Оптимизация и анализ эффективности пространственных структур радиотехнических систем передачи информации

• Автор: Ксендзов, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 271 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1 Математические модели каналов связи
1.1 Вводные замечания
1.2 Обобщенная классификация моделей каналов связи
1.3 Математические модели сигнала, помех и замираний
в SISO канале
1.4 Математические модели сигнала, помех и пространственно коррелированных замираний в SIMO, M1SO и MIMO канале
1.5 Оптимальная и квазиоптималъная передача и прием пространственно разнесенных сигналов
1.6 Выводы и постановка задач диссертационного исследования
2 Анализ границ вероятности ошибки для фазоманипулированного сигнала в MIMO канале в условиях пространственной корреляции
2.1 Вводные замечания
2.2 Аналитические выражения вероятности ошибки для ДФМ сигнала в SISO канале без замираний, с рэлеевскими замираниями, с замираниями Накагами
2.3 Аналитические выражения вероятности ошибки для ДФМ сигнала в SIMO канале с пространственно коррелированными рэлеевскими замираниями. Верхняя и нижняя границы вероятности ошибки
2.4 Обобщение для SIMO канала с замираниями Накагами и неравномерным распределением среднего ОСШ по антеннам в присутствии луча прямой видимости
2.5 Выводы
3 Разработка алгоритмов оптимизации пространственной структуры многоантенной системы
3.1 Вводные замечания

3.2 Разработка двумерной математической модели пространственной корреляции на основе функции пространственной корреляции
3.3 Методы оптимизации пространственной структуры многоантенной системы и выбор целевой функции для оптимизации
3.4 Градиентный метод оптимизации пространственной структуры двухантенной системы по минимуму 2-нормы коэффициента пространственной корреляции с кластеризацией целевой функции
3.5 Сравнительный анализ алгоритмов оптимизации пространственной структуры двухантенной системы
3.6 Градиентный метод оптимизации пространственной структуры многоантенной системы по минимуму 2-нормы векторной зависимости коэффициентов пространственной корреляции от пространственной структуры
3.7 Выводы
4 Анализ эффективности предложенных методов оптимизации пространственной структуры для стандартных MIMO каналов
4.1 Вводные замечания
4.2 Эффективность оптимизации пространственной структуры антенной системы при направленном угловом спектре мощности
4.3 Эффективность оптимизации пространственной структуры антенной системы при равномерном угловом спектре мощности
4.4 Эффективность оптимизации угловой ориентации линейной антенной решетки при различной степени направленности углового спектра мощности
4.5 Расчет вероятности ошибки и пропускной способности стандартных MIMO каналов связи с коррелированными замираниями и оптимальной пространственной структурой
4.6 Выводы

5 Оценивание функции пространственной корреляции и углового спектра мощности с помощью измерительной многоантенной системы с оптимизированной пространственной структурой
5.1 Вводные замечания
5.2 Оценивание функции пространственной корреляции и углового спектра мощности на основе представления в базисе Фурье
5.3 Определение оптимальной пространственной структуры антенной системы оценивания функции пространственной корреляции при заданном угловом разрешении устройства оценивания
5.4 Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение А. Список сокращений и условных обозначений
Приложение В. Примеры функций углового спектра мощности и соответствующих диаграмм пространственной корреляции
Приложение С. Блок-схемы алгоритмов градиентного поиска локальных
экстремумов многоэкстремальной целевой функции
Приложение D. Кривые вероятности ошибки на бит от ОСИ! в SIMO канале для различных ПС и моделей канала
Приложение Е. Кривые вероятности ошибки на бит и эргодической пропускной способности от ОСШ в MIMO канале 5x5
Приложение F. Примеры моделирования работы устройства оценивания
функции углового спектра мощности
Приложение G. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Результаты исследования влияния формы У СМ на пространственную корреляцию в литературе, как правило, представлены в виде графиков зависимости коэффициента корреляции замираний в паре антенн от расстояния между антеннами для однолепесткового УСМ с различным азимутом и для разных аппроксимирующих функций [11], [23], [47], [56]. Типовые графики таких зависимостей представлены на рис. 1.6. Анализ пространственной корреляции для более сложных форм УСМ и конфигураций МАС, как правило, не проводится.
Рисунок 1.6 - Типовые зависимости поведения коэффициента пространственной корреляции при разнесении пары антенн, представленные в литературе [23], [56]
MISO (Multiple Input - Single Output) канал - это канал с разнесенной передачей сигнала с помощью MAC из М антенн и приемом с помощью одиночной антенны. Схематичное изображение MISO канала представлено на рисунке
1.7.