Повышение скорости передачи данных в сетях GSM на принципах когнитивного радио

• Автор: Родионов, Владимир Вячеславович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Актуальность проблемы увеличения скорости передачи данных в
сетях GSM
1.1. Анализ способов увеличения скорости передачи данных в сетях GSM
1.2. Проблемы развития сотовой связи GSM и последующих поколений
1.3. Принципы «когнитивного радио»
Выводы
Глава 2. Разработка системы передачи данных с высокой скоростью в сетях

2.1. Способ передачи данных с высокой скоростью в сетях GSM на принципах когнитивного радио
2.2. Оценка максимальной скорости передачи данных в дополняющей микросотовой сети при использовании различных схем повторного использования частот
2.3. Адаптивный выбор рабочих частот для микросотовой сети передачи данных
2.4. Формирование OFDM-сигнала в микросотовой системе передачи данных с исключением рабочих частот, занятых GSM
2.5. Алгоритмы процесса передачи данных в микросотовой сети
2.6. Организации транспортной сети для микросотовой сети передачи данных
2.7. Структурные схемы базовой и абонентской станций микросотовой сети
передачи данных
Выводы
Глава 3. Исследование вопросов электромагнитной совместимости микросотовой и макросотовой сетей

3.1. Оценка электромагнитной совместимости микросотовой и макросотовой сетей
3.2. Анализ зависимости допустимой мощности БС микросотовой сети от частотного разноса между рабочими частотами микросотовой и
макросотовой сетей
Выводы
Глава 4. Моделирование алгоритмов физического уровня прямого и обратного каналов совмещенной сети OFDM
4.1. Разработка алгоритма имитационного моделирования
4.2. Имитационное моделирование канала связи микросотовой сети
4.3. Результаты моделирования предложенных алгоритмов физического уровня прямого и обратного каналов совмещенной сети OFDM - GSM...78 Выводы
Глава 5. Рекомендации по практической реализации когнитивной системы передачи данных с высокой скоростью в сетях GSM
5.1. Спецификация параметров OFDM-модуляции в радиоканале передачи данных
5.2. Использование физического уровня технологии LTE в микросотовой
сети передачи данных
Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Мобильные и беспроводные технологии сегодня обеспечивают практически глобальное покрытие для передачи речи и данных с невысокой скоростью. Только в сетях GSM предоставляются услуги более 4 миллиардам абонентам в 219 странах. Успех технических решений, принятых в стандарте GSM более 20 лет назад, позволяет применять их в современных и перспективных системах связи. На основе GSM развиваются системы связи для железных дорог (GSM-R). На базе GSM создаются в Европе и России системы экстренного реагирования на дорогах (eCall и ЭРА ГЛОНАСС). В США планируется создание системы GSM в новой полосе частот — 850 МГц. Параллельно с GSM уже существуют сети UMTS и CDMA 2000, относящиеся к третьему поколению сотовой связи (3G). На их основе развиваются новые виды технологий, услуг и приложений для мобильных и стационарных абонентов для общения людей между собой, для развития бизнеса, для взаимодействия с устройствами и машинами (М2М).
Главной тенденцией для пользователя становится получение услуг мультимедиа и различного контента «везде и в любое время» через различные устройства и системы доступа. Основной проблемой для реализации современных тенденций развития мобильной и беспроводной связи становится проблема увеличения скорости передачи данных на радиоинтерфейсе, решение которой однозначно связано с расширением полосы частот, выделяемой системе связи.
В связи с ограниченностью частотного ресурса, приемлемого для мобильной и сотовой связи, чрезвычайно актуальной проблемой является поиск способов повышения скорости передачи данных в радиоканале без увеличения полосы частот системы связи. К ним можно отнести:
- увеличение плотности установки базовых станций, применение микросот и фемтосот, за счет чего увеличивается емкость сети, а также скорость передачи данных на одного абонента;
2.4. Формирование OFDM-сигнала в микросотовой системе передачи данных с исключением рабочих частот, занятых GSM
При построении микросотовой системы передачи данных целесообразно использовать технологию OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [6, 8, 19, 14, 27]. Это позволит гибко управлять шириной полосы излучения сигнала в зависимости от количества занятых частот макросотовой сетью GSM и повысит эффективность приема данных в условиях многолучевости.
К преимуществам OFDM относятся:
- высокая спектральная эффективность из-за почти прямоугольного частотного спектра для большого числа поднесущих;
- простая цифровая реализация с использованием быстрого преобразования Фурье;
- невысокая сложность приемников из-за предотвращения межсимвольной и межканальной интерференциями с достаточно длинным защитным интервалом;
- гибкая спектральная адаптация может быть реализована, например, режекторная фильтрация;
- различные схемы модуляции могут использоваться на индивидуальных поднесущих, которые приспособлены к условиям передачи на каждой поднесущей, например, водное заполнение.
К недостаткам OFDM относятся:
- сигналы с высоким пик-фактором (отношение пиковой мощности к средней) требуют применения хороших линейных усилителей. Иначе, происходит ухудшение рабочих характеристик, и увеличивается внеполосная мощность;
- потери в спектральной эффективности из-за защитного интервала; ,
- большая чувствительность к эффекту Доплера, чем у систем с модуляцией одной несущей;