Анализ пропускной способности систем сотовой связи, использующих координированную передачу сигналов базовыми станциями для подавления взаимных непреднамеренных помех

• Автор: Морозов, Григорий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Модель MIMO-OFDMA сотовой системы радиосвязи на основе стандарта LTE-A

1.1. Технология множественного доступа OFDMA и OFDM модуляция для нисходящей передачи сигналов

1.2. Технология MIMO для нисходящей передачи сигналов

1.3. Измерение каналов и отношений сигнал/(шум плюс помеха) в приёмниках абонентов

1.4. Распределение физических ресурсов системы связи между абонентами

1.5. Заключение по первой главе

2. Анализ уровня взаимных непреднамеренных помех в неоднородных сотовых радиосетях стандарта LTE-A с перераспределением абонентских соединений
2.1. Расширение зон покрытия пикостанций для выравнивания распределения абонентских соединений

2.2. Координированная передача данных по схеме elCIC стандарта LTE-A

2.3. Заключение по второй главе
3. Анализ пропускной способности системы связи LTE-A с координированной пространственной обработкой передаваемых сигналов по схеме CS/CB СоМР
3.1. Координированная передача данных по схеме CS/CB СоМР
3.2. Сравнительный анализ схем elCIC и CS/CB СоМР
3.3. Координированная пространственная обработка сигналов в адаптивных антеннах с наклонной кросс-поляризацией элементов
3.4. Исследование пропускной способности сотовой системы радиосвязи на основе стандарта LTE-A с согласованием поляризаций сигналов на передатчиках базовых станциях
3.5. Заключение по третьей главе
4. Анализ пропускной способности системы связи LTE-A, использующей схемы JP СоМР для координированной пространственной обработки передаваемых сигналов
4.1. Координированная передача данных по схеме JT СоМР

4.2. Исследование пропускной способности неоднородной сотовой сети стандарта LTE-A с использованием схемы JT СоМР для координированной передачи данных
4.3. Исследование пропускной способности неоднородной сотовой сети стандарта LTE-A с использованием схемы DPS СоМР для координированной передачи данных
4.4. Заключение по четвёртой главе
Заключение
Список используемых источников
Приложение. Список условных сокращений

Введение
Актуальность темы диссертационной работы
В течение последних десяти лет наблюдается экспоненциальный рост числа абонентов сотовых радиосетей [1,2]. Это, в первую очередь, связано с массовым распространением новых мобильных устройств, таких как, сотовые телефоны, смартфоны, планшетные компьютеры, ноутбуки и т.п., которые активно используются для доступа в сеть Интернет, просмотра мобильного телевидения, высокоскоростного обмена данными между устройствами и т.д. Проблема повышения пропускной способности систем сотовой радиосвязи привела к созданию, так называемых, сотовых систем четвёртого поколения (4G). В отличие от сотовых систем предыдущего третьего поколения (3G), изначально ориентированных только на передачу голосовых данных, т.е. на мобильную телефонию, системы связи 4G ориентированы на универсальную (пакетную) передачу данных любого типа [3,4]. Также, для повышения скорости и надёжности передачи информации одновременно большому числу абонентов, в системах 4G применяется технология множественного доступа с ортогональным частотным разделением OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) [5] и пространственно-временная обработка сигналов на многоэлементных приёмно-передающих адаптивных антенных решётках (MIMO, от англ. Multiple Input — Multiple Output, что означает систему связи со многими антеннами на передатчике, т.е. на входе канала связи, и многими антеннами на приёмнике, т.е. на выходе канала связи) [6]. Таким образом, можно сказать, что принципиальным отличием систем сотовой радиосвязи четвёртого поколения является применение MIMO-OFDMA технологии. В качестве примера MIMO-OFDMA системы связи можно привести развёрнутую универсальную систему наземного радиодоступа E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access) Release-10/11 [7], известную под названием Long Term Evolution —Advanced (LTE-A), а также сотовую систему радиосвязи WirelessMAN-Advanced (стандарт IEEE 802.16m, известный как WiMAX-Advanced) [8,9].

2. Анализ уровня взаимных непреднамеренных помех в неоднородных сотовых радиосетях стандарта LTE-A с перераспределением абонентских соединений
Повсеместно растущая потребность в высокоскоростной передаче данных по беспроводным каналам связи, вызванная всё более широким распространением сети Интернет, IP-телефонии, цифрового телевидения высокой чёткости и т.д., требует постоянного увеличения пропускной способности сотовых радиосетей. Традиционным подходом к решению задачи повышения пропускной способности системы связи является увеличение излучаемой мощности и/или ширины полосы частот передаваемых сигналов. Однако, в силу экологических требований и ограниченности частотного ресурса, данный подход в настоящее время практически исчерпал себя. Другой способ решения этой задачи заключается в увеличении плотности покрытия сети за счёт развёртывания большего числа базовых станций, работающих в одном частотном диапазоне (на одинаковых несущих частотах), при сохранении используемой ширины полосы частот и максимальной излучаемой мощности. В этом случае рост скорости передачи данных на каждого пользователя происходит благодаря уменьшению среднего числа абонентов, обслуживаемых одной базовой станцией. Наиболее перспективным подходом к увеличению плотности покрытия сети является использование, так называемых, неоднородных сотовых сетей (Heterogeneous Networks, HetNet). Построение таких сетей планируется делать на основе уже существующих систем сотовой связи, с относительно большими «макро» сотами (обслуживаемыми обычными макростациями), путём развёртывания небольших дополнительных станций (так называемых, «пикостанций»), имеющих меньшую излучаемую мощность и, соответственно, меньший радиус покрытия. Малая излучаемая мощность сигналов пикостанций существенно уменьшает уровень непреднамеренных помех, создаваемых ими для пользователей других станций, и поэтому упрощает процедуру планирования, развёртывания и поддержки неоднородной сотовой сети в целом [15,56]. Однако, большая разница излучаемой мощности макро- и пикостанций, работающих на одинаковых несущих частотах,