Помехоустойчивость радиолиний сотовых мобильных систем радиосвязи в условиях быстрых и медленных замираний

• Автор: Хамад Азиз Айман
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Глава 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ'СОТОВЫХ МОБИЛЬНЫХ СИСТЕМ
РАДИОСВЯЗИ
1.1. Анализ развития сотовой связи
1.2. Характеристики цифровых сотовых сетей подвижной связи
1.3. Структуры сотовой мобильной сети связи
1.4. Выводы
Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОКАНАЛОВ СОТОВЫХ
МОБИЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ
2.1. Статистические характеристики радиоканалов
2.1.1. Оценка ослабления сигнала вследствие затуханий
2.1.2. Интервал задержек
2.1.3. Интервал доплеровских частот
2.2. Статистические характеристики быстрых и медленных замираний
сигнала
2.3. Полоса когерентности и интервал корреляции замирающего сигнала
2.4. Методы повышения эффективности передачи сообщений
в информационном радиоканале
2.5. Выводы
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАМИРАНИЙ РАДИОСИГНАЛА 5
3.1. Статистические характеристики огибающей сигнала с учётом
быстрых и медленных замираний
3.1.1. Плотность вероятности огибающей с учётом быстрых и медленных замираний
3.1.2. Модель замираний радиосигнала первого вида
3.1.3. Плотность вероятности огибающей сигнала для экспериментальных функций плотности вероятности

быстрых и медленных замираний
3.1.4. Модель замираний радиосигнала второго вида
3.1.5. Оценка точности описания замираний моделями первого
и второго вида
3.2. Анализ влияния быстрых и медленных замираний на помехоустойчивость приёма цифровых сообщений
3.2.1. Средняя вероятность ошибочного приёма для модели замираний первого вида
3.2.2. Средняя вероятность ошибочного приёма для модели замираний второго вида
3.3. Анализ надёжности связи в каналах с быстрыми и медленными
замираниями
3.3.1. Коэффициент запаса для модели замираний второго вида
3.3.2. Коэффициент запаса для модели замираний первого вида
3.4. Выводы
Глава 4. ВЛИЯНИЕ КАНАЛА СИНХРОНИЗАЦИИ НА КАЧЕСТВО
ПРИЁМА СООБЩЕНИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ЗАМИРАНИЙ
4.1. Модель цифровой системы передачи информации
4.2. Результаты имитационного моделирования влияния замираний
на качество приёма сообщений при идеальной и реальной синхронизации
4.3. Алгоритм не следящей системы тактовой синхронизации
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы

Актуальность темы исследования. Приоритетным направлением развития современной теории и техники передачи информации является исследование и разработка телекоммуникационных систем, в частности, радиосистем подвижной связи: наземной, авиационной, морской.
Это обусловлено изменением набора услуг, предоставляемых абонентам сетей связи, при соответствующем увеличении номенклатуры передаваемых сообщений. Действительно, современные каналы и сети связи во многих случаях обеспечивают передачу мультимедийной информации, включающей формируемые компьютерами сообщения; текст, видео, графики - а также телевизионные и телефонные сообщения. В зависимости от вида информации для передачи мультимедиа требуются каналы связи с пропускной способностью от 64кбит/сек до 2,048мбит/с и выше.
Передача информации в системах связи с подвижными объектами имеет специфические особенности, возникающие вследствие использования в мобильных станциях слабонаправленных приёмо-передающих антенн, осуществляющих приём (передачу) сигналов под малыми углами места.
Принципиальной особенностью, наблюдаемой в большинстве радиосистем подвижной связи, является прием сигналов в условиях быстрых и медленных замираний. Быстрые замирания огибающей сигнала на входе приёмника вызваны интерференцией сигналов, приходящих на вход приёмника различными путями со случайными задержками, амплитудами и доплеровскими смещениями частоты. Медленные замирания вызываются ослаблением среднеквадратического значения сигнала вследствие изменения условий распространения сигналов в радиоканале.
Таким образом, принципиальным вопросом теории и проектирования радиосистем связи с подвижными объектами является исследование влияния одновременно быстрых и медленных замираний на помехоустойчивость приёма цифровых сообщений, существенно ограничивающих скорость передачи информации.
2.3. Полоса когерентности и интервал корреляции замирающего сигнала.
Величина средних потерь на трассе распространения и параметры медленных и быстрых замираний еще не дают исчерпывающего описания канала связи. Известно [2,6], что частотно-временные сдвиги сигналов в канале связи вызывают селективные замирания по времени и частоте, значительно усложняющие работу современных цифровых систем мобильной связи с высокоскоростной передачей информации.
Многолучевое распространение сигналов, при котором каждый луч приходит со своим временным сдвигом, приводит к растяжению принимаемых символов во времени и частотно-селективным замираниям. Растяжение во времени проявляется в том, что длительность принятых символов больше, чем длительность переданного символа. При этом соседние символы сообщения перекрывают друг друга.
Частотно-селективные замирания сигнала эквивалентны фильтрации сигнала, при которой различные компоненты спектра сигнала получают разное ослабление. Спектральные составляющие в пределах малого интервала частот будут испытывать приблизительно одинаковое ослабление (гладкие замирания), но с ростом частотного разнесения характер замираний станет существенно различным. Очевидно, что чем больше ширина полосы сигнала, тем более он будет подвержен частотно-селективным замираниям.
Считается [2], что минимальная ширина полосы, при которой приемник способен обнаружить временное растяжение символов, АРтш * /*тт , где тт -разность временных сдвигов сигналов в первом и последнем пришедшем лучах.
При достаточно большой ширине полосы сигнала приемник способен различать лучи с различными временными задержками. Это происходит, когда разрешающая способность приемника по времени становится меньше взаимного временного сдвига сигналов в 1—т и у—т лучах: