Алгоритм обработки пространственно-временных сигналов в системе связи на основе антенных решеток

• Автор: Муравицкий, Никита Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ РАДИОСВЯЗИ НА ОСНОВЕ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК
1.1. Система М1МО и пространственно-временное кодирование
1.2. Методы разнесения
1.3. Пространственно-временные блочные коды
1.4. Метод с обратной связью (информированный передатчик).
1.5. Метод переключения антенн при кодировании и декодировании
1.6. Алгоритмы обработки принятых пространственно-временных сигналов в системе М1МО
1.7. Пропускная способность
1.8. Метод обучение приемника для оценки матрицы канала
1.9. Выводы
2. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ В РЕЛЕЕВСКОМ КАНАЛЕ
2.1. Круговая модель многолучевого канала
2.2. Пространственная модель канала М1МО
2.3. Среда распространения электромагнитной волны сигнала.
2.4. Коэффициенты матрицы канала
2.5. Параметры антенны базовой станции (БС)
2.6. Азимутальное распределение мощности БС
2.7. Пространственные параметры мобильной станции (МС)
2.8. Основные определения, параметры и допущения, принятые в модели
2.9. Модели среды распространения
2.10. Моделирование канала с наличием прямой видимости между передатчиком и приемником
2.11. Корреляция между параметрами .модели
2.12. .Пространственная корреляция между сигналами элементов АР
2.13. Пропускная способность канала
2.14. Фазовая манипуляция в системе МІМО
2.15. Использование приемной фазированной антенной решетки
2.16. Критерий синтеза весовых коэффициентов по максимуму отношения сигнал-шум
2.17. Выводы
3. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК
3.1. Расчет параметров различных сред распространения сигнала
3.2. Моделирование адаптивного алгоритма обработки сигналов в приемнике
3.3. Выводы
4. МАШИННЫЙ ЭКПЕРИМЕНТ ПО АНАЛИЗУ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМ
4.1. Вводные замечания
4.2. Экспериментальное исследование эффективности алгоритма адаптации в системе связи
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

А1} - антенная решетка;
ААР - адаптивная антенная решетка;
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
БС - базовая станция;
ДОС - диаграммообразующая схема;
ДН - диаграмма направленности;
КМ — корреляционная матрица;
ЛГ1В - линия прямой видимости;
МС - мобильная станция, мобильное устройство;
МП - метод максимального правдоподобия;
МСКО - оценка по минимуму среднеквадратической ошибки;
ОЛПВ - отсутствие линии прямой видимости;
ОСШ - отношение сигнал/шум;
ПВ - пространственно-временной;
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;
ПМ - пространственное мультиплексирование;
ПерПА - переключение передающей антенны;
ПрПА - переключение приемной антенны;
П-ГТПА - переключение передающей и приемной антенны;
ПС - пропускная способность;
СКО - среднеквадратическое отклонение;
ИМ - имитационное моделирование;
МСИ - метод статистических испытаний;
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;
ФМ - фазовая манипуляция;
3GPP - third generation partnership project - программа сотрудничества по сетям связи третьего поколения;
АоА - angle of arrival - угол приема сигнала;

Другой способ состоит в том, что для того же самого числа радиочастотных каналов, использование дополнительных антенн с коммутацией превосходит по производительности систему, которая испытывает недостаток в дополнительных антенных элементах. Антенное переключение изменилось на фундаментальном уровне для оптимальной Гауссовой сигнализации, необходимой для передачи информации с максимально возможной скоростью. Значительное усилие было также потрачено, чтобы разработать различные критерии для выбора антенн: оптимальный (сложный) и близкие к оптимальному (более простой).
1.5.1.Модель системы. Рассмотрим модель системы с 5 и и элементами антенных решеток, которые доступны для передачи и приема. Допустим, что имеется и Ьи радиочастотных цепей в передатчике и приемнике. Таким образом, всегда выполнятся неравенство I < < £ и I < Бу < и [67].
Блок-диаграмма, показывающая коммутацию антенн в приемнике и передатчике, представлена на рисунке 1.7.
Переключатель
Канал
связи
Переключатель
Рисунок 1.7 - Блок-диаграмма, показывающая коммутацию антенн радиочастотными цепями передатчика и приемника
Здесь использованы обозначения: передаваемый сигнал, размера б'х! определяемый вектором X; сигнал У размерностью Г/х 1, принимаемый 5 антеннами, который определяется согласно выражению (1.1)
Общая излучаемая всеми элементами антенны мощность, как и в предыдущем случае, равняется Р. Не учитывая потерь, в общем, будем