Разработка имитатора радиоканалов мобильной связи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Ву Ван Шон

• Ву Ван Шон
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ву Ван Шон

Список основных сокращений.

Содержание.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка имитатора радиоканалов мобильной связи»

Глава I. Анализ развития мобильной сотовой связи. 10

1.1. Современное состояние систем мобильной сотовой связи. 10

1.2. Определение допустимой зоны для жилой застройки около базовых станций систем сотовой связи. 12

1.3. Пути увеличения качества мобильных систем сотовой связи ,, 20

1.4. Постановка задачи исследования. 22

Выводы. 24

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Ву Ван Шон

Выводы

1. Выбрана базовая модель для имитации мобильного радиоканала в виде многоотводной линии задержки сигнала с управлением коэффициентами передачи в отводах по законам замираний сигнала и последующим суммированием моделируемых так лучей распространения. Канал моделируется с имитацией быстрых, медленных и селективно-частотных замираний.

2. Предложены структурные схемы для построения имитаторов быстрых и медленных замираний сигнала при его распространении и всего имитатора с учетом моделирования селективно-частотных замираний.

3. Определена суперпозиция законов распределения быстрых и медленных замираний при их наложении при моделировании.

4. Разработана программа для ЭВМ для исследования моделей канала по стандарту GSM 900.

5. Путем модельных экспериментов на ЭВМ получены результаты, позволяющие определить необходимое число моделируемых лучей распространения, для формирования типичных замираний, описываемых распределением Релея. Это число равно 12 для городских каналов мобильной связи.

6. Определена вероятность срывов связи для моделей стандарта GSM 900 в зависимости от глубины замираний при суперпозиции быстрых и медленных замираний в канале связи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Получено выражение для определения предельно допустимой мощности излучения базовых станций сотовой связи в населенных пунктах в зависимости от расстояния до жилых или производственных помещений.

2. Определены зависимости параметров закона распределения вероятностей замираний сигнала для различных по характеристикам радиоканалов сотовой связи.

3. Предложены структуры имитаторов замираний различных видов.

4. Предложена структура имитатора широкополосного имитатора радиоканала сотовой связи, позволяющие в лабораторных условиях отрабатывать схемотехнические решения и оптимизировать характеристики разрабатываемой аппаратуры, а также осуществлять контроль качества радиосредств во время их производства.

5. Приведены результаты экспериментального моделирования многолучевых радиоканалов на ЭВМ, позволяющие оценить вероятность ошибок при передаче сигналов и вероятности срыва связи с абонентом.

6. Определена достаточно простая математическая модель многолучевого канала распространения с распределением Релея для быстрых замираний и логарифмически нормальным распределением для медленных, позволяющая оценить свойства системы связи, когда известны только три параметра системы: пороговый уровень приемника, медиана сигнала и его стандартное отклонение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ву Ван Шон, 2009 год

1. СДМА: Прошлое, настоящее, будущее // Под ред. J1.E. Варакина и Ю.С. Шинакова. - М.: MAC, 2003. - 608 с.

2. Санитарные нормы и правила 2.1.8/2.2.4.1383-03 "Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов".

3. Методические указания 4.3.1677-03 "Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи".

4. Методические указания 4.3.1167-02 "Определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц".

5. Самойлов А.Г., Ратников И.Е., By Ван Шон. Оценка уровней электромагнитного облучения // 8-я Международная НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». Владимир: Владимирский государственный университет, Кн. 2, 2008. — С. 297-299.

6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение // Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. — 1104 с.

7. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра // Пер. с англ. // Под ред. В.И. Журавлёва. М.: Радио и связь, 2000. - 457 с.

8. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь, 1965. - 400с.

9. П.Галкин А.П., Лапин А.Н., Самойлов А.Г. Моделирование каналовсистем связи. М.: Связь, 1979. - 96 с.

10. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. -М.: Связь, 1969.-376 с.

11. Nakagami, М. The m-Distribution a General Formula of Intensity Distribution of Rapid Fading. Statistical Methods in Radio Wave Propagation, New York, 1960. 190p

12. Xia, H. A simplitied analytical model for preticting path lossin urban and suburban environments / H. Xia // IEEE Trans. 1997.- VT-46. - P. 17-181.

13. Коржик В.И., Финк JI.M. Помехоустойчивое кодирование дискретных сообщений в каналах со случайной структурой. -М.: Связь, 1979. 272.с.

14. Андрианов В.И., Соколов А.В. Сотовые, пейнджинговые и спутниковые средства связи — СПб.: БХВ-Петербург; Арлит, 2001. 400с.

15. Самойлов А.Г., By Ван Шон. Модель распространения сигналов сотовой связи // 7-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации». Владимир. — 2007. - С. 26-27.

16. By Ван Шон. Моделирование радиоканалов мобильной радиосвязи // 7-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации». Владимир. - 2007. - С. 25.

17. Варакин JI.E. Теория систем сигналов. М.: Сов. Радио, 1978. - 304 с.

18. Шувалова В.П. Телекоммуникационные системы и сети // Под ред. В.П. Шувалова М.: Горячая линия - Телеком, 2003, т. 1 - 647 е.; 2004, т. 2 -672 с.

19. Vu Van Son, Nguyen Quoc Binh. An ability of control of CDMA mobile radio cellular networks with reverse traffic Channel. // Journal of Science and Technique, H., 2004, No. 107, MTA. P. 25-31.

20. Самойлов А.Г., Самойлов C.A., By Ван Шон. Определение зоны жилой застройки около излучающих радиосистем // Журнал "Биомедицинская радиоэлектроника", Москва, 2008, № 6. С.48-51.

21. By Ван Шон. Некоторые вопросы построения математической модели распространения сигналов в сети мобильной радиосвязи // Международную конференцию по дифференциальным уравнениям и динамическим системам. Суздале, 2008. — С. 261-263.

22. By Ван Шон. Рассмотрение мобильных замираний под суперпозицией релеевского и логарифмически нормального распределений // Сборник трудов "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование", РГГМУ. Санкт-Петербург, 2009.

23. Самойлов А.Г., By Ван Шон. Размещение базовых станций сотовой связи в населенных пунктах // Сборник трудов "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование", РГГМУ. Санкт-Петербург, 2009.

24. By Ван Шон. Моделирование радиоканалов с селективно-частотными замираниями в мобильной связи. // "Микроэлектроника и информатика 2009", Московский государственный институт электронной техники (технический университет), Москва, 2009.

25. By Ван Шон. Моделирование широкополосных радиоканалов в системах мобильно связи. // Сборник трудов "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование", РГГМУ. Санкт-Петербург, 2009.

26. Vu Van Son. Using difference equation and central limit theorem in the mobile radio channels modeling // International Conference on Differential Equations and Dynamical Systems. Suzdal, 2008. P. 327-329.

27. Петрович H.T., Размахнин M.X. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Сов. радио, 1969. - 232 с

28. Ziemer, R. Introduction to Digital Communication // R.Ziemer, R.Peterson -2d ed. New York, Prentice Hall, 2001. - 378 p.

29. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. // Под ред. Д.Д. Кловского -М.: Радио и связь, 2000. 638 с.

30. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов // Под ред. А.Б. Сергиенко СПб.: Питер, 2003. - 604 с.

31. Ширман, Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М.: Сов. радио, 1974. -360 с.

32. Фано, Р. Передача информации. Статистическая теория связи // пер. с англ. М.: Мир, 1965.-438 с.

33. Некоторые вопросы теории кодирования. Сборник переводов. // пер.с.англ. // Под ред. Э.Л. Блоха и М.С. Пинскера. М.: Мир, 1970 - 275 с.

34. W. С. Jakes, Ed., Microwave Mobile Communications. Piscataway, NJ: IEEE Press, 1993.

35. Marvin K. Simon, Mohamed-Slim Alouini. Digital Communication over Fading Channels. A John Wiley & Sons, 2005.-900 c.

36. Frendberg R. A. Laboratory simulator for frequency selective fading.- "IEEE Annual Communs. Convent. Bouder", Colo. 1965, p. 4.

37. Кловский Д. Д., Сойфер В. А. Обработка пространственно-временных сигналов. М., «Связь», 1976. 208 с.

38. Кириллов Н. Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно меняющимися параметрами. М., «Связь», 1971. -256 с.

39. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием. М., «Сов. радио». 1973.-302 с.

40. Коржик В. И., Финк л. М. Помехоустойчивое кодирование дискретных сообщений в каналах со случайной структурой. М., "Связь", 1975.-271 с.

41. J. D. Parsons, The Mobile Radio Propagation Channel. Second Edition. 2000. John Wiley & Sons Ltd. ISBN 0-470-84152-4.

42. Matthias Patzold. Mobile fading channels. -John Wiley & Sons, 2002. -418c.

43. D. C. Cox and R. P. Leek. "Correlation bandwidth and delay spread multipath propagation statistics for 910 MHz urban mobile radio channels". IEEE Trans, Vol. COM-23, No. 11. pages pp. 1271-1280, November 1975.

44. W. У. C. Lee. Mobile communications engineering. McGraw Hill Book Co., 1982.

45. P. A. Bello and B. D. Nelin. "The effect of frequency selective fading on the binary error probabilities of incoherent and differentially coherent matched fiter receivers". IEEE Trans. Vol. CS 11, No. 2, pages pp.170-186, .June. 1963.

46. H, F. Schmid. "A predition model for multipath propagation of pulse signal at VHF and UHF over irregular terrain". IEEE Trans., Vol. AP 18 No. 2. pages pp. 253 258, March 1970.

47. P. Melancon and J. Le Bel. "A characterization of frequency selective fading of the mobile radio channel". IEEE Trans., Vol. VT -35. No 4. pages pp. 153 161, November 1986.

48. W. R. Young, Jr. and L. У. Lacy. "Echoes in transmission at 450 megacycles from land-to-car radio units". Proc. IRE, Vol. 38, pages pp. 255-258, March 1950.

49. R. H. Clarke. "A statistical theory of mobile-radio reception". B. S. T. J., Vol 47. pages. 957 1000, .July - August 1968.

50. D. C. Cox "910 MHz urban mobile radio propagation: Multipath characteristics in New York city". IEEE Trans., Vol. VT-22, No. 4, pages pp 104-110, November 1973.

51. A. S. Bajwa and J. D. Parsons. "Small-area characterization of UHF urban and suburban mobile radio propagation". IEE Proc., Vol. 129, Pt. F, No 2, pages pp. 102-109, April. 1982.

52. J. Zander. "A stochastical model of the urban UHF radio channel". IEEE Trans., Vol. VT-30, No. 4. pages pp. 145-155, November 1981.

53. Proakis J.G, "Digital Communications", 3rd edition, ISBN 0-07-113814-5, McGraw-Hill Book Co., Singapore, 928 pp., 1995.

54. W. C. Jakes. Microwave mobile communications. Wiley, New York, 1974.

55. Rappaport T.S. "Wireless Communications (Principles and Practice)". -N.Y.: Prentice Hall PRT, 1996.

56. Bello P. A. "Characterization of randomly time-variant linear channels," IEEE Trans. Comm. Syst., vol. 11, no. 4, pp. 360-393, Dec. 1963.

57. Волков JI.H., Немировский M.C., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи. М.: ЭкоТрендз, 2005. 392 с. - ISBN 5-88405-071-2.

58. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием. М., «Сов. радио». 1973. 302 с.

59. Исакевич В.В., Самойлов А.Г. К вопросу математического описания замираний при тропосферной радиосвязи // Межвуз.сб.научн.тр. Повышение эффективности и надежности радиоэлектронных систем Л.: ЛЭТИ, 1974, вып. 1.- С.43-48.

60. Галкин А.П., Лапин А.Н., Рудаков В.И., Самойлов А.Г. Имитатор многолучевого радиоканала дальней тропосферной связи// Межвуз.сб.научн.тр. Повышение эффективности и надежности радиоэлектронных систем Л.: ЛЭТИ, 1974, вып. 1.- С.12-16.

61. Самойлов, А.Г. Моделирование радиоканалов миллиметрового диапазона волн // А.Г. Самойлов. Материалы 4-й Международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации». - Владимир-Суздаль, 2001. - С.24-29.

62. Самойлов, А.Г. Имитаторы многолучевых радиоканалов // А.Г. Самойлов. Проектирование и технология электронных средств, № 4, 2003.-С. 32-36.

63. Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Имитаторы радиоканалов телекоммуникационных сетей передачи информации // Информационно-телекоммуникационные технологии и электроника. — Владимир. Труды Владим. гос. ун-т. - 2006, Вып. 1. С. 13-19. ISBN 589368-709-4.

64. By Ван Шон, Ратников И.Е., Самойлов А.Г. К вопросу проектирования сетей передачи медицинской информации // Труды Международной НТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». Владимир, Кн.1, 2008. - С. 368-370.

65. Справочник по радиорелейным линиям // Под ред. С.В. Бородича.-М.: Радио и связь, 1981.-415 с.

66. Н.П. Красюк, Н.Д. Дымович. Электродинамика и распространение радиоволн / М.: Высшая школа, 1974. -536 с.

67. F. Stremler, Introduction to Communication Systems // Addison-Wesley, Massachussetts, 1982.

68. Y. Omura, E. Ohmuri, T. Kawano, K. Fukuda, Field Strength and its Variability in VHF and UHF Land Mobile Radio Service // Rev. of the ECL, Vol. 16, pp. 825-873, 1968.

69. W.C.Y. Lee, Mobile Communications Design Fundamentals // Sams, Indianapolis, 1986.

70. M. Hata and Т. Nagatsu, Mobile Location Using Signal Strength Measurements in Cellular Systems, IEEE Transactions on Vehicular Technology / Vol. VT-29 pp 245-352, 1980.

71. COST 231 TD(91)109, 1800 MHz Mobile Net Planning Based on 900 MHz Measurements / 1991.

72. P. Harley, Short Distance Attenuation Measurements at 900 MHz and 1.8 GHz Using Low Antenna Heights for Microcells // IEEE Journal Selected. Areas of Communication, Vol. 7, pp. 5-11, January 1989.

73. O. Grimlund and B. Gudmundson, Handoff Strategies in Microcellular Systems // IEEE Vehicular Technology Conference, Saint Louis, MO, pp. 505-510, May 1991.

74. R. Clarke, A Statistical Theory of Mobile Radio Reception / Bell System Technical Journal, Vol. 47, pp. 957-1000, 1968.

75. M. Hata, Empirical formula for Propagation Loss in Land Mobile Radio Services // IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. VT-29, pp.317-325, 1980.

76. N. Mandayam, Wireless Communication Technologies // course notes.

77. В. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications // 2nd Edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ: 1995.

78. G. Stuber, Principles of Mobile Communications // Kluwer Academic Publishers Group, Norwell, MA: 1996.

79. A. Goldsmith, Wireless Communications // Course reader, Stanford University, CA: 2004.

80. Справочник по радиорелейной связи // Под ред. С.В. Бородина. М.: Радио и связь, 1981.-415с.

81. Самойлов А.Г. Многоканальное управление при имитации каналов связи // 3-я Международная НТК "Перспективные технологии в средствах передачи информации", Владимир, 1999. С .143-146.

82. Самойлов А.Г. Имитаторы многолучевых каналов телекаммуникационных сетей // 5-я Международная НТК "Перспективные технологии в средствах передачи информации", Владимир, 2003. С .28-29.

83. Самойлов А.Г. Имитаторы многолучевых радиоканалов. // Проектирование и технология в радиоэлектронных средств. 2003, No 4. -С.32-36.

84. Дальнее тропосферное распространение на УКВ. Под ред. Б. А. Введенского. М., "Сов.радио", 1965. 416 с.

85. Исакевич В. В., Самойлов А. Г., Лапин А. Н., Аналитическое описание быстрых замираний в каналах с рассеянием. В кн.: Повышение эффективности и надежности радиоэлектронных систем. Межвуз. Сб. Науч. Трудов. Вып. 5. Л., ЛЭТИ, 1976, с. 72-80.

86. Клыженко Б. А., Имитатор коротковолнового радиоканала. — В кн. Радиотрудов. Вып 4. Л., ЛЭТИ, 1976, с. 36-40.

87. Исакевич В. В., Марченко Е. Я., Самойлов А. Г., Имитатор быстрых замираний канала дальней тропосферной связи. В кн.: Повышение эффективности и надежности радиоэлектронных систем. Межвуз. Сб. Науч. Трудов. Вып. 5. Л., ЛЭТИ, 1976, с. 85-90.

88. Кириллов Н. Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно меняющимися параметрами. М., «Связь», 1971. 256 с.

89. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием. М., «Сов. радио». 1973. 302 с.

90. P. A. Bello and В. D. Nelin. "The effect of frequency selective fading on the binary error probabilities of incoherent and differentially coherent matched fiter receivers". IEEE Trans. Vol. CS 11, No. 2, pages pp.170-186, June. 1963.

91. P. Melancon and J. Le Bel. "A characterization of frequency selective fading of the mobile radio channel". IEEE Trans., Vol. VT -35. No 4. pages pp. 153 161, November 1986.

92. Fitting R. C. Wideband troposcatter radiochannel simuliation. "IEEE. Trans, on Commun. Technol.", 1967, v 15, N 4, p. 565-570.

93. Frendberg R. A. Laboratory simulator for frequency selective fading.- "IEEE Annual Communs. Convent. Bouder", Colo. 1965, p. 4.

94. H, F. Schmid. "A predition model for multipath propagation of pulse signal at VHF and UHF over irregular terrain". IEEE Trans., Vol. AP 18 No. 2. pages pp. 253 258, March 1970.

95. W. R. Young, Jr. and L. У. Lacy. "Echoes in transmission at 450 megacycles from land-to-car radio units". Proc. IRE, Vol. 38, pages pp. 255-258, March 1950.

96. A. S. Bajwa and J. D. Parsons. "Small-area characterization of UHF urban and suburban mobile radio propagation". IEE Proc., Vol. 129, Pt. F, No 2, pages pp. 102-109, April. 1982.

97. J. Zander. "A stochastical model of the urban UHF radio channel". IEEE Trans., Vol. VT-30, No. 4. pages pp. 145-155, November 1981.

98. J. F. Arnold and M. C. Cavenor, "A Practical Course in Digital Video Communications Based on MATLAB," IEEE Trans, on Education, Vol. 39, No. 2, pp. 127-136, May 1996.

99. M. P. Fargues and D. W. Brown, "Hands-On Exposure to Signal Processing Concepts Using the SPC Toolbox," IEEE Trans, on Education, Vol. 39, No. 2, pp. 192-197, May 1996.

100. H. Hashemi, "The Indoor Radio Propagation Channel," Proceedings of the IEEE, Vol. 81, No. 7, pp. 943-968, July 1993.

101. A. Papoulis, Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, 3rd Edition, McGraw Hill, New York, 1991.

102. M. Nakagami, "The m-distribution. A General Formula of Intensity Distribution of Rapid Fading," in Hoffman, W. C., Statistical Methods in Radio Wave Propagation, Pergamon Press, 1960.

103. A. J. Coulson, et al, "A Statistical Basis for Lognormal Shadowing Effects in Multipath Fading Channels," IEEE Trans, on Comm., Vol. COM-46, No. 4, pp. 494-502, April 1998.

104. H. Suzuki, "A Statistical Model for Urban Radio Propagation," IEEE Tran. On Communications, Vol. COM-25, No. 7, pp. 673-680, July 1977.

105. W. C. Y. Lee, "Estimate of Local Average Power of a Mobile Radio," IEEE Trans, on Vehic. Tech., Vol. VT-34, No. 1, pp. 22-27, February 1985.