ebook Wybrane metody zwiększania pojemności systemów bezprzewodowych z poszerzonym widmem Rafał Krenz

Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Rok wydania: 2013

W monografii zaprezentowano oryginalne wyniki prac autorskich, mających na celu opracowanie metod i algorytmów umożliwiających zwiększanie pojemności systemów bezprzewodowych z poszerzonym widmem, wykorzystujących technikę rozpraszania bezpośredniego. Przedstawiono metody przydziału zasobów, a w szczególności algorytmy akceptacji nowych połączeń w stacji bazowej sieci komórkowej 3G, wykorzystującej wielodostęp ze zwielokrotnieniem kodowym (CDMA). Zaprezentowano dwie grupy algorytmów, jedną przeznaczoną dla systemów opartych na komutacji kanałów oraz drugą dla systemów wykorzystujących komutację kanałów do realizacji usług rozmównych oraz komutację pakietów do usług transmisji danych. Opisane algorytmy wykorzystują aktualną wartość mocy transmitowanej ze stacji bazowej jako wskaźnik obciążenia na łączu w dół oraz procedury kolejkowania i degradacji zgłaszanych żądań połączeń. Działanie algorytmów zweryfikowano dla środowiska makrokomórkowego z wykorzystaniem symulacji komputerowej. Zamieszczone wyniki badań wskazują na możliwość uzyskania około 50–procentowego wzrostu przepustowości komórki przy wykorzystaniu opisanych algorytmów zarządzania zasobami radiowymi w sieci komórkowej 3G WCDMA.

Przedstawiono także nowe metody odbioru sygnałów w systemach z transmisją równoległą, która może być techniką wykorzystywaną np. do realizacji warstwy fizycznej bezprzewodowych sieci komputerowych o dużych przepływnościach. Zaprezentowane odbiorniki z redukcją interferencji (należące do grupy odbiorników nieliniowych) oraz odbiorniki MMSE i dekorelacyjny (należące do grupy odbiorników liniowych) cechują się niewielką złożonością, zapewniając równocześnie znaczną poprawę jakości transmisji w porównaniu z odbiornikiem konwencjonalnym (RAKE). Działanie opisanych odbiorników zweryfikowano dla środowiska wewnątrz budynków przy wykorzystaniu symulacji komputerowej. Uzyskane wyniki potwierdzają, iż możliwe jest zmniejszenie mocy sygnałów transmitowanych z punktów dostępowych WLAN o 3–5 dB przy zachowaniu wymaganej jakości transmisji, co pozwala na zwiększenie ilości punktów dostępowych i dzięki temu wzrost pojemności systemu bezprzewodowego.

Spis treści ebooka Wybrane metody zwiększania pojemności systemów bezprzewodowych z poszerzonym widmem

Streszczenie 5
Wykaz ważniejszych oznaczeń 7
Wykaz stosowanych skrótów 9

Rozdział 1. Wstęp 13

1.1. Transmisja danych w systemach bezprzewodowych 13
1.2. Główne cele i zakres pracy 16

Rozdział 2. Specyfika szerokopasmowych systemów bezprzewodowych 19

2.1. Pojemność bezprzewodowych systemów komórkowych z poszerzonym widmem 19
2.2. Równoczesny odbiór sygnałów w systemach z poszerzonym widmem 28
2.2.1. Wprowadzenie 28
2.2.2. Odbiornik konwencjonalny dla pojedynczego użytkownika 29
2.2.3. Odbiornik optymalny dla wielu użytkowników 33
2.2.4. Suboptymalne odbiorniki liniowe dla wielu użytkowników 34
2.2.5. Suboptymalne odbiorniki nieliniowe dla wielu użytkowników 38
2.3. Podsumowanie 43

Rozdział 3. Metody przydziału zasobów stacji bazowej dla zwiększenia pojemności systemu komórkowego 45

3.1. Problem przydziału zasobów w stacji bazowej systemu z poszerzonym widmem 45
3.1.1. Zarządzanie zasobami radiowymi w systemach z poszerzonym widmem 45
3.1.2. Mechanizmy akceptowania żądanych połączeń 49
3.1.3. Przegląd znanych mechanizmów akceptowania połączeń 51
3.2. Model sieci komórkowej CDMA do analizy algorytmów akceptowania połączeń 55
3.3. Algorytmy akceptowania połączeń w systemach z komutacją kanałów/strumieni 58
3.4. Algorytmy akceptowania połączeń w systemach z komutacją kanałów/strumieni oraz komutacją pakietów 62
3.5. Wyniki badań symulacyjnych 68
3.5.1. Metodologia badań symulacyjnych 68
3.5.2. Algorytmy dla systemów z komutacją kanałów/strumieni 68
3.5.3. Algorytmy dla systemów z komutacją kanałów/strumieni oraz komutacją pakietów 78
3.6. Podsumowanie 82

Rozdział 4. Metody poprawy jakości odbioru w systemach bezprzewodowych z transmisją równoległą 85

4.1. Transmisja o zmiennej przepływności w systemach CDMA 85
4.1.1. Sposoby realizacji transmisji o zmiennej przepływności 85
4.1.2. Ciągi kanałowe w systemach wielokanałowych 87
4.1.3. Przegląd metod odbioru stosowanych w systemach wielokanałowych 90
4.2. Model systemu wielokanałowego 95
4.3. Algorytmy odbioru sygnałów w systemach wielokanałowych wykorzystujące redukcję interferencji 98
4.3.1. Struktura odbiornika 98
4.3.2. Badania symulacyjne 101
4.4. Algorytmy realizujące kryterium MMSE 106
4.4.1. Typ I – korelator adaptacyjny 106
4.4.2. Typ I – badania symulacyjne 109
4.4.3. Typ II – łączne podejście do odbioru i eliminacji interferencji 113
4.4.4. Typ II – badania symulacyjne 116
4.5. Zastosowanie metody dekorelacyjnej 119
4.5.1. Dekorelacyjny odbiornik wielokanałowy 119
4.5.2. Badania symulacyjne 122
4.6. Podsumowanie 125

Rozdział 5. Zakończenie 127

Bibliografia 131
Abstract 145