Синтез и анализ алгоритмов пространственно-временной обработки сверхширокополосных сигналов в локальных сетях связи

• Автор: Титов, Роман Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение
ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Сверхширокополосные сигналы и устройства для их обработки
1.1 Классификация СШП систем. Стандарты СШП систем
1.2 Модуляция импульсных СШП последовательностей
1.3 Модель канала для СШП сигналов
1.4 Алгоритмы разрешения лучей внутри кластера
2 Модель рассеянного поля и синтез алгоритмов обработки СШП сигналов с несущей
2.1 Модель поля случайного кластерного рассеивателя
2.2 Статистическая структура поля, сформированного кластерным рассеивателем
2.3 ЛФОП волнового кластера по его пространственным параметрам
3 Характеристики оценок угла прихода и углового рассеяния поля кластерного рассеивателя
3.1 ЛФОП поля кластерного рассеивателя в форме собственных значений
3.2 Характеристики оценки угла прихода с учетом априорных ограничений
3.3 Характеристики оценки углового рассеяния с учетом априорных ограничений
4 Пространственно-временная обработка кодированных импульсных СШП сигналов
4.1 ЛФОП пространственно-временных кодированных импульсных СШП сигналов
4.2 Энергетическая диаграмма направленности кодированных импульсных СШП сигналов
4.3 Обобщенная функция неопределенности кодированных импульсных СШП сигналов
4.4 Границы Крамера-Рао раздельной и совместной оценок параметров

импульсных СШП сигналов
Заключение
Литература
Приложение

Введение
Актуальность работы. Одной из основных тенденций развития систем телекоммуникаций является повсеместное внедрение беспроводных локальных сетей, а также развитие персональных сетей передачи данных. Требование к скорости передачи информации в данных сетях постоянно возрастает, в то время как площадь развертывания данных сетей постепенно уменьшается и увеличивается плотность пользователей. Однако скорость передачи, которая обеспечивается в рамках существующих стандартов, перестает удовлетворять растущим потребностям.
Это обстоятельство привело к развитию новых сверхширокополосных (СШП) технологий передачи данных, использующих различные виды сигналов, которых объединяет одно - широкая полоса и как следствие возможность передачи информации с большой скоростью. На сегодняшний день можно выделить две основные группы СШП сигналов. Первые - это сигналы с синусоидальной несущей порядка нескольких ГГц и очень широкой абсолютной полосой порядка несколько сотен МГц. Вторые - это сигналы, представляющие собой последовательности сверхкоротких импульсов, модулированных по амплитуде, положению или иному параметру. Длительность таких импульсов составляет порядка нескольких сотен пикосекунд, и как следствие импульсные СШП (ИСШП) сигналы обладают не только широкой абсолютной (порядка одного ГГц и более), но и относительной полосой. ИСШП сигналы обладают тем свойством, что позволяют повторно использовать те участки спектра, которые уже заняты узкополосными системами, при этом типичная спектральная мощность сигнала может не превышать значения, допустимые для непреднамеренного побочного электромагнитного излучения различных электронных приборов (лучевых трубок мониторов, плазменных экранов и т.п.).
Построение упомянутых локальных и персональных сетей на основе СШП сигналов предполагается на достаточно ограниченном пространстве

Как следует из табл. 1.1, средняя задержка между кластерами составляет единицы-десятки наносекунд, средняя задержка (1/Л) между лучами внутри кластера - 400 пикосекунд и более, что сопоставимо с длительностью одиночного СШП импульса и значительно меньше периода, соответствующего максимальной частоте в спектре СШП сигнала с несущей (частоте 500МГц соответствует период 2 наносекунды). Следовательно, в случае приема ИСШП сигналов возможно ожидать разрешения лучей во временной области, в случае СШП сигнала с несущей лучи в пределах кластера трудно разрешимы.
Для борьбы с подобной многолучевость можно помимо временной дополнительно использовать и пространственную обработку принимаемого сигнала, разделяя лучи или по крайней мере кластеры лучей с различными направлениями прихода относительно приемной антенны. При этом направление прихода, как правило, принято характеризовать двумя углами прихода - азимутальным углом в горизонтальной плоскости (азимутом) и углом возвышения - в вертикальной.
В ряде работ и практических исследований [48,61] предложено кластерное описание канала и в пространственной области
РпАв -0/ - &п,1), 0-31)
/=1 п
где 01 - средний угол прихода / -ого кластера как единого целого, соп
отклонение п -ого луча внутри кластера от этого угла. На практике установлено, что соп1 хорошо описывается распределением Лапласа или
Гаусса [48,61] в зависимости от того, какой угол прихода рассматривается -азимутальный или угол возвышения. При этом дисперсия отклонений а>п ;
составляет около 8-11 градусов. В случае если речь идет об азимутальном угле, то 0; можно описывать равномерным распределением на интервале (-;т, я-] [48].
В работе [51] также исследовано распространение СШП сигналов с