Методы определения местоположения пользователя в информационных радиосистемах в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Семенов, Виталий Юрьевич

• Семенов, Виталий Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Семенов, Виталий Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА I. Определение местоположения пользователя внутри помещения с использованием инфраструктуры сетей беспроводного доступа в Интернет (Wi-Fi сети)

1.1. Метод, основанный на функции частотной когерентности передаточной характеристики канала

1.1.1. Функция частотной когерентности

1.1.2. Метод определения местоположения пользователя

1.1.3. Результаты моделирования для прямоугольной однородной

комнаты

1.2. Упрощенные методы определения местоположения

1.2.1. Методы позиционирования

1.2.2. Результаты моделирования для прямоугольной однородной

комнаты

1.3. Эффективность методов определения местоположения пользователя в «реальных» помещениях

1.3.1. Рассмотренные топологии помещений

1.3.2. Метод на основе функции частотной когерентности

1.3.3. Упрощенные методы

1.4. Заключение по первой главе

ГЛАВА II. Основные характеристики системы мобильной связи с

частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции

2.1. Обработка сигналов в системе мобильной связи

2.1.1. Пространственное разделение пользователей

2.1.2. Параметры антенной решетки с частотным сканированием

2

2.1.3. Выходной сигнал антенной решетки для разных моделей

угловой дисперсии канала

2.2. Аналитические выражения для основных характеристик системы

2.2.1. Отношение сигнал-шум

2.2.2. Вероятность битовой и пакетной ошибки

2.2.3. Пропускная способность

2.3. Сравнительный анализ с системами на основе других типов

антенн

2.3.1. Система с секторной антенной

2.3.2. Система с многолучевой антенной решеткой

2.3.3. MIMO-система с обратной связью

2.4. Заключение по второй главе

ГЛАВА III. Определение местоположения пользователя в системе мобильной связи с частотно-сканирующими антенными решетками на базовых станциях

3.1. Методы определения местоположения пользователя

3.2. Плотность вероятности отношения сигнал-шум и угловой дисперсии сигнала на базовых станциях

3.3. Интегральные функции распределения ошибки позиционирования

3.3.1. Гауссова модель многолучевого канала

3.3.2. 3GPP модель многолучевого канала

3.4. Заключение по третьей главе

Заключение

Список литературы

Список сокращений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы определения местоположения пользователя в информационных радиосистемах в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

В современном мире происходит интенсивное развитие информационных радиосистем [1-3]. Одним из актуальных направлений исследований в этой области является определение местоположения мобильного объекта с помощью инфраструктуры систем сотовой связи [4-8] или локальных беспроводных сетей [9-10]. Интерес к проблеме синтеза новых методов позиционирования обусловлен возможностью использования существующих сетей беспроводной передачи данных.

Основными препятствиями для достижения высокой точности определения местоположения объекта и эффективности методов обработки сигналов являются сложные условия распространения радиоволн в пространственном канале связи, обусловленные многолучевым характером распространения сигналов в случайной рассеивающей среде и движением пользователя. Многолучевость приводит к глубоким замираниям сигнала [11-15], является причиной возникновения частотной и угловой дисперсий сигнала наиболее значительных в городских условиях [16-19]. Перемещение объекта среди рассеивателей приводит к изменению характеристик канала связи, временной масштаб которых определяется его скоростью и размерами различных отражателей (зданий и других сооружений) [20-22].

Решить задачу позиционирования мобильного пользователя внутри помещения с достаточно высокой точностью возможно, если он является частью локальной сети беспроводного Интернета. Данный сервис востребован в настоящее время, поскольку сети Wi-Fi нашли широкое практическое применение [10, 23-26]. При определении местоположения объекта внутри помещения важную роль играет метрика позиционирования. Это характеристика, которая позволяет отличить с некоторой вероятностью одну точку в пространстве от другой. Поиск метрики позиционирования для высокоточного определения местоположения является весьма актуальной задачей.

Существует класс задач, в которых не требуется достижения высокой точности определения местоположения пользователя. Главным критерием в них является простота системы позиционирования, как с аппаратной, так и с вычислительной стороны. Для таких задач целесообразно применение «упрощенных» методов позиционирования с достаточно простыми метриками.

В системах мобильной связи весьма актуальна проблема создания эффективных методов обработки сигнала на базовой станции в условиях многолучевого распространения и априорной неопределенности углового положения источника излучения. Поэтому представляет интерес использование частотно-сканирующей антенной решетки (АР) на базовой станции. Главной особенностью такого типа антенн является однозначная связь между угловой координатой источника и частотой принимаемого сигнала. Это дает возможность передавать информацию конкретному пользователю без оценки его углового положения, что является сложной проблемой в условиях канала с угловой дисперсией, а на основе измерения спектра принятого от него сигнала. При этом одновременное обслуживание абонентов может быть реализовано за счет их частотного разделения. Отметим также, что частотно-сканирующая АР представляет собой одноканальную (а не многоканальную) систему, что расширяет возможности ее применения.

Определить местоположение мобильного объекта вне помещения возможно, в частности, если он является абонентом системы сотовой связи [2734]. Использование частотно-сканирующей АР на базовой станции сотовой системы связи открывает дополнительные возможности для увеличения точности позиционирования в условиях достаточно сильной угловой дисперсии, характерной для городского канала. Поэтому актуальной является разработка методов позиционирования в системе связи с частотно-сканирующей АР.

Созданию новых методов определения местоположения мобильного объекта внутри и вне помещения в перспективных информационных радиосистемах посвящена настоящая диссертационная работа. Актуальность выбранной темы подтверждается не только большим объемом публикаций в на-

5

учно-технических изданиях, посвященных этому вопросу, но также активной работой проводимой в данном направлении в некоторых компаниях-производителях коммуникационного оборудования (Intel, Symeo GmbH, RTL Service, UbiTEL, ЭлТэк и др.).

Состояние рассматриваемых вопросов

Местоположение объекта может быть определено в терминах как глобальных, так и локальных координат. Глобальные координаты имеют планетарный масштаб и определяются с помощью систем глобального позиционирования. На текущий момент широкое применение нашли такие системы как GPS и ГЛОНАСС [35-36].

Системы глобального позиционирования могут применяться и в рамках решения задач локальной навигации. Однако наилучшая точность при использовании систем глобального позиционирования достигается в условиях открытой местности, а внутри закрытых помещений точность определения местоположения значительно ухудшается. Это связано, в первую очередь с сильным ослаблением сигнала в стенах и перекрытиях зданий. Кроме того, внутри помещения навигационный приемник часто окружен большим количеством рассеивателей, из-за чего в значительной мере проявляется эффект многолучевого распространения сигналов.

Решить указанные проблемы позволяет развертывание специальных систем локального позиционирования. Локальные координаты имеют меньшие масштабы применимости и используются в задачах более узкой направленности [37]. Данные системы могут найти применение на станциях метро и на стоянках машин. Они могут использоваться в крупных аэропортах и железнодорожных вокзалах для навигации пассажиров к терминалам и т.д.

Методы позиционирования объектов внутри помещения условно делятся на два класса. К первому классу относятся методы, известные в зарубежной литературе как «fingerprint» [38]. В их основе лежит идея позиционирования с использованием заранее сформированной базы данных, в которой

6

хранятся сведения о значениях метрики для точек сетки с известными координатами. Совокупность координат опорных передатчиков обычно образует данную сетку. Позиционирование производится путем сравнения выбранной метрики для текущего положения объекта со значениями метрики из базы данных и выбора координат ближайшего по метрике опорного передатчика в качестве оценки местоположения объекта.

Инфраструктуру, подходящую для реализации методов позиционирования первого класса, используют локальные сети беспроводного доступа в Интернет. Они основаны на технологии ортогонального частотного мультиплексирования сигналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM) [23]. Согласно данной технологии информационные символы передаются параллельно на наборе поднесущих.

Сети Wi-Fi работают на частотах порядка единиц гигагерц, а ширина полосы частот для реализации OFDM-технологии достигает десятков мегагерц [23]. Использование такого широкого частотного канала создает дополнительные возможности для поиска новых метрик и методов позиционирования объектов внутри помещения.

На сегодняшний день наиболее распространенным методом определения местоположения первого класса является «мощностной» метод. Метрикой позиционирования в нем выступает распределение мощности принятого сигнала на конечном наборе частот [39]. Для систем использующих ортогональное частотное мультиплексирование сигналов мощность на некоторой частоте вычисляется как квадрат модуля передаточной характеристики канала. Процесс определения местоположения заключается в сравнении распределения мощности сигналов на наборе частот, принятых точкой доступа от объекта позиционирования и распределения мощности сигналов от опорных передатчиков на этом же наборе частот через минимальное среднеквадрати-ческое отклонение. В качестве оценки местоположения выбираются координаты того опорного передатчика, для которого различие в метрике минимально. Однако в многолучевом канале точность «мощностного» метода яв-

7

ляется невысокой, в первую очередь из-за достаточно сильных изменений передаточной характеристики канала даже при относительно небольших перемещениях пользователя, поэтому он не может быть использован в перспективных системах беспроводной передачи данных. Отметим, что эффективность рассматриваемых методов позиционирования не изменится, если вместо опорных передатчиков использовать совокупность опорных приемников и один передатчик, размещаемый в точке доступа.

Ко второму классу относятся методы, общим у которых является отсутствие заранее сформированной базы данных [40]. В большинстве случаев в качестве метрики позиционирования в них выступает величина мощности принятого сигнала. В этом классе методов не применяется сетка опорных передатчиков, за счет чего система определения местоположения значительно упрощается. Данные методы используют различные алгоритмы для оценки параметров многолучевого канала. Однако отсутствие опорной сетки и базы данных в большинстве случаев приводит к уменьшению точности позиционирования.

В современных системах мобильной связи постоянно требуется увеличение пропускной способности при высоком качестве передачи информации. Достижению этих целей мешают некоторые особенности распространения сигналов в городских условиях, такие как: отсутствие прямой видимости между передающим и приемным устройствами; сильные флуктуации основного направления прихода сигнала внутри некоторого углового сектора; наличие быстрых и медленных замираний сигналов; частотная селективность канала связи.

В настоящее время на большинстве базовых станций располагаются секторные антенны, которые излучают сигналы в широком угловом секторе, не имея возможности оценить азимутальное положение пользователя. Таким образом, происходит нерациональное расходование мощности сигнала передаваемого с базовой станции, что в конечном итоге приводит к относительно невысокой пропускной способности.

В системах мобильной связи также находят применение многолучевые АР. У данного типа антенн каждый луч обладает высоким усилением, и его ширина значительно уже, чем у секторной антенны. Использование многолучевой АР на базовой станции повышает общую пропускную способность системы связи и дает возможность реализовать пространственное разделение пользователей. За счет этого каждому абоненту выделяется вся полоса частот. Однако каждый луч должен быть обеспечен своим приемо-передающим модулем, что значительно усложняет систему и увеличивает ее стоимость.

Применительно к следующим поколениям систем мобильных коммуникаций использование на базовых станциях частотно-сканирующих АР представляется перспективным. В антеннах такого типа имеется однозначная связь между угловой координатой источника излучения и частотой принимаемого сигнала. Данное свойство может эффективно использоваться при обработке сигналов в ОРБМ-системе в многолучевом канале с достаточно сильном угловой дисперсиеи. В самом деле, если измерить частотный спектр принятого сигнала пользователя и затем излучить сигнал на соответствующих поднесущих, то будет обеспечена передача в направлении пользователя с учетом угловой дисперсии. При этом оценивание угловой координаты пользователя, что представляет собой сложную проблему особенно в условиях многолучевого канала, не требуется.

Так как мощность в других направлениях излучаться не будет, то можно говорить об адаптивном распределении мощности по пространству вокруг базовой станции, что будет обеспечивать увеличение отношения сигнал-шум у пользователя без повышения уровня излучаемой мощности. При обслуживании нескольких пространственно разделенных пользователей для передачи данных каждому из них можно выделить свой участок спектра (или соответствующие поднесущие). Отметим также, что частотно-сканирующая АР является одноканальной системой с одним передатчиком и приемником.

В связи с вышесказанным представляют интерес объединение технологии частотного сканирования с широко используемой в настоящее время

9

технологией ортогонального частотного мультиплексирования для обработки сигналов и исследование основных характеристик ОРОМ-системы мобильной связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции. К таким характеристикам можно отнести вероятность битовой ошибки и пропускную способность системы в релеевском канале с угловой дисперсией сигнала при различном числе пользователей и бинарной, квадратурной, а также 16- и 64-ричной квадратурной амплитудной модуляции.

Сервис позиционирования абонента в системе мобильной связи (вне помещения) уже существует в настоящее время [6-8]. Такой вид услуг необходим, например, для целевой пересылки информации о ситуации с дорожным трафиком, для работы специальных служб (полиция, служба спасения) и т.д. Однако гарантируемая операторами точность позиционирования является невысокой.

Частотно-сканирующая АР позволяет сформировать достаточно узкий луч диаграммы направленности. За счет этого появляется возможность существенно повысить точность пеленгации источника излучения и как следствие уменьшить ошибку определения местоположения пользователя.

Местоположение пользователя на плоскости однозначно определяется пересечением двух линий пеленга, следовательно, достаточно иметь две базовые станций для решения задачи позиционирования. Однако в сети сотовой связи сигнал пользователя принимается с вероятностью 75% как минимум тремя базовыми станциями [33], поэтому для повышения точности можно использовать три станции. Как правило, на базовых станциях располагаются секторные антенны, имеющие широкий 120° луч в азимутальной плоскости, поэтому даже при использовании трех базовых станций местоположение мобильного пользователя может быть определено не всегда с удовлетворительной для потребителя точностью [32, 34].

Наиболее точным методом определения координат пользователя через его пеленгацию с трех базовых станций, на которых размещены частотно-сканирующие АР, является минимизация функционала правдоподобия. Од-

10

нако использование данного метода предполагает наличие некоторых априорных сведений об угловой дисперсии в многолучевом канале и имеет высокую вычислительную сложность из-за достаточно большого числа параметров системы.

Таким образом, частотно-сканирующие АР могут быть применены как для создания новых методов обработки сигналов в перспективных широкополосных ОБОМ-систем мобильной связи, так и при позиционировании пользователей вне помещения в городских условиях распространения сигналов, характеризуемых, в первую очередь, угловой дисперсией и замираниями сигналов.

Цель работы

Целью работы является синтез новых методов определения местоположения пользователя и обработки сигналов в информационных радиосистемах в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией сигнала.

Задачи диссертационной работы

1. Синтез методов определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой локальной сетью беспроводного доступа в Интернет, основанных на функции частотной когерентности передаточной характеристики канала и на распределении мощности сигнала по набору используемых частот.

2. Анализ вероятности битовой ошибки и пропускной способности в ОРОМ-системе мобильной связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции для многолучевого канала с релеевскими замираниями и угловой дисперсией сигнала.

3. Разработка методов определения местоположения пользователя в системе мобильной связи с частотно-сканирующими АР на базовых станциях в условиях многолучевого распространения и угловой дисперсии сигналов.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались методы статистической радиофизики, теории информации, высшей алгебры, векторного анализа и теории матриц, а также математическое и компьютерное моделирование.

Научная новизна работы

1. Синтезирован метод определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, использующий функцию частотной когерентности передаточной характеристики канала в качестве метрики позиционирования. Метод предполагает предварительное формирование базы данных с измеренной функцией частотной когерентности для выбранного расположения опорных передатчиков.

2. Разработаны методы определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, основанные на оценивании параметров в законе затухания сигнала и не предполагающие формирование базы данных.

3. Результаты исследования эффективности ОРБМ-системы мобильной связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции определяют неизвестные до этого выражения для вероятности битовой ошибки и пропускной способности в канале с релеевскими замираниями и угловой дисперсией сигнала при различном числе одновременно обслуживаемых пользователей и при бинарной, квадратурной, 16- и 64-ричной квадратурной амплитудной модуляции.

4. Разработан метод определения местоположения пользователя с помощью трех базовых станций ОБОМ-системы мобильной связи с частотно-сканирующими антенными решетками в многолучевом канале с угловой дисперсией и замираниями сигнала, основанный на оценивании частоты максимума в спектре принимаемого сигнала на каждой базовой станции и нахо-

ждении координат точки пересечения биссектрис пеленгационного треугольника, которая выбирается в качестве оценки местоположения пользователя.

Краткое содержание диссертации

Во введении освещается современное состояние проблемы создания новых методов определения местоположения пользователя и обработки сигналов в информационных радиосистемах в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией сигнала, обосновывается актуальность темы диссертации, кратко излагается содержание работы.

В первой главе рассмотрены основные принципы построения системы определения местоположения объекта внутри помещения с использованием инфраструктуры сетей локального беспроводного доступа в Интернет. Исследованы точности позиционирования в предложенных методах.

В разделе 1.1. предлагается метод позиционирования, использующий функцию частотной когерентности передаточной характеристики канала в качестве метрики позиционирования и предполагающий предварительное формирование базы данных с измеренной функцией частотной когерентности для выбранного расположения опорных передатчиков. Рассмотрена структура системы позиционирования объекта в локальной беспроводной сети. Получены интегральные функции распределения ошибки позиционирования в однородном помещении.

В разделе 1.2. предлагаются упрощенные методы позиционирования, основанные на оценивании параметров в законе затухания сигнала и не предполагающие формирование базы данных. Упрощенные методы обладающие меньшей точностью определения местоположения, но большей простотой при практическом использовании. В качестве метрики позиционирования в них используется распределение мощности сигнала по набору используемых частот. Получены интегральные функции распределения ошибки позиционирования в однородном помещении.

В разделе 1.3. рассмотрены реальные помещения с различными топологиями и размерами. Представлены результаты компьютерного моделирования эффективности позиционирования пользователя с помощью разработанных методов. Проведено сравнение интегральных функций распределения ошибки позиционирования в предложенных методах и используемых в настоящее время.

Во второй главе рассмотрены основные принципы построения и методы обработки сигналов в системе мобильной связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции. Исследованы основные характеристики системы связи. Проведено сравнение с используемыми ныне типами антенн на базовых станциях.

В разделе 2.1. рассматривается структура системы мобильной связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции. Исследуется вопрос функционирования частотно-сканирующей АР в составе системы связи. Выводятся аналитические выражения для отклика АР на точечный и гауссов источники, а также для среднего значения отношения сигнал-шум в предлагаемой системе связи.

В разделе 2.2. получены приближенные аналитические выражения для трех основных характеристик системы мобильной связи с частотно-сканирующей АР для многолучевого канала с угловой дисперсией: вероятности некодированной битовой ошибки, вероятности блоковой ошибки и эффективной пропускной способности. Показано, что средняя пропускная способность системы связи увеличивается с увеличением числа пользователей в сети и ограничивается используемой полосой частот.

В разделе 2.3. проведено сравнение системы связи с частотно-сканирующей АР на базовой станции и систем с другими типами антенн. Рассматривались секторная антенна и многолучевая антенная решетка в качестве альтернативы частотно-сканирующей АР на базовой станции. Проведено сравнение с М1МО-системой, использующей канал обратной связи.

В третьей главе рассмотрены основные принципы определения местоположения пользователя в системе мобильной связи с частотно-сканирующими АР на базовых станциях в условиях многолучевого канала.

В разделе 3.1. излагаются методы определения местоположения мобильного пользователя с помощью двух и трех базовых станций.

В разделе 3.2. предлагается структура и топология системы определения местоположения пользователя в составе системы мобильной связи с частотно-сканирующими АР на базовых станциях. Используются гауссова и ЗвРР модели многолучевого канала с угловой дисперсией. Получены функции плотности вероятности отношения сигнал-шум и эффективной угловой дисперсии сигнала.

В разделе 3.3. получены интегральные функции распределения ошибки определения местоположения пользователя при использовании двух и трех базовых станций для гексагональной структуры сот. Проведено сравнение интегральных функций распределения ошибки позиционирования для гауссовой и ЗвРР моделей источников.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в ходе диссертационной работы, и исходя из них, сделаны теоретические и практические выводы.

В приложении приведен список используемых сокращений.

Практическая значимость результатов

Представленные в диссертации методы определения местоположения пользователя и обработки сигналов в системах мобильной связи и беспроводного доступа в Интернет в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией сигнала могут быть использовании при проектировании перспективных систем позиционирования, работающих внутри и вне помещений, а также при разработке высокоскоростных цифровых систем связи.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается их сравнением с результатами, полученными с помощью математического и компьютерного моделирования, с опубликованными результатами для частных случаев, а также отсутствием противоречий результатов диссертации известным положениям теории статистической радиофизики и теории информации.

Апробация результатов работы

Результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на следующих научных мероприятиях:

- 12-я научная конференция по радиофизике, Н. Новгород, 2008 г.

- 13-я научная конференция по радиофизике, Н. Новгород, 2009 г.

- 12-я международная конференция «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва, 2010 г.

- Международная научно-техническая конференция по интеллектуальным системам А18'10. (Международный конгресс по интеллектуальным системам и информационным технологиям), Геленджик-Дивноморское, 2010 г.

- 15-я Нижегородская сессия молодых ученых, Н. Новгород, 2010 г.

- 14-я научная конференция по радиофизике, Н. Новгород, 2010 г.

- IV всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь», Москва, 2010 г.

- 13-я международная конференция «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва, 2011 г.

- 16-я Нижегородская сессия молодых ученых, Н. Новгород, 2011 г.

- 15-я научная конференция по радиофизике, Н. Новгород, 2011 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 работ. Среди них 5 статей в рецензируемых центральных журналах из списка ВАК («Вестник ННГУ. Серия Радиофизика» [41, 58, 86], «Известия высших учебных заведений. Радиоэлек-

16

троника» [64], «Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника» [60]), и 10 работ, представляющие собой опубликованные материалы докладов [42-44, 56-57, 59, 61-63, 87] на научных конференциях международного, всероссийского и регионального уровней.

Положения, выносимые на защиту

1. Метод определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, использующий функцию частотной когерентности передаточной характеристики канала в качестве метрики позиционирования. Метод предполагает предварительное формирование базы данных с измеренной функцией частотной когерентности для выбранного расположения опорных передатчиков.

2. Методы определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, основанные на оценивании параметров в законе затухания сигнала и не предполагающие формирование базы данных.

3. Аналитические выражения, позволяющие найти вероятность битовой ошибки и пропускную способность в ОРБМ-системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции в канале с реле-евскими замираниями и угловой дисперсией сигнала при различном числе одновременно обслуживаемых пользователей и при бинарной, квадратурной, 16- и 64-ричной квадратурной амплитудной модуляции.

4. Метод определения местоположения пользователя с помощью трех базовых станций (ЖОМ-системы мобильной связи с частотно-сканирующими антенными решетками в многолучевом канале с угловой дисперсией и замираниями сигнала, основанный на оценивании частоты максимума в спектре принимаемого сигнала на каждой базовой станции и нахождении координат точки пересечения биссектрис пеленгационного треугольника, которая выбирается в качестве оценки местоположения пользователя.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Семенов, Виталий Юрьевич

Основные результаты диссертационной работы и следующие из них теоретические и практические выводы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Синтезирован метод определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, использующий функцию частотной когерентности передаточной характеристики канала в качестве метрики позиционирования. Метод предполагает предварительное формирование базы данных с измеренной функцией частотной когерентности для выбранного расположения опорных передатчиков.

Полученные интегральные функции распределения ошибки позиционирования пользователя в помещениях с различными топологиями и размерами показали, что достигаемая точность на 20%-40% ниже потенциально достижимой, обусловленной дискретностью регулярной сетки опорных передатчиков.

2. Разработаны упрощенные методы определения местоположения пользователя внутри помещения с развернутой ОРБМ-системой беспроводного доступа в Интернет, основанные на оценивании параметров в законе затухания сигнала и не предполагающие формирование базы данных.

Сравнение интегральных функций распределения ошибки позиционирования пользователя, полученных с помощью упрощенных методов, и метода на основе функции частотной когерентности показало, что точность упрощенных методов ниже, чем точность метода на основе функции частотной когерентности. Однако упрощенные методы значительно удобнее и проще при практическом использовании, как с вычислительной, так и с аппаратной стороны.

3. Выведены аналитические выражения, позволяющие найти вероятность битовой ошибки и пропускную способность в ОРБМ-системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции в канале с релеевскими замираниями и угловой дисперсией сигнала при различном числе одновременно обслуживаемых пользователей и при бинарной, квадратурной, 16- и 64-ричной квадратурной амплитудной модуляции.

Полученные оценки средней пропускной способности системы мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции показали, что при максимальной загрузке системы (максимальном числе обслуживаемых пользователей в сети) пропускная способность предложенной системы связи на 15-20% выше, чем пропускная способность системы связи с секторной антенной на базовой станции, наиболее распространенной в настоящее время.

4. Разработан метод определения местоположения пользователя с помощью трех базовых станций ОБОМ-системы мобильной связи с частотно-сканирующими антенными решетками в многолучевом канале с угловой дисперсией и замираниями сигнала, основанный на оценивании частоты максимума в спектре принимаемого сигнала на каждой базовой станции и нахождении координат точки пересечения биссектрис пеленгационного треугольника, которая выбирается в качестве оценки местоположения пользователя.

Полученные интегральные функции распределения ошибки позиционирования показали, что точность предложенного метода на 20%-40% выше, чем существующие на сегодняшний день требования по точности определения местоположения со стороны гражданских и специальных служб.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю профессору, д.ф.-м.н. Флаксману А.Г. за помощь и содействие в подготовке настоящей диссертационной работы и профессору, д.т.н. Ермолаеву В.Т. за сотрудничество и поддержку в проведении исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе проведено исследование методов определения местоположения пользователя и обработки сигналов в информационных радиосистемах в условиях многолучевого канала с угловой дисперсией сигнала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Семенов, Виталий Юрьевич, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Yang 3G CDMA2000 wireless system engineering / Yang, C. Samuel 11 Boston: Artech House, 2004. 280 p.

2. Holma, H. WCDMA FOR UMTS: Radio Access for Third Generation Mobile Communications / H. Holma, A. Toskala // John Wiley & Sons, 2004. 481 p.

3. Steele, R. GSM, cdmaOne and 3G Systems / R. Steele, Lee Chin-Chun, P. Gould // John Wiley & Sons, 2001. 521 p.

4. Spirito, M.A. On the accuracy of cellular mobile station location estimation / M.A. Spirito // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 3, 2001. pp. 674-685.

5. Urruela, A. Average performance analysis of circular and giperbolic geolocation / A. Urruela, J. Sala, J.Riba // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 55, 2006. pp. 52-65.

6. Fenwick, A.J. Algorithm for position fixing using pulse arrival times / A.J. Fenwick // Proceedings of Institute of Electrical Engineers Radar, Sonar and Navigation, vol. 12, 1999. pp. 208-212.

7. Spirito, M.A. Preliminary experimental results of a GSM mobile phones positioning system based on timing advance / M.A Spirito, A. Guidarelli Mattioli // Proceedings IEEE Vehicular Technology Conference, 1999. pp. 2072-2076.

8. Ruutu, V. Mobile phone location in dedicated and idle modes / V. Ruutu, M. Alanen, G. Gunnarsson, T. Rantalainen,V.-N. Teit-tinen // Proceedings 9th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, vol. 1, 1998. pp. 456-460.

9. Patwari, N. Relative location estimation in wireless sensors networks / N. Patwari, A.O. Hero, N.S. Correal, R.J. O'Deam // IEEE Transaction on Signal Processing, vol. 51, 2003. pp. 2137-2148.

10. Glisic, S.G. Advanced wireless communication / S.G. Glisic // Chichester : Wiley, 2007. 890 p.

11. Huaiyu, D. Iterative space-time processing for multiuser detection in multipath CDMA channels / D. Huaiyu, H.V. Poor // IEEE Transactions On Communications, vol. 50(9), 2002. pp. 2116-2127.

12. Song, G.K. A comparative investigation of channel estimation algorithms for OFDM in mobile Communications / G.K. Song, M.H. Yong K.J. Eon // IEEE Transactions on Broadcasting, vol. 49(2), 2003. pp. 142-149.

13. Zheng, Y. A novel channel estimation and tracking method for wireless OFDM system based on pilot and Kalman filtering / Y. Zheng // IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 49(2), 2003. pp. 275-283.

14. Ye, L. Simplified channel estimation for OFDM systems with multiple transmit antennas // IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 1(1), 2002. pp. 67-75.

15. Coleri, S. Channel estimation techniques based on pilot arrangement in OFDM systems / S. Coleri, M. Ergen, A. Puri, A. Bahai // IEEE Transactions on Broadcasting, vol. 48(3), 2002. pp. 223-229.

16. Gershman, A.B. Space-Time Processing for MIMO Communications / A.B. Gershman, N.D. Sidoropoulos // Wiley&Sons, 2005. 370 p.

17. Steele, R. GSM, cdmaOne and 3G Systems / R. Steele, Lee Chin-Chun, P. Gould // John Wiley & Sons, 2001.- 521 p. (0.4) Ojanpera, T. Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communication / T. Ojanpera, R. Prasad // London: Artech House, 1998. 440 p.

18. Liberti, J.C. Smart Antennas for Wireless Communications: IS-95 and Third Generation CDMA Applications / J.C. Liberti, T.S. Rappaport // Prentice Hall, Inc., 1999. 440 p.

19. Garg, V.K. IS-95 CDMA and cdma2000: Cellular/PCS systems implementation / V.K. Garg // Prentice-Hall, Inc., 2000. 424 p.

20. Vaughan, R. Channels, propagation and antennas for mobile communications / R. Vaughan, J.B. Andersen // IEE, London, 2003.

21. Paylraj, A. Introduction to space-time wireless communications / A. Paylraj, R. Nabar, D. Gore // Cambridge university press, 2003.

120

22. Stiiber, G.L. Principles of mobile communication / G.L. Stiiber // Second Edition. Kluwer Academic Publishers, 2002.

23. Hanzo, L. OFDM and MC-CDMA for broadband multi-user communications, WLANs and broadcasting / L. Hanzo, M. Munster, B.J. Choi, T. Keller // IEEE press, Wiley, 2003.

24. Dixit, S. Wireless Internet / Dixit, S., R. Prasad // MA: Artech House, 2002.

25. Kamerman, A. IEEE 802.11 and HIPERLAN/2 Performance and Applications / A. Kamerman, A.R. Prasad // ECWT, Paris, France, 2000.

26. Neimegeers, I.G. Research Issues in Ad-Hoc Distributed Personal Networks / I.G. Neimegeers, S.M. Heemstra // International Journal on Wireless Personal Communications, vol. 26, 2003. pp. 149-167.

27. Song, H.L. Automatic vehicle location incellular communication systems / H.L. Song // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 43, 1994. pp. 902-908.

28. Kennemann, O. Continuous location of moving GSM mobile station by pattern recognition techniques / O. Kennemann // Proceedings 5th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, vol. 2, 1994. pp. 630-634.

29. Hellembrandt, M. Estimation position and velocity of mobiles in cellular radio network / M. Hellembrandt, R. Mathar, M. Scheibenbogen // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 46, 1997. pp. 65-71.

30. Cesbron, F. Location GSM mobiles using antenna arrays / F. Cesbron, R. Arnott // Electronics Letters, vol. 34, 1998. pp. 1539-1540.

31. Rappaport, T.S. Position location using wireless communications on highways of the future / T.S. Rappaport, J. Reed, D. Woerner // IEEE Communication Magazine, vol. 34, 1996. pp. 33-41.

32. Bevan, D.D.N. / D.D.N. Bevan, V.T. Ermolayev, A.G. Flaksman, I.M. Averin, P.M. Grant // Proc. 13-th European Signal Processing Conference, Turkey, Antalya, 2005.

33. Ермолаев, В.Т. Определение местоположения мобильного объекта в системе сотовой связи в условиях многолучевого распространения сигналов / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, Д.Д.Н. Беван, И.М. Аверин // Изв. вузов. Радиофизика, 2008. Т. 51, № 2. С. 162-170.

34. Averin, I.M. Location mobile users using base stations of cellular networks / I.M. Averin, V.T. Ermolayev, A.G. Flaksman // Communications and Network, 2010. No. 2. P. 216-220.

35. Rubbany, A. El. Introduction to the global positioning system / A.E1. Rubbany // London: Artech House, 2002. 194 p.

36. Харисов, B.H. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / B.H. Харисов, А.И. Перов, В.А. Болдин // М.: ИПРЖР, 1998. 395 с.

37. Miu, A.K.L. Design and Implementation of an Indoor Mobile Navigation System / A.K.L. Miu // Master's thesis, Massachusetts Institute of Technology, May, 2002.

38. Hatami, A. A. Comparative Performance Evaluation of Indoor Geolocation Technologies / A. Hatami, B. Alavi, K. Pahlavan, M. Kanaan // Interdisciplinary Inf. Sciences, vol. 12, no. 2, 2006. pp. 133-146.

39. Prasithsangaree, P. On indoor position location with wireless LANs / P. Pra-sithsangaree , P. Krishnamurthy , P. K. Chrysanthis // IEEE PIMRC, 2002, 2. P. 720-724.

40. Merrill, I. S. Introduction to Radar Systems / I.S. Merrill // New York: McGraw-Hill, December 2002 547 p.

41. Аверин, И.М. Определение местоположения пользователя в Wi-Fi сети / И.М. Аверин, В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, В.Ю. Семенов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Радиофизика. Нижний Новгород: Изд. ННГУ, 2011 г. №5(3). С. 249-256.

42. Семенов, В.Ю. Определение местоположения пользователя внутри помещения с развернутой Wi-Fi сетью / В.Ю. Семенов, И.М. Аверин // Тру-

ды тринадцатой международной конференции «Цифровая обработка сигналов и её применение - DSPA'2011». Москва, 2011 г. С. 238-242.

43. Аверин, И.М. Позиционирование пользователей с использованием инфраструктуры локальных беспроводных сетей / И.М. Аверин, В.Ю. Семенов // Труды IV Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь». Москва, 2010. С. 474-479.

44. Семенов, В.Ю. Определение местоположения объекта внутри помещения с развернутой сетью беспроводного Интернета / В.Ю. Семенов // Труды «16-ой Нижегородской сессии молодых ученых (естественные науки)». Нижний Новгород, 2011 г. С. 65-68.

45. Parsons, J.D. The Mobile Radio Propagation Channel / J.D. Parsons // London. Pentech Press Publisher, 1992. 316 p.

46. Прокис, Д. Цифровая связь / Д. Прокис // М.: Радио и связь, 2000. 800 с.

47. Bahl, P. RADAR: An in-Building RF-based user location and tracking system / P. Bahl, V. N. Padmanabhan // Proc. IEEE INFOCOM, 2000, 2. P. 775-784.

48. Pahlavan, K. Indoor geolocation science and technology / K. Pahlavan, X. Li, J. Makela // IEEE Commun. Mag., vol. 40, no. 2, Feb, 2002. pp. 112-118.

49. IEEE standard 802.11 // New York: The Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2007. 1184 p.

50. IEEE standard 802.1 lg // New York: The Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2003. 78 p.

51. Ottersten, B. Exact and large sample ML techniques for parameter estimation and detection in array processing / B. Ottersten, M. Viberg, P. Stoica, and A. Nehorai //New York: Springer-Verlag, 1993. pp. 99-151.

52. Воеводин, B.B. Линейная алгебра / B.B. Воеводин // М.: Наука, 1980.

53. Гантмахер, Ф.Р. Теория матриц / Ф.Р. Гантмахер // М.: Наука, 1988.- 552 с.

54. Kasch, W.T. Wireless Network Modeling and Simulation Tools for Designers and Developers / W.T. Kasch, J.R. Ward, J. Andrusenko // IEEE Communications Magazine, March 2009. Vol. 47, No. 3.

123

55. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн / Ф.Б. Черный // М.: Советское радио, 1972. 464 с.

56. Флаксман, А.Г. Точные выражения для вероятности битовой ошибки в MIMO-системах с двумя собственными подканалами / А.Г. Флаксман, A.M. Зуев, В.Ю. Семенов // Труды (двенадцатой) научной конференции по радиофизике, посвященной 90-летию со дня рождения М.М. Кобрина. Нижний Новгород , 2008 г. С. 156-158.

57. Ермолаев, В.Т. Эффективность антенн с частотным сканированием в системах беспроводной связи / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, В.Ю. Семенов // Труды (тринадцатой) научной конференции по радиофизике, посвященной 85-летию со дня рождения М.А.Миллера. Нижний Новгород, 2009 г. С. 133-134.

58. Ермолаев, В.Т. Пропускная способность широкополосной системы сотовой связи, использующей антенную решетку с частотным сканированием на базовой станции / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, В.Ю. Семенов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Радиофизика. Нижний Новгород: Изд. ННГУ, 2010 г. №4. С. 54-61.

59. Семенов, В.Ю. Пропускная способность широкополосной системы сотовой связи на основе антенной решетки с частотным сканированием в многолучевом канале / В.Ю. Семенов // Труды двенадцатой международной конференции «Цифровая обработка сигналов и её применение -DSPA'2010» Москва, 2010 г. С. 165-268.

60. Ермолаев, В.Т. Пропускная способность системы мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой в пространственном канале с угловой дисперсией / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, В.Ю. Семенов // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. С.Петербург. Изд. СПбГУЭТУ «ЛЭТИ», 2011 г. Вып. 2. С. 41-50.

61. Семенов, В.Ю. Аналитические выражения для вероятности битовой ошибки и пропускной способности в системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой для пространственного канала с уг-

124

ловой дисперсией сигнала / В.Ю. Семенов // Труды конференции «Международная научно-техническая конференция по интеллектуальным системам AIS'10». (Международный конгресс по интеллектуальным системам и информационным технологиям). Геленджик-Дивноморское, 2010 г. С. 318-324.

62. Семенов, В.Ю. Вероятность битовой ошибки и пропускная способность в системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой для пространственного канала с угловой дисперсией сигнала / В.Ю. Семенов // Труды «15-ой Нижегородской сессии молодых ученых (естественные науки)».Нижний Новгород, 2010 г. С. 85-86.

63. Ермолаев, В.Т. Пропускная способность системы беспроводной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флакс-ман, В.Ю. Семенов // Труды (четырнадцатой) научной конференции по радиофизике, посвященной 80-й годовщине со дня рождения Ю.Н. Баба-нова. Нижний Новгород, 2010 г. С. 236-238.

64. Ермолаев, В.Т. Применение технологии MIMO в широкополосных системах беспроводной связи миллиметрового диапазона волн / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, А.Е. Рубцов, С.А. Тираснольский, В.Ю. Семенов, М.А. Соколов // Известия высших учебных заведения. Радиоэлектроника. Киев: Изд. Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт», 2011 г. Т. 4. С. 55-64.

65. Шиллер, Й. Мобильные коммуникации / И. Шиллер // Пер. с англ. М:, Изд. дом «Вильяме», 2002 г. 336 с.

66. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр // Пер. с англ. М:, Вильяме, 2003.

67. Prasad, R. OFDM Wireless Multimedia Communications / R. Prasad, R. van Nee // London: Artech House, 2000.

68. Gershman, A.B. Space-Time Processing for MIMO Communications / A.B. Gershman, N.D. Sidoropoulos // Wiley&Sons, 2005.

69. Prasad, R. Simulation and software radio / Prasad R., Harada H. // Artech House, 2004.

70. Hansen, R.C. Microwave scanning antennas / R.C. Hansen // Пер. с англ. - M: Советское радио, 1971.

71. Вендик, О.Г. Антенны с электрическим сканированием / О.Г. Вендик, М.Д. Парнес // М. Радио и связь, 2001.

72. Марков, Г.Т. Антенны / Г.Т. Марков, Д.М. Сазонов // М. Энергия, 1975.

73. Никольский, В.В. Электродинамика и распространение радиоволн / В.В. Никольский // М. Наука, 1973.

74. Вайнштейн, JI.A. Электромагнитные волны / JI.A. Вайнштейн // М. Наука, 1970.

75. Силин, Р.А. Замедляющие системы / Р.А. Силин, В. П. Сазонов. // М. Советское радио, 1966.

76. Изюмова, Т.Н. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии / Т.П. Изюмова, В. Т. Свиридов. // М. Энергия, 1975.

77. Bevan, D.D.N. Gaussian channel model for mobile multipath environment / D.D.N. Bevan, V.T. Ermolayev, A.G. Flaksman, I.M. Averin // EURASIP Journal on Applied Signal Processing, 2004, No. 9, pp. 1321-1329.

78. Абрамовиц, M. Справочник по специальным функциям / M. Абрамович, И. Стиган // Москва: Мир, 1970.

79. Градштейн, И.С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / И.С. Градштейн, И.М. Рыжик // М.: Наука, 1971. - 1108 с.

80. Greenstein, L. / L. Greenstein, V. Erceg, Y.S. Yen, M.V. Clark // IEEE Trans, on Vehicular Technology, V.43, No. 4. pp. 837-847.

81. Fitz, M.P. On the bit error probability of QAM modulation / M.P. Fitz, J.P. Seymour // International journal of wireless information networks, 1994. V.l. No. 2 P. 131-139.

82. Лысяков, Д.Н. Эффективность пространственного разделения пользователей в CDMA-системах связи в условиях релеевских замираний сигна-

лов / Д.Н. Лысяков, М.С. Шилов // Труды 12-й Нижегородской сессии молодых ученых, Нижний Новгород, 2007.

83. Jankiraman, M. Space-time codes and MIMO systems / M. Jankiraman // Artech House, Inc., 2004. 328 p.

84. Gibson, J. D. The communications handbook / J. D. Gibson // CRC Press, USA, 2002. 1527 p.

85. Shen, D. Effective throughput: a unified benchmark for pilot-aided OFDM/SDMA wireless communication systems / D. Shen, Z. Pan, K.-K. Wong, V.O.K. Li // Proc. INFOCOM'2003, V.3. P. 1603-161.

86. Аверин, И.М. Определение местоположения пользователя в системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции / И.М. Аверин, В.Т. Ермолаев, В.Ю. Семенов, А.Г. Флаксман // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Радиофизика. Нижний Новгород: Изд. ННГУ, 2011 г. №3(1). С. 65-71.

87. Семенов, В.Ю. Позиционирование пользователя в системе мобильной связи с частотно-сканирующей антенной решеткой на базовой станции для радиоканала с пространственной дисперсией сигнала / В.Ю. Семенов // Труды (пятнадцатой) научной конференции по радиофизике, посвященной 110-й годовщине со дня рождения А.А. Андронова. Нижний Новгород, 2011 г. С. 174-175.

88. Godara, L.C. Application of antenna arrays to mobile communication / L.C. Godara // Part I proceedings of the IEEE, July 1997. Vol. 85, No. 7.

89. Gething, P.J.D. Radio direction finding and superresolution / P.J.D. Gething // London: Peter Peregrinus Ltd, 1990.

90. Сколник, M. Справочник по радиолокации / M. Сколник. // M. Советсткое радио, 1975. Т.2. 405 с.

91. Монзинго, Р.А. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию / Р.А. Монзинго, Т.У. Миллер // Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986. 448 с.

92. Sheikh, K. Smart Antennas for Broadband Wireless Access Networks / K. Sheikh, D. Gesbert, D. Gore, A. Paulraj // IEEE Communications Magazine. -1999.-№ 11. P. 100-105.

93. Winters, J.H. Smart Antennas for Wireless Systems / J.H. Winters // IEEE Personal Communications, 1998. №2. P. 23-27.

94. Besson, O. / O. Besson, F. Vincent, P. Stoica, A. B. Gershman // IEEE Trans. Signal Processing, 2000. V. 48, No. 9. P. 2506.

95. Valaee, S. / S. Valaee, B. Champagne, P. Kabal // IEEE Trans. Signal Processing, 1995. V. 43, No. 9. P. 2144.

96. Kuboi, K. / K. Kuboi, S. Shirota, S. Sakagami, S. Aoyama, A. Akeyama // IEEE Trans. Veh. Technol, 1992. V. 41. P. 63.

97. FCC Docket no. 94-102, "Revision of the Commissions Rules to Insure Compatibility With Enhanced 911 Emergency Calling Systems" // Tech. Rep. RM-8143, July, 1996.

98. Holma, H. WCDMA for UMTS: Radio Access for Third Generation Mobile Communications / H. Holma, A. Toskala // John Wiley & Sons, 2004.

99. Greenstein, L. A New Path-Gain/Delay-Spread Propagation Model for Digital Cellular Channels / L. Greenstein, V. Erceg, Y. S. Yeh, M. V. Clark // IEEE Transactions on Vehicular Technology, May, 1997. VOL. 46. N0.2. P.477-485.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АР - антенная решетка БД - база данных

БПФ - быстрое преобразование Фурье

БС - базовая станция

ДН - диаграмма направленности

КАМ - квадратурно-амплитудная модуляция

ОБПФ - обратное быстрое преобразование Фурье

ОСШ - отношение сигнал-шум

ОСШП - отношение сигнал-(шум+помеха)

ПС - пропускная способность

СА - секторная антенна

СКО - среднеквадратическое отклонение

ТД - точка доступа

ФМ - фазовая модуляция

ФЧК - функция частотной когерентности

ЧС - частотное сканирование

BER - bit error rate

BLER - block error rate

MIMO - multiple-input multiple-output

OFDM - orthogonal frequency division multiplexing

OFDMA - orthogonal frequency division multiple access

SVD - singular value decomposition