Повышение помехоустойчивости и емкости систем радиосвязи с кодовым разделением каналов методами совместной пространственно-частотной селекции

• Автор: Савинков, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 120 с.

Содержание
Содержание
Список обозначений и сокращений
Введение
1 Обзор существующих методов подавления узкополосных пространственно - сосредоточенных помех
1.1 Классификация помех
1.1.1 Классификация помех по свойствам электромагнитных полей
1.1.2 Классификация помех по происхождению
1.1.3 Свойства наиболее значимых для систем сухопутной подвижной радиосвязи помех
1.2 Частотная селекция
1.3 Пространственная селекция
1.4 Методы совместной пространственно-частотной селекции
1.5 Выводы
2 Синтез алгоритмов вычисления весовых коэффициентов устройства пространственно-частотной селекции
2.1 Математическая модель полезного сигнала и помех
2.2 Структура устройства совместной пространственно - частотной
селекции (ПЧС)
2.3 Синтез алгоритма вычисления значений весовых коэффициентов
устройства ПЧС
2.3.1 Квазиоптимальный алгоритм вычисления весовых коэффициентов устройства ПЧС
2.3.1.1 Вычисление коэффициентов
2.3.1.1.1 Двухкритериальный алгоритм вычисления весовых коэффициентов

2.3.1.1.1.1 Алгоритм вычисления весовых коэффициентов м. , минимизирующих мощность сигнала на выходе частотного канала

2.3.1.1.1.2 Алгоритм вычисления весовых коэффициентов . ,
максимизирующих мощность полезного сигнала на выходе частотного канала
Г гг
2.3.1.1.1.3 Решающее правило для выбора между ш,. у и ил
2.3.1.2 Вычисление коэффициентов м?2
2.4 Использование компактной антенной решетки
2.4.1 Коэффициент корреляции сигналов, принимаемых пространственно-разнесенными антеннами, в зависимости от расстояния между ними
2.4.2 Вычисление коэффициентов устройства ПЧС в случае использования компактной антенной решетки
2.4.2.1 Вычисление коэффициентов w,
2.4.2.1.1 Оптимальный алгоритм вычисления коэффициентов му
2.4.2.1.2 Двухкритериальный алгоритм вычисления wx
2.4.2.2 Вычисление коэффициентов w2
2.4.3 Оценка относительного фазового сдвига Atpf в случае компактной антенной решетки
2.5 Режим установления связи
2.6 Выводы
3 Минимизация вычислительных затрат, требуемых для реализации устройства ПЧС
3.1 Устройство определения фазового сдвига Д 3.2 Реализация устройства ПЧС в частотной области
3.2.1 Вычисление комплексных весовых коэффициентов устройства ПЧС в частотной области
3.2.1.1 Вычисление коэффициентов w|
3.2.1.1.1 Оптимальный алгоритм вычисления коэффициентов wx
3.2.1.1.2 Двухкритериальный алгоритм вычисления коэффициентов wx
3.2.1.2 Вычисление коэффициентов w2
3.2.2 Выбор передаточной характеристики фильтров
3.2.3 Оценка вычислительных затрат для реализации устройства ПЧС в частотной области
3.2.3.1 Оценка аппаратных затрат, необходимых для реализации устройства ПЧС на базовой станции системы IS
3.2.3.2 Оценка аппаратных затрат, необходимых для реализации устройства ПЧС на базовой станции системы UMTS
3.3 Выводы
4 Моделирование устройства ПЧС
4.1 Структура программной модели

4.2 Методика оценки величины подавления помех и увеличения емкости системы связи
4.2.1 Методика оценки величины подавления узкополосных пространственно-сосредоточенных помех
4.2.2 Методика оценки увеличения емкости системы связи с кодовым разделением каналов
4.3 Условия моделирования
4.4 Обоснование требуемого объема статистики
4.5 Результаты статистического моделирования
4.6 Проверка диаграмм направленности, формируемых устройством ПЧС для каждого из частотных каналов
4.7 Проверка спектра сигнала на выходе устройства ПЧС
4.8 Выводы
Заключение
Список литературы

налов, появилась возможность реализации некоторых методов пространственной фильтрации и в сотовых системах связи общего пользования с кодовым разделением каналов. В перспективные стандарты сотовой связи [15] и [16] закладывается возможность использования так называемой «умной антенны», [51], [52], [53], которая позволила бы для каждого пользователя системы связи формировать диаграмму направленности антенной системы таким образом, чтобы ее максимум в азимутальной плоскости был направлен в сторону мобильного пользователя. При этом не предполагается осуществлять целенаправленного подавления пространственно - сосредоточенных помех.
Таким образом, в последние годы снова возрос интерес к методам пространственной обработки, что связано с появившимися техническими возможностями реализации алгоритмов пространственной селекции в массовой аппаратуре. Основные преимущества и недостатки, присущие методам пространственной селекции следующие:
Преимущества пространственной селекции
• Меньшие, по сравнению с частотной селекцией, потери энергии полезного сигнала, так как в ходе подавления помех не происходит режекции части спектра полезного сигнала.
• Не искажается автокорреляционная функция сигнала, так как не изменяется форма энергетического спектра полезного сигнала.
Недостатки пространственной селекции
• Необходимость использования большого количества элементов антенной решетки и связанных с ними дорогостоящих аналоговых приемных трактов.
• Большие вычислительные затраты при реализации.
• Необходимость использования опорного сигнала, так как при этом дополнительный пилот сигнал занимает дополнительный канал передачи данных, а использование обучающей последовательности снижает скорость передачи данных. Кроме того, в перерывах между опорными фрагментами не происходит подстройки весовых коэффициентов, что снижает эффективность работы в нестационарных каналах.
• Длительное время адаптации, что также снижает эффективность работы в нестационарных каналах.
1.4 Методы совместной пространственно-частотной селекции
Рассмотренные выше методы частотной и пространственной селекции, при использовании их в отдельности, обладают недостатками, снижающими