Исследование и разработка методов повышения абонентской емкости цифровых сотовых систем связи диапазона 450 МГц

• Автор: Косинов, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Глава 1. Анализ эффективности систем CDMA с учётом свойств сложных

сигналов

1.1. Анализ эффективности применения кодов для увеличения

пропускной способности системы CDMA

1.2 Оценка характеристик системы CDMA, работающей в совмещенном диапазоне

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 2. Применение техники пространственной селекции сигналов в задачах, связанных с частотно-территориальным планированием в сотовых сетях
2.1. Сравнительные характеристики эффективности использования ресурса радиоканала для различных сотовых сетей связи

2.2. Схемы частотно-территориального покрытия, загрузка и ресурсы

сотовых сетей цифровых и аналоговых стандартов

2.3. Частотно-территориальное планирование сотовых сетей связи в условиях использования пространственной селекции сигналов
2.4. Метод пространственной селекции сигналов сотовой связи на основе модифицированного алгоритма инверсии мощности
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 3. Экспериментальный анализ эффективности разработанных алгоритмов частотно-территориального планирования с пространственной селекцией сигналов
3.1. Оценка повышения помехоустойчивости сотовых сетей при введении пространственной селекции сигналов на базовых станциях
3.2. Экспериментальные испытания работы фрагмента сотовой сети стандарта NMT 450 с использованием адаптивных антенн FALKEN RBS
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 4. Оптимизация управления доступом в сетях, поддерживающих режим «мягкого» хэндовера
4.1. Особенности частотно-территориального планирования в сетях с применением разнесенного приема, или режима «мягкого» хэндовера
4.2. Уравнение баланса фаз Эрланга для соты с «мягким» хэндовером
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы
Повсеместное введение в эксплуатацию сетей сотовой связи можно считать свершившимся явлением на всей заселенной части территории РФ. При этом, естественно, произошло практически полное исчерпание ресурсов выделенного радиочастотного спектра на указанной территории. Самые ранние из сотовых сетей, являющиеся чисто аналоговыми, можно считать довольно «старыми» по меркам шкалы времени, связанной с достижениями в области технологий и методов обработки сигналов. Так сложилось, что на современном этапе наметился процесс всеобщего перехода от аналоговых технологий к цифровым, обеспечивающим разносторонние, качественные преимущества. В этом смысле не составляют исключения сотовые сети аналоговых стандартов, для которых переход на цифровую основу обещает заметный выигрыш по показателям качества предоставляемых услуг, расширения их перечня, увеличения числа обслуживаемых абонентов, повышения доступности, энергоемкости, экономичности, совместимости и т.д. [58,62].
Оставаясь на реалистической позиции, можно утверждать, что подобных проблем не удастся избежать в будущем, когда новые технологии со всей настоятельностью «потребуют» модернизации тех цифровых сетей сотовой связи, которые сейчас считаются самыми совершенными. В результате проблема модернизации сотовых сетей связи выделяется в одно из ключевых и фундаментальных направлений для изучения. В указанной проблеме явно прослеживаются пока нерешенные вопросы оптимизации процесса модернизации в условиях прогнозируемых накоплений знаний и развития технологий, предсказания ожидаемого экономического эффекта и приобретения сопутствующих технических, научных знаний.
В такой широкой трактовке решение обозначенной проблемы представляется делом будущего, когда будет накоплен достаточный экспериментальный и теоретический материал. В настоящий же момент практическую значимость имеют задачи, связанные с модернизацией сотовых сетей аналоговых стандартов. Однако при их решении очень важно не сузить понимание вопросов до уровня чисто практического. Нужно попытаться осмыслить задачи модернизации в теоретическом плане, чтобы обеспечить начальное накопление знаний для решения обозначенной выше общей проблемы.
Анализ доступной литературы показал, что, несмотря на необозримое количество публикаций на тему усовершенствования методов обработки сигналов и передачи сообщений по каналам связи (например, [12-14,35,39,41,42,48,49,50,54,56,68,71,76,81-85]), практически отсутствуют работы, посвященные вопросам о том, на сколько указанные методы могут повлиять на интегральные показатели качества работы сети в целом. К упомянутым интегральным показателям, обычно, относят такие характеристики как: емкость сети, предельно допустимая плотность частотно-территориального (ЧТП)

2.1.4. Методы и техника борьбы с вредным влиянием многолучевого распространения сигналов
Для борьбы с многолучевостью в современных и разрабатываемых сотовых сетях цифрового стандарта широко используется обработка сигналов в эквалайзерах. Она подразумевает фильтрацию с помощью адаптивного трансверсального фильтра, весовые коэффициенты которого подбираются таким образом, чтобы в максимально возможной степени скомпенсировать эффект многолучевого распространения в канале. Технически это осуществляется подбором весовых коэффициентов так, что после прохождения через фильтр эталонного сигнала результат выхода максимально совпадает с принимаемым сигналом. То есть фильтр выступает в роли имитатора канала распространения. В эквалайзере восстанавливается канал связи. Такой подход несколько необычен с точки зрения классического подхода, когда адаптивный алгоритм осуществляет управление весовыми коэффициентами так, что бы после прохождения через него принимаемого сигнала отклик на выходе максимально приближался к эталону. При этом эквалайзер выступает в роли элемента, восстанавливающего исходный сигнал. Преимущество первой схемы заключается в том, что для ее реализации не требуется вычисления обратной корреляционной матрицы для принимаемого сигнала. Вместо нее используется обратная корреляционная матрица эталона, которая может быть вычислена заранее, один раз на все случаи. Аналитически оговоренное свойство вытекает из решения Витерби, справедливого для оптимальной в смысле критерия минимума среднеквадратической ошибки весовой обработки. Остановимся кратко на нем подробнее.
И так, пусть в нашем распоряжении имеется п каналов приема с процессами х, (ф, х, (/) х„ (г) и пусть нам известен эталонный сигнал $(/), который мы должны выделить. Для решения поставленной задачи мы можем использовать только весовую обработку
где (•) - обозначает операцию усреднения по времени. Поскольку (2.13)
определяет классическую экстремальную задачу с дифференцируемой целевой функцией, ее решение может быть получено путем дифференцирования по искомым параметрам (по весовым коэффициентам). Результат оказывается следующим:
(2.12)
Тогда весовые коэффициенты будут ?0'“ = ^¥°р‘ ,¥2Р' ЦТ°Р‘У
оптимальными,
если для них имеет место условие
(2.13)
(2.14)