Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале

Ахмат Мохамат Салех

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале

кандидата технических наук: Ахмат Мохамат Салех
город: Москва
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.12.13
цена: 450 рублей

Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале»

Автореферат диссертации по теме "Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале"

Ахмаг Мохамат Салех

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПОДВИЖНОЙ СТАНЦИИ СТАНДАРТА ШТ-2000 В МНОГОЛУЧЕВОМ КАНАЛЕ

Специальность (¡5.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 1 АПР 2011

Москва, 2011

4844357

Работа выполнена на кафедре Радиотехнических систем Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский технический университет связи и информатики» (ГОУ ВПО «МТУСИ»).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шинаков Юрий Семенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Евсиков Юрий Александрович

кандидат технических наук, профессор Журавлев Валерий Иванович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Московский государственный

институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИЭРА)

Защита диссертации состоится 19 мая 2011 г. в 13 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 219.001.03 при «Московский технический университет связи и информати^» (ГОУ ВПО «МТУСИ» по адресу: 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д. 8а, ауд.А-.;

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МТУСИ».

Автореферат разослан апреля 2011 г.

Учёный секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, к.т.н., доц.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. К главным чертам современного развития науки и техники можно отнести безусловный прорыв в сфере обработки и передачи информации. Телекоммуникации стали в буквальном смысле нервной системой человеческого социума. Одно из важнейших направлений в области доставки информации основано на использовании технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

Научно-технический прогресс последних десятилетий создал необходимую базу для широкого внедрения систем мобильной радиосвязи на основе CDMA. В настоящее время коммерческие системы связи с кодовым разделением каналов находятся в фазе стремительного развития. Сегодня мобильная связь является одной из наиболее динамично развивающихся телекоммуникационных отраслей. Развитие сетевой инфраструктуры IMT-2000 происходит по всему миру. Особенно интенсивный рост наблюдается в странах Северной, Латинской Америки, Китае и Юго-Восточной Азии, Японии и Австралии.

Технологии сотовой подвижной связи в Республике Чад начали развиваться недавно. Создание сетей сотовой связи на базе технологии CDMA успешно осуществляет государственная компания "Sotel-Tchad" под коммерческим названием "Tawali", первый и единственный оператор CDMA в Республике Чад; компания предоставляет услуги связи государственным и коммерческим организациям, гражданам города Нджамена, столицы Республики Чад, и других наиболее крупных городов. В начале своей деятельности (декабрь 2004) компания обслуживала 10 ООО абонентов в столице Республики Чад. В настоящее время компания "Sotel-Tchad" обслуживает 100 000 абонентов по всей стране, ее сеть содержит более 150 базовых станции.

Предварительный анализ структуры глобальной системы связи III поколения однозначно показывает, что будущее телекоммуникаций неразрывно связано с технологией CDMA. Одной из главных причин этого является высокая спектральная эффективность метода кодового разделения каналов, возможность построения систем с выгодными эксплуатационными характеристиками.

Плата за достигаемые преимущества состоит в усложнении методов обработки, предъявлении жестких требований к условиям функционирования систем CDMA. Одно из таких требований заключается в строгом соблюдении энергетического баланса между каналами множественного доступа. Даже незначительное различие мощностей принимаемых сигналов приводит в системах CDMA к взаимному подавлению сигналов и деградации пропускной способности. Во избежание указанных явлений в системах с кодовым разделением применяют высокоточное управление мощностью передатчиков радио-терминалов. Как ныне действующие, так и перспективные системы наземной мобильной радиосвязи на основе CDMA реализуют автоматическое регулирование мощности (АРМ) передатчиков подвижных станций по схеме с замкнутой обратной связью, с частотой подстройки от 500 Гц до 2000 Гц.

Результаты моделирования и полевых испытаний показали, что эффективное управление мощностью возможно только в ограниченном диапазоне скоростей движения мобильных абонентов. Для улучшения качества автоматического регулирования существуют 2 пути: экстенсивный, заключающийся в увеличении частоты регулирования, а, следовательно, и скорости передачи команд АРМ в ущерб полезному трафику, и интенсивный, не требующий перерасхода выделенного частотно-временного ресурса. Последний способ наиболее предпочтителен и может быть реализован с помощью адаптации рабочих параметров системы АРМ к характеристикам рассеяния радиоканала.

Таким образом, данная диссертационная работа, посвященная исследованию эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале, соответствует современной научной проблематике в области

мобильной радиосвязи и является актуальной.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности и улучшение эксплуатационных характеристик обратной линии системы сотовой связи, построенной по технологии CDMA, которые могут быть достигнуты путем совершенствования способов оценивания значений отношения сигнал/интерференция на входе приемника базовой станции (БС) и алгоритма управления мощностью сигнала подвижной станции (ПС) сотовых систем связи стандарта IMT-2000.

Для достижения этой цели в диссертации решены следующие задачи: построение аналитической модели суммарного многолучевого сигнала ПС локальной соты на входе приемпика БС обратной линии; разработка функциональной схемы имитационной модели обратного канала передачи; конкретизация алгоритма когерентного приема и последующего когерентного сложения всех лучевых компонент сигнала пользователя; разработка алгоритма оценивания текущего значения отношения CIR суммарной мощности всех когерентно сложенных лучевых компонент сигнала одного пользователя к суммарной мощности помех от сигналов всех остальных пользователей и теплового шума на входе устройства выделения кодовых каналов данного пользователя; разработка алгоритма фильтрации и прогноза будущего значения отношения сигнал/интерференция в обратной линии; конкретизация функциональной схемы управления мощностью в обратной линии с замкнутой петлей при использовании многобитовых команд управления мощностью и оценки текущего значения CIR; составление программы имитационной модели системы управления мощностью в обратной линии и ее реализация на ПЭВМ; составление плана эксперимента и выполнение статистического моделирования для оценки эффективности предлагаемых рекомендаций.

Методы исследования. Для решения поставленной в работе задачи использованы современные методы математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, а также методы статистической радиотехники, теории связи, теории статистических решений.

Проверка теоретических результатов исследования осуществлялась путем имитационного моделирование на ЭВМ и сравнением с ранее опубликованными результатами других авторов.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

1. Построена аналитическая модель суммарного сигнала ПС локальной соты на входе приемника БС обратной линии, на основе который составлена и реализована в системе Matlab имитационная модель обратной линии, удовлетворяющая условиям стандарта IMT-2000;

2. Разработан алгоритм оценивания текущего значения отношения CIR на входе устройства выделения кодовых каналов пользователя; данный алгоритм является основным в системе управления мощностью передатчика ПС; алгоритм оценивания основывается на линейной фильтрации и предсказании мгновенных значений синфазной и квадратурной компонент комплексной огибающей суммарного сигнала;

3. Составлена функциональная схема устройства, реализующая алгоритм оценивания, фильтрации и предсказания текущего значения CIR в обратной линии;

4. Модифицирована функциональная схема системы управления мощностью сигнала в обратной линии с замкнутой петлей, использующая многобитовые команды управления мощностью;

5. Получены количественные оценки относительной частоты битовых ошибок (BER) и искаженных кадров (FER) в обратной линии для предложенной системы АРМ как функции от значения CIR для условий связи, предусматриваемых стандартом IMT-2000 для радиоинтерфейса lxRTT; основной результат этого эксперимента можно сформулировать следующим образом: при малых скоростях перемещения ПС переход от однобитовой команды управления, рекомендуемой стандартом, к двух-битовой позволяет получить энергетический выигрыш около 0,7 дБ для значения BER= КГ" ;

при значении FER=2 10~~ предлагаемая система управления мощностью с двухбитовой командой управления обеспечивает энергетический выигрыш примерло 0.5 дБ по сравнению с системой, рекомендуемой IMT-2000.

Личный вклад. Основные результаты работы получены автором лично.

Достоверность полученных результатов обеспечивается аккуратным применением адекватных решаемым задачам математических методов, подтверждается проведенным имитационным моделированием и согласованностью с данными, имеющимися в литературе.

Практическая ценность результатов. Выполненное исследование проблемы управления мощностью в обратной линии в рамках стандарта IMT-2000 позволяет указать на возможность построения более эффективных алгоритмов управления, чем алгоритм, предусматриваемый стандартом. Основные идеи предлагаемого подхода - уменьшение времени задержки в петле регулировании путем управления па основе предсказанных значений CIR и использование многобитовых команд управления мощностью ПС. Эти алгоритмы могут быть реализованы в виде программ без существенных изменений в оборудовании мобильных и базовых станций. Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре радиотехнических систем (РТС) Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ), что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных научно-технических конференциях Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени A.C. Попова, (Москва, 2009г., 2010г.), на международных конференциях "Цифровая обработка сигналов и ее применение", (Москва, 2009г„ 2010г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МТУСИ "Технологии информационного общества" (Москва, 2009г., 2010г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, 2 из которых - в изданиях из списка ВАК.

Основные положения работы, выносимые на защиту.

1. Уменьшение времени задержки в замкнутой петле автоматического управления мощности ПС может обеспечить повышение точности требуемого значения отношения сигнал/интерференция на входе приемника БС;

2. Конструктивным способом уменьшения времени задержки в замкнутой петле регулирования является построение алгоритмов оценивания отношения сигнал/интерференция на основе теории фильтрации и предсказания значений случайных сигналов, наблюдаемых на фоне помех;

3. Изменчивость отношения сигнал/интерференция во времени большей частью обусловлена изменением уровня сигнала на выходе Rake-приемникз БС из-за многолучевых замираний; уровень интерференции множественного доступа значительно слабее зависит от скорости передвижения ПС; этот факт позволяет свести задачу прогноза отношения сигнал/интерферснция к задаче прогноза уровня ciirn&ia на выходе Rake-приемника;

4. Задачи оценивания уровней сигнала каждого абонента и интерференции множественного доступа могут быть эффективно решены классическими методами теории фильтрации на основе статистик, формируемых из значений квадратурных компонент процесса на выходе Rake-приемника БС.

Структура п обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 14 таблиц, список литературы из 109 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цели и задачи работы, перечислены основные научные результаты диссертации, обоснованы практическая ценность и область применения Результатов, приведены сведения об апробации работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведены некоторые сведения о роли и перспективах использования систем сотовой связи CDMA в республике Чад и в организации глобальной персональной связи; даны необходимые технические характеристики стандарта IMT-2000; перечислены основные преимущества технологии CDMA по сравнению с другими технологиями мобильной радиосвязи; проведен анализ наиболее важных технических инноваций в системах CDMA Ш-го поколения. Изложены сведения о наиболее важных опубликованных работах, в которых предложены эффективные средства исследования систем АРМ. Указаны некоторые способы повышения эффективности "быстрого" регулирования мощности.

В главе представлена традиционная структурная схема (рис.1) системы управления мощностью в обратной линии с помощью разомкнутой и замкнутой петлями, в которой команды управления мощностью ПС формируются с частотой 800 Гц (блок 9) на основе сравнения текущего значения оценки CIR (блок 7) с порогом, значение которого устанавливается блоком 8 на основе измерения FER (блок 6). В приемнике ПС команды управления мощностью выделяются из потока принимаемых данных (блок 11) и используются для установки нового уровня модулирующего сигнала (блок 13).

Рис. 1. Управление мощностью в обратной линии открытой и замкнутой петлями в системе СОМА

В главе также предлагается способ борьбы с быстрыми замираниями в обратной линии, отличающийся от рекомендаций стандарта 1МТ-2000 двумя наиболее важными моментами. Во-первых, предлагается использовать двух-бчтовую команду управления мощностью вместо однобитовой и иной способ ее передачи. Во-вторых, с целью уменьшения времени задержки в петле управления мощностью ПС предлагается вместо оценивания текущего значения СШ прогнозировать его будущие значения.

На рис.2 представлена предлагаемая схема передачи двух-битовой команды управления мощностью ПС по основному каналу прямой линии методом выкалывания: пунктирной линией обведены элементы системы управления мощностью ПС.

На интервале времени Т, (длительность кодового символа) можно передать двухбитовую команду управления мощностью, если вместо ФМ-2 (1МТ-2000) использовать ФМ-4, для чего достаточно, лишь незначительно изменить функциональную схему рис.1. При таком способе модуляции можно передать четыре разные команды, если использовать все возможные фазовые переходы:

1. (+1,-1) или (-1, +1) - уровень мощности не изменять;

2. (+1, +1) - уровень мощности увеличить на величину АР дБ;

3. (-1,-1) - уровень мощности уменьшить на величину ДРдБ.

В диссертации показано, что при таком способе управления мощностью ПС

флуктуации мощности сигнала ПС при малых скоростях ее движения уменьшатся, поскольку будет устранен режим "bang-bang" (пинг-понг), типичный для замкнутой петли регулирования уровня сигнала в обратном канале связи системы CDMA стандарта IMT-2000. Можно ожидать, что характеристики замкнутой петли управления системы с предсказанием, при средних и больших скоростях движения ПС при этом останутся неизменными.

Рис.2. Передача по прямой линии двух-битовой команды управления мощностью по основному кодовому каналу методом выкалывания

Дополнительные аппаратурные затраты, необходимые для реализации этого способа передачи, невелики: необходимо в оборудование БС добавить один демультиплексор, который должен разделять первый и второй биты двух-битовой команды управления, а в оборудование ПС - алгоритм демодуляции ФМ-2 заменяется алгоритмом демодуляции ФМ-4.

Во второй главе представлены основные характеристики канала мобильной радиосвязи, имеющие важное значение для решения задачи регулирования мощности передатчиков ПС системы CDMA; построена модель широкополосного канала мобильной радиосвязи и изучено влияние широполосного распространения радиоволн на статистические характеристик принимаемых сигналов.

Представлены модели и уточнены значения основных параметров средних потерь и медленных замираний сигнала на трассе распространения ПС-БС применительно к проблеме регулирования мощностью.

В главе исследуется влияние частотно-селективных замираний на статистические характеристики огибающей суммарного сигнала. Рассматривается стационарный в широком смысле (ШС) канал связи с некоррелированными путями распространения, замирания в котором имеют нулевую регулярную составляющую. Импульсную характеристику h(t) такого канала можно представить комплексным нормальным случайным процессом с пулевым средним и некоррелированными квадратурными компонентами.

Предполагаем, что по каналу связи передается сигнал S (г) = Re{}'(() exp(2;z£.f}c несущей частотой /с и комплексной огибающей >'(<), сформированный на основе технологии CDMA с прямым расширением спектра. Принятый на выходе канала связи сигнал имеет комплексную огибающую z(t).

Известно, что интенсивность флюктуаций огибающей или мощности принимаемого сигнала часто характеризуют коэффициентом вариации

^Vari\z(tf]

К? = :—¡Г-

Это выражение в главе 2 конкретизировано для псевдослучайный кодовой последовательности, используемой в схеме прямого расширения спектра с прямоугольной

формой элементарного символа (чипа):

'smc2(^iTrt)sinc2 W2Tch)^ l + (2mrr&/)2

Д/ - Ширина спектра сигнала.

Степень селективности замираний по частоте зависит от соотношения полосы когерентности канала связи и ширины спектра сигнала. Ширина спектра переданного сигнала обратно пропорциональна длительности чипа Тск; известно что, полоса когерентности канала связи обратно пропорциональна эффективной длительности профиля многолучевости аг. При значении порога р0 полоса когерентности

канала с экспоненциальным профилем многолучевости составляет Вс=(2яох)~\ Пронормировав ширину спектра сигнала на полосу когерентности канала связи, получим показатель частотной селективности замираний 2жтг / Тл (для канала с экспоненциальным профилем многолучевости показатель частотной селективности 2паг 1ТсН=(ТсЛВс)''. Графическая зависимость коэффициента вариации (2) от нормированной ширины спектра сигнала приведена на рис.3. Как видно из рисунка, с ростом ширины спектра сигнала происходит "смягчение" замираний, уменьшение их "жесткости".

Этот эффект имеет прозрачное физическое толкование. Когда ширина спектра сигнала значительно (в несколько раз) превышает полосу когерентности канала связи, замирания разнесенных по частоте спектральных компонент сигнала перестают быть коррелированными (гладкими, "дружными"). Поэтому мгновенная мощность сигнала, объединяющая мгновенные мощности всех спектральных компонент, испытывает менее глубокие или "жесткие" замирания, то есть становится более стабильной.

В качестве решающей статистики, используемой для "быстрого" регулирования мощности, в работе принято отношение CIR на выходе устройства объединения ветвей временного разнесения Rake-приемника. В соответствии с принципами обработки сигналов в системах CDMA III-го поколения будем рассматривать Rake-приемник БС с линейным сложением ветвей.

Корреляционный Rake-приемник, обрабатывая принятый сигнал, выделяет б лучевых компонент временного разнесения, которые затем складываются, замирания разных ветвей (разных лучей) некорелированы.

Значение комплексной огибающей на выходы комбайнера Z/ Еа, где Е0- энергия переданного информационного символа с учетом управляющего воздействия системы АРМ ПС, можно рассматривать в качестве возмущающего воздействия радиоканала на систему "быстрой" АРМ. Эта случайная величина (СВ) может быть представлена суммой Q СВ с двумя степенями свободы и дисперсиями Я?, являющимися дисперсиями квадратурных компонент коэффициента передачи q-го луча канала связи. Параметр фединга и коэффициент вариации возмущающего воздействия радиоканала при этом

Рис.3. Зависимость коэффициент вариации мощности принимаемого сигнала от показателя частотной селективности

составляет соответственно:

. ЕЧ(г/Е0)2] Уаг1(ИЕ0)2]'

1Д,

ч->

а коэффициент вариации

Е V Л Е (ехРИ<7- / а,)- ехр{-щТл / <тг))2 у ^ = V _

IX 2]ехр(-(9-1)Г1),/(тг)-еХр(-9Г<й/«7г))

(4)

Графическая зависимость коэффициента вариации от параметра широкополосное™ 2л"0"г / Тск = (ГлВг)~' при различном количестве ветвей временного разнесения Яаке-приемника 0 приведена на рис.4. С ростом б коэффициент вариации приближается к нижней границе. Физически убывающий характер зависимости объясняется следующим образом. Отношение эффективной длительности профиля многолучевостисг, к интервалу временного разрешения Дг=Гг(1 определяет потенциально возможную кратность временного разнесения при приеме. С ростом 2жа, П1к возрастает потенциальное количество ветвей Каке-приемника, замирания в которых были бы слабо коррелированы. Поэтому "жесткость" замираний возмущающего воздействия убывает с ростом потенциальной кратности разнесения. Чтобы наиболее полно использовать данное преимущество, реальное количество ветвей Каке-приемника <2 должно приближаться к потенциально достижимому. В противном случае выигрыш от эффекта щирокополосности будет ограничен аппаратными возможностями приемника: при <2 = 1 флуктуации имеют релеевский закон.

Сравнение зависимостей на рис.3 и рис.4 при (2 = °° обнаруживает их сходство, что приставляется естественным.

Рис.4. Зависимость коэффициента вариации решающей статистики быстрой АРМ от параметра широкополосное™ при различном количестве ветвей временного разнесения Каке-приемника

Третья глава посвящена описанию предлагаемых алгоритмов и используемой компьютерной модели системы управления мощностью в обратной линии системы связи стандарта 1МТ-2000. Описаны условия приема и модель принимаемого сигнала обратной линии по возможности наиболее близкие к условиям приема и значениям параметров, предусмотренным стандартом 1МТ-2000 (на базовой станции может быть реализован квазикогерентный режим приема):

1. Сигнал пользователя с номером к имеет £) лучевых компонент; компонента с номером д имеет временную задержку ч;

2. Каждая лучевая компонента подвержена релеевским замираниям с одинаковым допплеровским расширением спектра и имеет среднюю мощность, определяемую моделями многолучевого канала, принятыми в 1МТ-2000; замирания разных компонент независимы;

3. Сигнал пользователя с номером к содержит 4 кодовых канала; пилот-канал (Р), дополнительный канал (Б), основной канал (Б), канал управления (С). Сигналы этих кодовых каналов представляются функциями Уолша, являющимися взаимно ортогональными на соответствующих интервалах времени (см. рис.5). Для идентификации абонента и БС применяются длинный код ак (п) с соответствующей маской и короткие псевдослучайные последовательности (ПСП) ¿3' (п)и/Зв (п) в квадратурных каналах;

5. Наличие других абонентов будем учитывать путем введения в модель наблюдения дополнительного АБГШ с соответствующей мощностью;

6. Будем предполагать, что в приемнике перед обработкой осуществляется дискретизация со скоростью 1 отсчет на 1 символ ПСП, т.е. частота дискретизации может составлять (в зависимости от режима работы системы) /л =(1, 3, 6, 12)х 1,2288 МГц; в этом случае отсчеты шума будем считать некоррелированными;

7. При построении модели процессов, подлежащих обработке в приемнике БС, необходимо учитывать межсимвольную интерференцию, параметры которой определены стандартом 1МТ-2000.

На рис.5 приведена структурная схема формирования комплексной огибающей сигнала обратной линии, принятая в качестве основы при построении модели сигнала ПС в системе управления мощностью. Здесь Ос являются относительными весовыми

коэффициентами каналов управления, дополнительного канала и основного канала соответственно.

Рис.5. Схема формирования комплексной огибающей сигнала к -го пользователя

В главе приведены явные аналитические выражения для квадратурных компонент У/(О и Jf(t), полностью определяющих огибающую сигнала, излучаемого передатчиком ПС: Jt(t) = J'k(t)+jJ°(t).

Как было принято выше приемник БС принимает Q лучей, отличающихся временной задержкой и уровнем сигнала. Комплексную огибающую q-го луча определяем путем умножения ее на соответствующий коэффициент передачи 4*t (t) q -го луча релеевского канала: Yt q(t) = % 5 (t)Jt (I).

В главе приведено явное выражение для значения отсчета X(tiq(n)) комплексной огибающей суммы Q лучей от К пользователей. Это выражение и схема формирования комплексной огибающей суммарного сигнала на входе приемника БС (см. рис.6) полностью определяют алгоритм моделирования реализаций комплексной огибающей этого процесса.

Рис.6. Схема формирования комплексной огибающей суммарного сигнала на входе приемника БС

Определим текущее значение отношения

СШк = , (5)

где С, - уровень пилот-сигнала к -го пользователя, 1 - уровень суммарной помехи множественного доступа. Значение этого отношения может существенно изменяться во времени как из-за многолучевых замираний, так и из-за изменений уровня локальной интерференции или сигналов соседних сот.

При оценивании уровня Ск сигнала к -го пользователя будем предполагать, что в приемнике БС выделяются все учитываемые лучевые компоненты этого сигнала, которые затем когерентно складываются. Таким образом, будем полагать, что в приемнике БС для каждой лучевой компоненты кроме системы тактовой синхронизации, имеется система фазовой синхронизации, которая обеспечивает оценку смещения фазы сигнала лучевой компоненты при прохождении через канал передачи.

Далее в главе конкретизированы выражения, определяющие способ формирования оценки Акл{п) текущего значения комплексной огибающей сигнала д-го луча к -го пользователя, которые могут быть реализованы с помощью функциональной схемы, представленной на рис.7.

Рис.7. Структурная схема приемника д -го луча к -го пользователя

На рис.8 изображены структурные схемы Каке-приемника БС и устройства оценивания отношения сигнал/помеха одного пользователя.

Каке-приемник Блок 7 замкнутой петли АРМ

Рис.8. Функциональная схема 11аке-приемника и устройства оценивания отношения сигнал/интерференция к -го пользователя

На основе анализа изложенного в главе предложен следующий способ оценивания текущего значения отношения CIR, основывающийся на хорошо известном методе максимального правдоподобия и свойстве ортогональности функций Уолша кодовых каналов обратной линии. Отсчеты Хк(п), поступающие с выхода Rake- приемника, представленного на рис.8, сгруппируем в пакеты по 8 отсчетов. Длина такого пакета кратна длительностям функций Уолша дополнительного, основного кодовых каналов и канала управления. Далее формируем статистики, являющиеся среднеарифметическими значениями для каждого пакета: Математическое ожидание вещественной части таких статистик пропорционально уровню пилот-сигнала к -го пользователя, а математическое ожидание мнимой части - равно нулю. Дисперсия отсчетов мнимой части этих сумм может служить основой для оценки мощности суммарной интерференции в обратной линии.

1 8(<-1)+8 | 8(i-l)+8 z£«=- z!<o=- <=1,2,...

° л=8(/-1)+1 ° п=8(Ы)+1

В диссертации показано, что математическое ожидание статистики Zp (;') пропорционально уровню пилот-сигнала к -го пользователя. Математические ожидание статистики Z*(0 равно нулю, а ее дисперсия пропорциональна мощности суммарной интерференции в обратной линии. Эти результаты позволяют для статистики Z'p(7) принять модель Z,1,(/) = С,(/) + !]{i), где Ck(i)- истинные значения уровня пилот-сигнала, ;/(i) -последовательность независимых гауссовских величин; статистики Z'(i) также являются независимыми гауссовскими случайными величинами. В соответствии с изложенными выше последовательность Ct(i) характеризует изменения во времени уровня суммарного сигнала к-то пользователя на выходе Rake-npneMiraKa, а изменение дисперсии /ДО статистики Z* (г)-изменение мощности суммарной интерференции.

Для формирования оценок Ct(i)- уровня пилот-сигнала и текущего значения /4 (0 интерференции в диссертации используются известные методы фильтрации (предсказания) и скользящего среднего. В результаты формируется последовательность

оценок ClRt i = ...,-1,0,1,2,... с ином 8 Т„.

It(i)

В главе на рисунках представлены реализации уровня сигнала пилот-канала обратной линии и его оценки при допплеровском расширении спектра 100 и 200 Гц соответственно. Анализ этих реализаций позволяет сделать вывод, что предложенный в работе метод оценивания обеспечивает достаточно точное слежение за изменяющимся во времени уровнем этого сигнала и средпеквадратическим значением помехи

множественного доступа даже при значительном доппяеровском расширении спектра в канале.

Пусть СШ„от является номинальным значением отношения С1К в обратной линии. Тогда при любом уровне интерференции / требуемое номинальное значение сигнала можно определить равенством:

С,„, = СЮт ■ 1 ■

Это равенство использовано в диссертации для формирования двух-битовых команд управления мощностью в соответствии со следующим правилом:

увеличить мощность ПС на с1Р дБ, если Ск(р)<к<1 ■ СШтш -1к(р), уменьшить мощность ПС на (1Р дБ, еслиСк(р) > ки -СШтт • (р), (6)

не изменять мощность ПС, в противном случае, где к^ < 1, ки > 1, являются параметрами системы быстрого управления мощностью ПС.

Правило (6) является двухпороговым. Это представляется целесообразным, поскольку формируемые оценки уровней сигнала и помехи обладают конечной точностью, которая зависит от текущего истинного значения параметра С1К. Даже в том случае, когда значение параметра СЖ не изменяется, из-за случайных ошибок в формировании оценок Ск(р) и (р) при к^ = ки с вероятностью 0.5 принимаются неверные решения в формировании команд управления мощностью.

В табл.1 указан возможный способ кодирования данных трех команд управления мощностью ПС.

_Таблица.1. Кодирование двух-бнтовой команды быстрого управления мощностью

Номер команды Команды управление мощностью Кодовое слово

1 увеличить мощность на <1Р (дБ) 1 1

2 без изменений 1-1

3 без изменений -1 1

4 увеличить мощность на (1Р (дБ) -1-1

В главе также выполнен анализ причин появления задержек в петле АРМ, которая является одной из причин снижения эффективности АРМ с ростом допплеровского расширения спектра.

В четвертой главе приведены результаты оценки эффективности предложенной системы управления мощностью с замкнутой петлей в обратной линии. Эффективность системы управления мощностью будем характеризовать среднеквадратическим значением отклонения текущего значения СШ. от установленного номинального значения СШпот. Очевидно, что это отклонение существенно зависит от скорости допплеровских замираний; поэтому оценки эффективности системы управления должны быть получены для разных значений допплеровского расширения спектра. Для данного эксперимента примем что, значение этого параметра: не превышает 500 Гц.

Количественные оценки эффективности системы управления мощностью получим с помощью статистического моделирования на ПЭВМ. Для этого была подготовлена программа для имитационного моделирования, которая в одном эксперименте позволяла исследовать следующие три варианта построения обратной линии:

• система управления мощностью выключена; на БС осуществляется непрерывный режим когерентного приема (2 лучей (НхКТТ Каке-приемник), межсимвольная интерференция создается М предшествующими и М последующими элементарными символами;

• система управления мощностью стандарта 1МТ-2000 включена; непрерывный режим передачи в обратной линии, когерентное сложение и демодуляция 0 лучей (КхЯТТ Какс-прнемник), межсимвольная интерференция от М символов, используется

однобитовая команда управления мощностью, частота следования команд управления мощностью ^рсс = 800, 1600, 3200 Гц, СШшт= 1 дБ; это значения параметров, принятые в стандарте 1МТ-2000; • модифицированная система управления мощностью стандарта 1МТ-2000, предлагаемая в данной работе, включена; когерентное сложение и демодуляция Q лучей дахИТТ Иаке-приемник), межсимвольная интерференция от М канальных символов, двух-битовая команда управления мощностью, частота следования команд управления мощностью Fpcc = 800, 1600, 3200 Л/.

Вычисление среднеквадратического значения отклонения С1Я от его номинального значения осуществлялось на выходе Каке-приемника (на входе устройства выделения сигнала пилот-канала) на основании получаемых оценок С/К на интервалах времени

длительностью Мт)рг1в х 20.кг для ЛГр1 N.

реализаций. Вычисления выполнялись для

«сюты значении допплеровского расширения спектра.

На рис.9 представлены результаты статистического моделирования при следующих численных значениях параметров: модель обратного канала - модель А (1МТ-2000); число лучей С2 = 4; кратность расширения спектра N = 3; число символов, учитываемых при моделировании межсимвольной интерференции М = 5; номинальное (требуемое, устанавливаемое системой управления) отношение сигнал/ (суммарная интерференция) СШтт= 7 дБ; шаг изменения мощности мобильной станции <1Р = 1 дБ; нижний порог СШт1ЖН = СШ - 0.5 • с!Р; верхний порог С//!1Т1(| = СШ + 0.5 • с1Р; частота команд управления мощностью 1600 Гц; число кадров в одном испытании N= 4; число

реализаций N

= 20.

Ч/. . I 3 . 1, ■ - 11 < * I .1 ■ —' I I > * .■» I I, Г- ( > <! | « • • .V ,#.-» I

РХ- от* <. 1'• I г»: Ы1>-111 I ■

Рис.9. Зависимость среднеквадратического значения отклонения УагСШ от частоты Доплера

Основные выводы, которые можно сделать на основе анализа представленных результатов статистического эксперимента, можно сформулировать следующим образом. При отсутствии управления мощностью флуктуации отношения СШ фактически определяются глубиной замираний и не зависят от допплеровского расширения спектра; изменяется лишь скорость замираний; при включении стандартной системы управления могцностью отклонения С1И от заданного значения СШшт существенно уменьшаются; при этом система с двух-битовой командой управления обеспечивает большую устойчивость отношения СШ по сравнению с однобитовой командой. С ростом допплеровского расширения спектра эффективность системы управления моирюстью падает, но система с двух-битовой командой всегда обладает большей эффективностью.

Далее также проведена оценка эффективности "идеальной" системы управления с

предсказанием. В качестве меры эффективности управления мощностью ПС с помощью идеальной системы, используем среднеквадратическое отклонение текущего значения СШ на входе приемника БС от его номинального значения, вычисляемое по формуле:

Д0Ом = (С/ад)-С/О3 •

Эта величина вычислялась при наличии и отсутствии системы управления мощностью; эффективность управления будем характеризовать разностью

Щм] = ^„»-рсМ ~ в]-

Вычисления выполнены путем статистического моделирования при следующих условиях: известно постоянное значение мощности суммарной интерференционной помехи; известны значения комплексного коэффициента передачи обратной линии до текущего момента времени /, которые используются для предсказания значения коэффициента передачи в момент времени I + Тки; длительность одной реализации Т = 60мс (Л^ =3); время задержки в петле обратной линии равно Трсс; число реализаций /Уг = 50; частота формирования команд управления мощностью = 800 бит/с; шаг изменения мощности ПС АР = 1 дБ; ПС изменяет мощность за 0,128 мс; требуемое отношение сигнал/интерференция С/Л„„„ =7 дБ; в случае двух-битовой команды управления СШ„„ = С1Я - 0.5 • с!Р, ст,ерх = С/й + 0.5 • ; учитывался только один луч.

Результаты моделирования приведены в табл.2.

Таб. 2. Эффективность управления мощностью идеальной системой при р/,=800 бит/с (в дБ)

Щм} = AQD^rcW - AQDpcba]

Частота 1-битовая команда 2-битовая команда 2-битовая команда

допплеровского управления управления управления

расширения спектра, мощностью мощностью мощностью с

Fd,ni экстраполяцией

0 16.26 17.62 18.36

10 0.76 2.58 3.50

30 0.26 0.58 2.02

50 0.20 0.42 1.63

75 0.16 0.34 0.72

100 0.00 0.18 0.24

Эти результаты позволяют сформулировать следующие выводы:

• при малых значениях допплеровского расширения спектра (меньше 30 Гц) переход от одно-битовой к двух-битовой команде управления обеспечивает уменьшение среднеквадратического значения отклонения CIR на входе приемника БС в среднем на 1 дБ;

• при малых значениях допплеровского расширения спектра (меньше 50 Гц) переход от одно-битовой команды управления к двух-битовой команде, формируемой на основе предсказания, обеспечивает уменьшение среднеквадратического значения отклонения СШ на входе приемника БС примерно на 1,5...2 дБ;

Следует только отметить, что эти данные получены для "идеальной" системы управления, в которой отсутствуют ошибки измерения, и поэтому могут рассматриваться как некоторые границы для эффективности систем управления с шумами.

Далее для оценки эффективности разработанного варианта системы управления мощностью в терминах BER или FER необходимо получение аналогичных графиков в аналогичных условиях для следующих вариантов построения обратной линии: 1) обратная линия без системы управления мощностью; 2) обратная линия с однобитовой однопороговой системой управления мощностью; 3) обратная линия с двух-битовой двух-

пороговой системой управления мощностью;

Вариант 2 построения системы является исходным для данной работы и позволяет оценить энергетический выигрыш разработанного в рамках данной работы варианта построения системы управления мощностью в обратной линии по сравнению с предложенным в стандарте IMT-2000.

Для указанных вариантов построены имитаторы обратной линии; эти имитаторы реализованы в системе Matlab. С целью экономии времени моделирования были внесены лишь следующие изменения: во всех экспериментах моделировалась лишь одна реализация длительностью iVKalp ; число кадров N для разных значений BER и FER выбиралось разным с целью получения более достоверных оценок при ограниченном общем времени моделирования; моделирование выполнено только для допплеровского расширения 10 Гц.

Необходимо подчеркнуть, что эти результаты следует рассматривать лишь как предварительные, поскольку получены путем обработки ограниченного статистического материала: в каждом эксперименте (одна точка таблицы или графика) моделировалась только одна реализация, длительность которой изменялась от 50 до 200 кадров. Обработка одной реализации максимальной длины требовала 6 часов машинного времени. Тем не менее, эти результаты позволяют сформулировать следующие выводы (рис.10, рис.11):

• переход от команды управления стандарта /МТ-2000 к предлагаемому в данной работе алгоритму позволяет получить энергетический выигрыш около 0.7 дБ для значения BER = 10"3 ;

• при значении FER=2 10"2 предлагаемая система управления мощностью обеспечивает энергетический выигрыш примерно 0.5 дБ по сравнению с системой, рекомендуемой IMT-2000.

Отметим также, что эти результаты получены для частных значений важных параметров обратной линии, таких как частота следования команд управления (800 Гц), значение допплеровского расширения (ЮЛ/) и т.д.; эффективность системы управления исследовалась для конкретной скорости передачи информации по дополнительному каналу, энергетический уровень которого был принят равным уровню сигнала пилот-канала и т.д.

Проведенное исследование проблемы управления мощностью в обратной линии стандарта IMT-2000 позволяет сделать вывод о том, что в рамках предлагаемого в данной работе подхода возможно построение более эффективных алгоритмов управления, чем алгоритм, предусматриваемый стандартом. Основные идеи этого подхода - уменьшение времени задержки в петле регулирования путем управления на основе предсказанных значений отношения CIR и использование многобитовых команд управление мощности.

Рис.10. Эффективность двух-битовой системы управления мощностью с замкнутой neraefi(BER)

Рис.11. Эффективность двух-битовой системы управления мощностью с замкнутой neTJicfi(FER)

В заключении сформулированы основные выводы диссертационной работы.

1. Стандарт IMT-2000- широко используемая технология организации сотовой связи в мире; этот стандарт рассматривается как наиболее важный для Республики Чад.

2. Для параметров сигнала IMT-2000 конкретизирована зависимость коэффициента вариации возмущающего воздействия радиоканала на систему "быстрой" АРМ передатчика Г1С от степени частотной селективности замираний в радиоканале при различной кратности временного разнесения приемника БС; обоснован вывод об ослаблении возмущающего воздействия с возрастанием частотной селективности замираний и увеличением кратности временного разнесения при приеме.

3. Предложен и научно обоснован способ повышения эффективности управления мощностью ПС системы сотовой связи CDMA, применимый для оборудования стандарта IMT-2000; в его основу положены методы линейной фильтрации и предсказания суммарной мгновенной мощности многолучевого сигнала с независимыми релеевскими лучами; разработаны необходимые алгоритмы которые могут быть реализованы при когерентном приеме сигналов.

4. Предложена модифицированная функциональная схема системы управления мощностью сигнала в обратной линии с замкнутой петлей, предусматривающая формирование оценки текущего значения отношения сигнал / интерференция для одиночного пользователя и сравнение полученной оценки с двумя порогами, регулируемыми на основе оценки FER на выходе декодера:

5. Для повышения точности измерения отношения сигнал/ интерференция применена фильтрация выборочных значений уровней сигнала и помехи множественного доступа; показано, что дополнительное повышение эффективности АРМ может быть достигнуто за счет уменьшения времени задержки в петле регулирования благодаря прогнозу будущих значений уровней сигнала и помехи.

6. Путем имитационного моделирования показано, что с ростом допплеровского расширения спектра эффективность системы управления мощностью подает; но система с двух-битовой командой всегда обладает большей эффективностью по сравнению с однобитовой, предусматриваемой стандартом IMT-2000.

7. При малых значениях допплеровского расширения спектра (меньше 30 Л/) переход от однобитовой к двух-битовой команде управления обеспечивает уменьшение среднеквадратического значения флуктуации CIR на входе приемника БС примерно на 1 дБ;

8. Переход от команды управления стандарта 1МТ-2000 к предлагаемому в данной работе алгоритму позволяет получить энергетический выигрыш около 0.7 дБ для значения ВЕИ = Ю-1 при той же битовой скорости передачи информации;

9. При значении РЕК = 210"2 предлагаемая система управления мощностью обеспечивает энергетический выигрыш примерно 0.5 дБ по сравнению с системой, рекомендуемой 1МТ-2000;

10. Предложенная модифицированная функциональная схема управления мощностью в обратной линии с замкнутой петлей может быть реализована на основе цифровых устройств; вычислительная сложность этой схемы незначительна.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации по теме диссертации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, внесенных в перечень журналов и изданий, утвержденных ВАК

1. Ахмат М.С., Шинаков Ю.С. Исследование эффективности управления мощностью подвижной станции системы стандарта 1МТ-2000 в многолучевом канале // "Т-Сотт-Телекоммуникации и транспорт" - М.: Медиа Паблишер, 2009, №6.-С.49-54.

2. Ахмат М.С., Шинаков Ю.С. Оценивание отношения сигнал/ интерференция в обратной линии сотовой системы стандарта 1МТ-2000 // Радиотехника и Электроника - М.: Академиздатцентр "Наука", 2010, №9,- Т.55.- С.1072-1084.

Публикации по теме диссертации в прочих научных журналах и изданиях

3. Ахмат М.С. Имитационные модели широкополосных каналов мобильной связи с гладкими и частотно-селективными замираниями // Труды РНТОРЭС им.А.С. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. Выпуск:ХП-1. -М.: Инсвязьиздат, 2010.-С.61-64.

4. Ахмат М.С. Повышение эффективности систем сотовой связи с кодовым разделением каналов за счет адаптивного регулирования мощности передатчиков мобильных станций // Труды РНТОРЭС им.А.С. Попова. Серия: Научная сессия, посвященная дню радио. Выпуск:ЬХГУ. - М.: Инсвязьиздат, 2009.-С.329-331.

5. Ахмат М.С. Проблема регулирования мощности передатчиков в системах связи с кодовым разделением каналов // Тезисы докладов 4-ой отраслевой научно-технической конференции-форума "Технологии информационного общества",- М.: МТУ СИ, 20Ю.-С.18.

6. Ахмат М.С. Статистические свойства Фединга широкополосных сигналов при распространении в канале наземной мобильной связи // Труды РНТОРЭС им.А.С. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. Выпуск:Х1-1. - М.: Инсвязьиздат, 2009. -С.62-66.

7. Ахмат М.С. Широкополосные каналы мобильной связи (описание и моделирование) // Спецвыпуск журнала 'Т-Сотш-Телекоммуникации и транспорт" по итогам 3-й отраслевой научной конференции "Технологии информационного общества"- М.: Медиа Паблишер, 2009, части I, -С. 116-118.

Подписано в печать 04.04.2011 г. Формат 60.90 1/16 Объем 1,4 усл. п. л. Тираж 100 экз. Заказ №04115

Копицентр «ЧЕРТЕЖ, ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ахмат Мохамат Салех

Принятые сокращения и обозначения.

Введение.

Глава I. Проблема регулирования мощности передатчиков мобильных станций в системе сотовой связи с кодовым разделением каналов.

1.1. Сотовые системы мобильной радиосвязи с кодовым разделением каналов.

1.2. Перспективы сотовых систем связи СБМА в республике Чад.

1.3. Проблема регулирования мощности передатчиков в системах СОМА.

1.4.Методы повышения эффективности "быстрого" регулирования мощности.

1.5. Канал мобильной радиосвязи и его место в проблеме регулирования мощности.

1.6. Постановка задач исследования.

Глава II. Основные характеристики широкополосного канала мобильной радиосвязи.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Модель средних потерь и медленных замираний сигнала на трассе распространения.

2.3. Каналы мобильной радиосвязи со случайно изменяющимися параметрами.

2.4. Широкополосный канал мобильной радиосвязи.

2.5. Возмущающее воздействие канала связи на систему "быстрого" регулирования мощности.

Выводы.

Глава III. Основные алгоритмы и компьютерные модели системы управления мощностью обратной линии в системе связи стандарта 1МТ-2000.

3.1. Когерентный алгоритм измерения уровня сигнала пилот-канала подвижной станции.

3.1.1. Комплексная огибающая суммарного процесса одного луча на входе приемника базовой станции.

3.1.2. Случай идеальной тактовой и фазовой синхронизации.

3.1.3. Алгоритм оценивания текущего значения отношения сигнал/интерференция.

3.1.4. Алгоритм фильтрации и прогноза будущего значения отношения сигнал/ интерференция.

3.2. Компьютерная модель обратной линии.

3.2.1. Основные требования к компьютерной модели.

3.2.2. Компьютерная модель измерителя отношения сигнал/интерференции

3.2.2.1. Измерения уровня сигнал пилот-канала.

3.2.2.2. Измерения уровня общей интерференции.

3.2.3. Компьютерная модель системы управления мощностью в обратной линии.

3.2.3.1. Формирование двух-битовой команды управления мощностью.

3.2.3.2. Идеальная модель системы управления мощностью.

3.2.4. Компьютерная модель системы управления мощностью с замкнутой петлей в обратной линии NxRTT.

3.2.4.1. Параметры модели обратной линии.

3.2.4.2. Параметры модели обратного канала передачи.

3.2.4.3. Параметры системы управления с замкнутой петлей.

3.2.4.4. Параметры системы эксперимента.

3.2.4.5. Примеры реализаций в системе управления мощностью с замкнутой петлей.

Выводы.

Глава IV. Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции в многолучевом канале.

4.1. План статистического эксперимента.

4.2. Результаты статистического моделирования.

4.3. Эффективность "идеальной" системы управления с предсказанием.

4.4. Анализ влияния управления мощностью на эффективность кодирования и перемежения.

4.5. Результаты статистического моделирования.

4.6. Экспериментальные оценки BER и FER.

Выводы.

Введение 2011 год, диссертация по радиотехнике и связи, Ахмат Мохамат Салех

Научно-технический прогресс последних десятилетий создал необходимую базу для широкого внедрения систем мобильной радиосвязи на основе CDMA. В настоящее время коммерческие системы связи с кодовым разделением каналов находятся в фазе стремительного развития. Сегодня мобильная связь является одной из наиболее динамично развивающиеся телекоммуникационных отраслей. Развитие сетевой инфраструктуры IMT-2000 происходит по всему миру. Особенно интенсивный рост наблюдается в странах Северной, Южной и Латинской Америки, Китае и Юго-Восточной Азии, Японии и Австралии.

Технологии сотовой подвижной связи в Республики Чад начали развиваться недавно. Их выход на отечественный рынок услуг связи начался в условиях отсутствия правовых и нормативных документов. Создание сетей сотовой связи на базе стандарта cdma-2000 успешно осуществляет государственная компания "Sotel-Tchad" под коммерческим названием "Tawali", первый и единственный оператор cdma-2000 в республике Чад; компания предоставляет услуги связи государственным и коммерческим организациям, гражданам города Нджамена, столицы Республики Чад, и в других наиболее крупных городов. В начале своей деятельности (декабрь 2004) компания обслуживала 10 ООО абонентов в столице Республики Чад. В настоящее время компания "Sotel-Tchad" обслуживает 100 000 абонентов по всей стране, ее сеть более 150 базовых станций.

Предварительный анализ структуры Глобальной системы связи III поколения однозначно показывает, что будущее телекоммуникаций неразрывно связано с технологией CDMA. Одной из главных причин столь быстрого развития является высокая спектральная эффективность метода кодового разделения каналов, возможность построения систем с выгодными эксплуатационными характеристиками.

Плата за достигаемые преимущества состоит в усложнении методов обработки, предъявлении жестких требований к условиям функционирования систем CDMA. Одно из таких требований заключается в строгом соблюдении энергетического баланса между каналами множественного доступа. Даже незначительное по меркам систем FD/TDMA различие мощностей принимаемых сигналов приводит в системах CDMA к взаимному подавлению сигналов и деградации пропускной способности. Во избежание указанных явлений в системах с кодовым разделением применяют высокоточное управление мощностью передатчиков радио-терминалов. Кахс ныне действующие, так и перспективные системы наземной мобильной радиосвязи на основе CDMA реализуют автоматическое регулирование < мощности (АРМ) передатчиков подвижных станций по схеме с замкнутой обратной связью, с частотой подстройки от 500 Гц до 2000 Гц. Будучи вынужденным, данное техническое решение привело не только к серьезному усложнению архитектуры системы связи, но также и к дополнительному расходу частотно-временного ресурса при передаче команд АРМ с базовой станции (БС) на подвижную станцию (ПС).

Результаты моделирования и полевых испытаний показали, что даже при столь сложной организации системы АРМ эффективное управление мощностью возможно только в ограниченном диапазоне значений скорости движения мобильных абонентов. Для улучшения качества автоматического регулирования существуют 2 пути: экстенсивный, заключающийся в увеличении частоты регулирования, а, следовательно, и скорости передачи команд АРМ в ущерб полезному трафику, и интенсивный, не требующий перерасхода выделенного частотно-временного ресурса. Последний способ наиболее предпочтителен и может быть реализован с помощью адаптации рабочих параметров системы АРМ к характеристикам рассеяния радиоканала.

Таким образом, данная диссертационная работа, посвященная исследованию эффективности системы управления мощностью подвиэ/сной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале, соответствует современной научной проблематике в области мобильной радиосвязи и является актуальной.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности, и улучшение эксплуатационных характеристик обратной линии системы сотовой связи, построенной по технологии CDMA, которые могут быть достигнуты путем разработки и исследования новых способов оценивания и предсказания значений отношения сигнал/интерференция на входе приемника БС с целью управления мощностью сигнала в обратной линии сотовых систем связи стандарта IMT-2000.

Основные задачи исследования. Поставленная цель исследований требует решения следующих научных задач:

1) построение адекватной математической модели широкополосного многолучевого канала мобильной радиосвязи;

2) исследование влияния феномена широкополосного распространения радиоволн на статистические характеристики принимаемых сигналов;

3) разработка математической модели обратной линии системы сотовой связи с кодовым разделением каналов;

4) конкретизация режимов работы системы, при которых вводится управление мощностью;

5) разработка структурной или функциональной схемы системы управления мощностью и возможных режимов её функционирования;

6) разработка метода измерения качества контролируемого канала передачи (статистический синтез оптимального измерителя или оптимизация параметров выбираемого измерителя);

7) вероятностный анализ функционирования системы управления мощностью и оценка её эффективности;

8) разработка рекомендаций по реализации основных алгоритмов управления мощностью средствами цифровой обработки сигналов;

9) разработка и анализ качества функционирования систем управления мощностью, с учетом основных алгоритмов обработки сигналов в приемнике (разнесение, Яаке-приемник, синхронизация и т.д.);

10) анализ эффективности систем управления мощностью обратной линии должен дать ясное представление об эффективности новых рекомендаций АРМ и их влиянии на общую эффективность сотовых систем указанного стандарта.

Методы исследования. При проведении исследований в диссертационной работе используется следующий математический аппарат: теория оценивания, статистическая, теория связи, теория случайных процессов, теория вероятностей и математическая статистика, теория оптимизации, теории статистических решений, численные методы.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

1. Построена аналитическая модель суммарного сигнала ПС локальной соты на входе приемника БС обратной линии; на основе который составлена и реализована в системе МаНаЬ имитационная модель обратной линии, удовлетворяющая условиям стандарта 1МТ-2000;

2. Разработан алгоритм оценивания текущего значения отношения СЖ на входе устройства выделения кодовых каналов пользователя; данный алгоритм является основным в системе управления мощностью передатчика ПС. Алгоритм оценивания основывается на линейной фильтрации и предсказании мгновенных значений синфазной и квадратурной компонент комплексной огибающей суммарного сигнала;

5. Для получения оценок BER и FER в обратной линии с учетом предложенной системы АРМ создана имитационная модель обратной линии, с помощью которой получены графики зависимости BER и FER от значения CIR для условий связи, предусматриваемых стандартом IMT-2000 для радиоинтерфейса lxRTT; основной результат этого эксперимента можно сформулировать следующим образом: при малых скоростях перемещения ПС переход от однобитовой команды управления, рекомендуемой стандартом, к двух-битовой позволяет получить энергетический выигрыш около 0,7 дБ для значения BER=10~3 при той же битовой скорости передачи информации; при значении FER= 2 ■ 10"*2 система управления мощностью с двухбитовой командой управления обеспечивает энергетический выигрыш примерно 0.5 дБ по сравнению с системой, использующей однобитовую команду управления.

Личный вклад. Основные результаты работы получены автором лично.

Практическая ценность результатов. Выполненное исследование проблемы управления мощностью в обратной линии в рамках стандарта IMT-2000 свидетельствует о возможности построения более эффективных алгоритмов управления, чем алгоритм, предусматриваемый стандартом. Основные идеи предлагаемого подхода - уменьшение времени задержки в петле регулирования путем управления на основе предсказанных значений отношения сигнал/интерференция и использование многобитовых команд управления мощностью ПС. Эти алгоритмы могут быть реализованы в виде программ без существенных изменений в оборудовании ПС и БС. Результаты диссертационной работа использованы в учебном процессе на кафедре радиотехнических систем (РТС) Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ), что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных научно-технических конференциях Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени A.C. Попова, (Москва, 2009г., 2010г.), на международных конференциях "Цифровая обработка сигналов и ее применение", (Москва, 2009г., 2010г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МТУ СИ "Технологии информационного общества" (Москва, 2009г., 2010г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, 2 из которых в изданиях из списка ВАК.

Основные положения работы, выносимые на защиту.

1. Уменьшение времени задержки в замкнутой петле автоматического управления мощности ПС может обеспечить повышения точности требуемого значения отношения сигнал/интерференция на входе приемника БС;

2. Конструктивным способом уменьшения времени задержки в замкнутой петле регулирования является построение алгоритмов оценивание отношения сигнал/интерференция на основе теории фильтрации и предсказания значений случайных сигналов, наблюдаемых на фоне помех;

3. Изменчивость отношения сигнал/интерференция во времени большей частью обусловлена изменением уровня сигнала на выходе RAKE-приемника БС из-за многолучевых замираний; уровень интерференции множественного доступа значительно слабее зависит от скорости передвижения ПС; этот факт позволяет свести задачу прогноза отношения сигнал/интерференция к задаче прогноза уровня сигнала на выходе RAKE-приемника;

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 14 таблиц, список литературы из 109 наименований.

Заключение диссертация на тему "Исследование эффективности системы управления мощностью подвижной станции стандарта IMT-2000 в многолучевом канале"

Основные выводы, которые можно сделать на основе анализа представленных результатов статистического эксперимента, можно сформулировать следующим образом:

1. При отсутствии управления мощностью флуктуации отношения СГО. фактически определяются глубиной замираний и не зависят от допплеровского расширения спектра; изменяется лишь скорость замираний.

2. При включении системы управления мощностью отклонения СШе51 от заданного значения СШпот существенно уменьшаются; при этом предлагаемая система с двухбитовой командой управления обеспечивает большую устойчивость оценок СШС51 по сравнению с однобитовой командой.

3. С ростом допплеровского расширения спектра эффективность систем управления мощность падает; но система с двух-битовой командой всегда обладает большей эффективностью.

4. При малых значениях допплеровского расширения спектра (меньше 30 Гц) переход от одно-битовой к двух-битовой команде управления обеспечивает уменьшение среднеквадратического значения флуктуаций СЖ на входе приемника БС примерно на 1 ДБ;

5. Переход от команды управления стандарта 1МТ-2000 к предлагаемому в данной работе алгоритму позволяет получить энергетический выигрыш около 0.7 дБ для значения ВЕЯ = Ю-3 при той же битовой скорости передачи информации;

6. При значении РЕ11= 2 • 10~2 система управления мощностью предлагаемым стандартам управления обеспечивает энергетический выигрыш примерно 0.5 дБ по сравнению с системой, использующей команду управления 1МТ-2000;

7. Проведенные исследование проблемы управления мощностью в обратной линии стандарта 1МТ-2000 позволяет сделать вывод о том, что в рамках предлагаемого в данной работе подхода возможно построение более эффективных алгоритмов управления, чем алгоритм предусматриваемый стандартом. Основные идеи этого подхода — уменьшение времени задержки в петле регулирования путем управления на основе предсказанных значений отношения сигнал/ интерференция и использование многобитовых команд управления мощностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа завершена со следующими результатами.

1. Стандарт IMT-2000 широко используемая технология организации сотовой связи в мире; этот стандарт рассматривается как наиболее важный для республики Чад.

2. Для параметров сигнала IMT-2000 конкретизирована зависимость коэффициента вариации возмущающего воздействия радиоканала на систему "быстрой" АРМ передатчика ПС от степени частотной селективности замираний в радиоканале при различной кратности временного разнесения (многолучевости) приемника БС; обоснован вывод об ослаблении возмущающего воздействия с возрастанием частотной селективности замираний и увеличением кратности временного разнесения при приеме.

7. При малых значениях допплеровского расширения спектра (меньше 30 А/) переход от однобитовой к двух-битовой команде управления обеспечивает уменьшение среднеквадратического значения флуктуаций CIR на входе приемника БС примерно на 1 дБ;

8. Переход от команды управления стандарта IMT-2000 к предлагаемому в данной работе алгоритму позволяет получить энергетический выигрыш около 0.7 дБ для значения BER = 103 при той же скорости передачи информации;

9. При значении FER =2-Ю-2 система управления мощностью предлагаемым стандартам управления обеспечивает энергетический выигрыш примерно 0.5 дБ по сравнению с системой, использующей команду управления IMT-2000;

Библиография Ахмат Мохамат Салех, диссертация по теме Системы, сети и устройства телекоммуникаций

1. Ипатов В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. Пер. с англ. Под ред. автора.: Техносфера, Москва, 2007.-488с.

2. Карташевский В. Г., Семенов С.Н., Фирсгова Т.В. Сети подвижной связи. Москва.: Эко-Трендз, 2001.-300 с.

3. JI.E. Варакин, C.A. Анфилофьев, B.B. Калмыков, Ю.С. Шинаков, М.С. Ярлыков. CDMA: прошлое, настоящее, будущее: Москва: MAC, 2003.-608с.

4. Никитин А. Н, "Повышение эффективности системы сотовой связи с кодовым разделением каналов методом адаптации параметров быстрого регулирования мощности передатчиков мобильных станций". СПбГУТ, 2000.

5. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Кловского Д.Д. -Москва.: Радио и связь, 2000.-800с.

6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретическое основы и практическое применение, 2-е издание.: Пер. с анг.-Москва.: "Вильяме", 2003.-1104 с.

7. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2004.-608 с: ил.

8. Фалько А.И., Бондаров С.И. Адаптивный прием широкополосных сигналов в многолучевых каналов.// Радиотехника.-2001 -№ 8.-C.13-16.

9. Шинаков Ю.С., Маковеева. М.М. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. Пособие. Москва.: Радио связь, 2002.- 440с.

10. Шинаков Ю.С., Немировский М.С, Системы цифровой радиосвязи.:Экотрендз, Москва, 2005.

11. A. Abrardo, G. Giambene, and D. Sennati, "Performance analysis of SIR-based closed-loop power control with feedback errors," IEICE Transactions on Communications, vol. 5, 872-881,2002.

12. A. El-Osery and C. Abdallah, "Distributed power control in CDMA cellular systems," IEEE Antennas Propagat. Mag., vol. 42, Aug. 2000.

13. B. Chen, B. Lee, and S. Chen, "Adaptive power control of cellular CDMA systems via the optimal predictive model," IEEE Trans. Wireless Commun., vol.4, no.4, pp. 1914—1927, July 2005.

14. С. C. Chai, Т. Т. Tjhung, and L. C. Leek, "Combined power and rate adaptation for wireless cellular systems," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 4, no.l, pp. 6-13, Jan. 2005.

15. C. Tellez-Labao, J. M. Romero-Jerez, and A. Díaz-Estrella, "Capacity estimation of a SIR-based power-controlled cellular CDMA system with base station diversity in a multipath fading environment," IEEE Commun. Lett., vol. 6, pp. 373-375, Sept. 2002.

16. C. W. Sung and W. S. Wong, "Power control and rate management for wireless multimedia CDMA systems", IEEE Trans. Commun., vol. 49, no7, pp. 1215-26, July 2002.

17. CDMA Development Group, "CDG: Worldwide: CDMA Worldwide,"http://www.cdg.org/worldwidc/index.asp7h area=0.

18. Chieh-Ho Lee, Chung-Ju Chang and Wen-Ho Sheen, "A Capacity Analysis Method for Uplinks in DS/CDMA Cellular Systems with Imperfect SIR-Based Power Control and Multipath Fading" IEEE Transactions on Wireless communications, vol.7, no.l, Jan 2008.

19. Chiti, F.; Fantacci, R.; Mennuti, G.; Tarchi, D., "An Advanced Admission Control Algorithm based on SIR Estimation for CDMA Wireless Systems" IEEE, Wireless communications and Networking, 2003.

20. D. Campos-Delgrado, J. Luna-Rivera and F. Martinez-Lopez, "Distributed power control algorithms in the uplink wireless code division multiple access systems," IET Control Theory and Applications, vol. 4, 795-805, 2010.

21. D. K. Kim and D. K. Sung," Capacity estimation for a multicode CDMA system with SIR-based power control," IEEE Trans, on Veh. Technol., vol.50, no.3, pp. 701 710, May 2001.

22. D. K. Kim and F. Adachi, "Theoretical analysis of reverse link capacity for an SIR-based power controlled cellular CDMA system in a multipath fading environment," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 50, no.2, pp. 452-464, March. 2001.

23. D. N. C. Tse and P. Viswanath, "Fundamentals of Wireless Communications". Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press, 2005.

24. D. Skataric, Z. Gajic, and L. Qian, "Optimal linear and bilinear algorithms for power control in 3G wireless CDMA networks," European Transactions on Telecommunications, Vol. 18, 419^126, 2007.

25. D. Skataric, Z. Gajic, and S. Koskie, "Optimal SIR-based power control updates in wireless CDMA communication systems," Proceedings of the Control Decision Conference, 5146-515, Nassau, Bahamas, 2004.

26. D.K. Kim and D. K. Sung "Capacity estimation for an SIR-based power-controlled CDMA system supporting on-off traffic," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 50, pp. 10941101, July 2000.

27. Dong In Kim, Ekram Hossain, and Vijay K. Bhargava." Downlink Joint Rate and Power allocation in Cellular Multirate WCDMA Systems" IEEE Trans on Wireless Communications, vol. 2, no.l, pp.69-80, Jan 2003.

28. D-X. Yu, Y-M. Cai, and W. Zhong, "Novel distributed power control algorithm in CDMA: A game theoretic approach,"Journal of Electronics and Information Technology, Vol. 30, 443-446, 2008.

29. F. Gunnarson, "Fundamental limitations of power control in WCDMA," in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf., Atlantic City, NJ, Oct. 2001, pp.630-634.

30. F. Gunnarsson and F. Gustafsson, "Time delay compensation in power controlled cellular radio systems," Electron. Lett., vol. 5, no.7, pp. 295-297, July 2001.

31. F. Meshkati, D. Guo, H. V. Poor, and S. Schwartz, "A unified approach to power control in large energy-constrained CDMA systems," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 7, 1208-1216, 2008.

32. F.C.M. Lau, W.M. Tam, "Achievable-SIR-Based Predictive Closed-Loop Power Control in a CDMA Mobile System", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 51, no.4, pp. 720-728, 2002.

33. G. Femenias and L. Carrasco, "Effect of show power control error on the reverse link of OSTBC DS-CDMA in cellular system with Nakagami frequency-selective MIMO fading,"IEEE Trans.Yeh.Technol., vol.55,pp.1927-1934, 2007.

34. H. Holma and A. Toskala, WCDMA for UMTS, Radio Access For Third Generation Mobile Communications, John Wiley & Sons, Ltd., 2004.

35. Har D.,Xia H.H., Bertoni H.L. Path-loss prediction model for microsells // IEEE Trans. Veh. Technol.-1999.-vol.48, Sept.

36. Harte L. IS-136 and IS-54 TDMA technology, economics and services. Artech House, London, 1998.

37. Holtzman J.M., Jalloul L.M.A. Rayleigh fading effect reduction with wideband DS/CDMA signals// IEEE Trans.Commun.-1994.-vol.42,-Febr./Mar./Apr.

38. H.-J. Su and E. Geraniolis, "Adaptive closed-loop power control with quantized feedback and loop filtering," IEEE Trans.Wireless Commun., vol. 1, pp. 76-86, Jan. 2002.

39. Husheng Li and H. Vincent Poor,"Power Allocation and Spectral Efficiency of DS-CDMA Systems in Fading Channels with Fixed QoS-Part I: Single-Rate Case" IEEE- Comm. Letter, vol.6, №.9, pp. 251-253, May 2003.

40. I. Virtej, M. Rintamaki, and H. Koivo, "Enhanced fast power control for WCDMA systems," in Proc. IEEE Int. Symp. Personal, Indoor, and Mobile Radio Commun. (PIMRC), London, U.K., Sept. 2000, pp. 1435-1439.

41. ITU-R M.1225. Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000/FPLMTS.

42. J. Andrews and T. H. Meng, "Optimum power control for successive interference cancellation with imperfect channel estimation," IEEE Trans.Wireless Commun., vol. 2, pp. 375-383, Mar. 2003.

43. J. F. Chamberland and V. V. Veeravalli, "Decentralized dynamic power control for cellular CDMA systems," IEEE Trans. Wireless Commun.,vol. 2, no.3, pp. 549-559, May 2003.

44. J. Luna-Rivera and D. Campos-Delgado, "Distributed power control algorithms for asynchronous CDMA systems in frequency-selective fading channels," Wireless Networks, in press, 2010.

45. J. M. A. Tanskanen, J. Mattila, M. Hall, T. Korhonen, and S. J. Ovaska, "Predictive closed loop power control for mobile CDMA systems," in Proc. IEEE Veh. Tech. Conf. (VTC), Phoenix, AZ, May 1997.

46. J. M. Romero-Jerez, C. Téllez-Labao, and A. Díaz-Estrella, "Effect of power control imperfections on the reverse link of cellular CDMA networks under multipath fading," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 53, pp. 61-71, 2004.

47. J. M. Romero-Jerez, M. Ruiz-Garcia, and A. Díaz Estrella, "Effect of constrained fast power control on cellular DS-CDMA systems with base station diversity," Electron. Lett., vol. 38, no. 8, pp. 385-387, Apr. 2002.

48. J. M. Romero-Jerez, M. Ruiz-Garcia, and A. Díaz-Estrella, "Effects of multipath fading on BER statistics in cellular CDMA networks with fast power control," IEEE Commun. Lett., vol. 11, pp. 349-351, Nov. 2000.

49. J. P. Castro, The UMTS Network and Radio Access Technology. Wiley, 2001.

50. Karim, M.R., and Sarraf, R. W-CDMA and cdma2000 for 3G Mobile Network, McGraw-Hill, New York, 2002.

51. Keiji Tachikawa. W-CDMA Mobile Communication Systems. 2002 Halsted Pr.

52. L. A. Imhof and R. Mathar, "Capacity regions and optimal power allocation for CDMA cellular radio," IEEE Trans. Inform. Theory, vol.51, no. 6, pp. 2011-2019, June 2005.

53. L. QIAN and Z. Gajic, "Variance minimization stochastic power control in CDMA systems," Proceedings International Conference on Communications, 1763-1767, New York, 2002. also, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 5, 193-2002, 2006

54. L. Song, N. B. Mandayam, and Z. Gajic, "Analysis of an up/down power control algorithm for the CDMA reverse link under fading," IEEE J. Select. Areas Commun., vol.19, pp. 277-286, Feb. 2001.

55. L. Zhao, J. W. Mark, J. Ding, and W. C. Pye, "Power control and call admission in multirate wideband CDMA systems," in Proc. 2003 IEEE Wireless Communications and Networking Conference 2004, vol. 3, pp. 1583-1588.

56. L-C. Wang and C-W. Chang, "Probability of false power control command in CDMA systems subject to measurement errors," IEEE Communication Letters, vol. 9, 298-300, 2005.

57. Lian Zhao, Jon W. Mark, and Jiu Ding "Power Distribution/Allocation in Multirate Wideband CDMA Systems" IEEE Transactions on Wireless communications, vol. 5, no. 9, Sept 2006.

58. Loren Carrasco and Guillem Femenias, "Reverse Link Performance of a DS-CDMA System with Both Fast and Slow Power Controlled Users" IEEE Transactions on Wireless communications, vol. 7, no. 4, April 2008.

59. M. Chiang, P. Handle, T. Lan, C. Tan, "Power Control in Wireless Cellular Networks," Foundations and Trends in Networking, Vol. 3, no. 4, 381-533, 2008.

60. M. D. Moghadam, II. Bakshhi, and G. Dadashzadeh, "Interference management for DS-CDMA systems through closed-loop power control, base station assignment, and beam forming," Wireless Sensor Networks, Vol. 2, 472^*82, 2010.

61. M. Elmusrati, H. Koivo, "Multi-Objective Distributed Power and Rate Control for Wireless Communications", Proceedings of IEEE International Conference on Communications, vol. 3, pp. 1838-1842,2003.I

62. M. Guizani, (ed.), Wireless Communication Systems and Networks, (B. Hashen, "Power control implementation in 3rd generation CDMA networks," p. 157-177,) Plenum Press, New York, 2004.

63. M. Olama, S. Djouadi, and C. Charalambous, "Stochastic power control for time-varying lomg-term fading wireless newtorks," Journal of Applied Signal Processing, Art. no. 89864, 2006.

64. M. P. J. Baker, T. J. Moulsley, "Power control in UMTS release'99," in Proc. of First International Conference on 3G Mobile Communication Technologies, Mar 2000.

65. M. Rintamaki, H. Koivo, and I. Hartimo, "Adaptive closed-loop power control algorithms for CDMA cellular communication systems," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 53, pp.1756-1768, Nov. 2004.

66. M. Rintamaki, H. Koivo, I. Hartimo, "Application of the Generalized Predictive Control Method in Closed-Loop Power Control of CDMA Cellular Communication Systems", Proceedings of Nordic Signal Processing Symposium, NORSIG, 2004.

67. M. Rintamaki, K. Zenger, and H. Koivo, "Self-tuning adaptive algorithms in the power control of WCDMA Asystems," in Proc. Nordic Signal Processing Symp. (NORSIG), Norway, Oct. 2002.

68. MR. Musku, AT. Chronopoulos, and DC. Popescu, "A game-theoretic approach to joint rate and power control for up link CDMA communications," IEEE Transactions on Communications, vol. 58, 923-932, 2010.

69. Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems (PN-4428, To be published as IS-2000-2)

70. R. Akl and A. Parvez, "Impact of interference model on capacity in CDMA cellular networks," Proceedings of SCI 04: Communication and Network Systems, Technologies and Applications, vol. 3, pp. 404-408, July 2004.

71. R. K. Mallik and M. Z. Win, "A new approach to the performance analysis of DS-CDMA systems over fading channels," in Proc. IEEE Int. Conf. Pers. Wireless Commun., 2002, pp. 300-304.

72. S. Choe and M. Uysal, "Predictive closed-loop power control scheme with comb-type sample arrangement for code division multiple access cellular networks," IET Communications, Vol. E91-B, 3272-3280, 2008.

73. S. Choe, "CDMA power control using channel prediction in mobile fading channels," Lecture Notes in Computer Science,Vol. 4517, 370-379, 2007.

74. S. Choe, IIM Kwon, and M. Uysal, "Performance analysis of imperfect closed-loop power control over Rayleigh fading," Electronics Letetrs, Vol. 41, 1071-1072, 2005.

75. S. G. Glisic, Adaptive WCDMA: Theory And Practice. John Wiley & Sons, 2003.

76. S. Gunaratne, S. Nourizadeh, T. Jeans, R. Tafazolli, "Performance of SIR-Based Power Control for UMTS," in Proc. of Second International Conference on 3G Mobile Communication Technologies, Mar. 2001.

77. S. Kahn, M. K. Gurean, and O. O. Oyefuga, "Downlink throughput optimization for wideband CDMA systems," IEEE Comm. Letter, vol.7, no. 5, pp. 251-253, May 2003.

78. S. Kandukuri and S. Boyd, "Simultaneous rate and power control in multirate multimedia CDMA systems," in Proc. IEEE 6th Int. Symp. Spread-Spectrum Tech. & Appli. 2000, vol. 2, pp. 570-574.

79. S. Koskie and Z. Gajic, "Optimal SIR based power control in 3G wireless CDMA networks," Proceedings of American Control Conference, 957-962, Denver, 2003., also International Journal of Information and Systens Sciences, Vol. 1, 1—18, 2007.

80. S. Koskie and Z. Gajic, "Signal-to-interference-based power control in wireless networks: A Survey 1992-2005,"Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems: Series B, Applications and Algorithms, invited paper, Vol. 13, 187-220, 2006.

81. S. Malarkkan, V.C. Ravichandran. "Performance Analysis of Call Admission Control in WCDMA System with Adaptive Multi Class Traffic based on Fuzzy Logic". International Journal of Computer Science and Network Security, vol.6, no. 11, Nov 2006.

82. S. Sarkar and Y-C. Jou, "Adaptive control of reverse link in cdma2000," International Journal of Wireless Networks, Vol.9, 55-70, 2002.

83. S.G Glisic, Advanced Wireless Communications: 4G Cognitive and Cooperative Broadband Technologies, Wiley-Interscience, 2nd edition, pp. 851,2007.

84. S-O. Choi and K-H. You, "Channel Adaptive Power Control in the Uplink of CDMA Systems," Wireless Personal Communications, Vol. 47, 441-448, 2008.

85. Soo, Y. Siu, L. Zhao, L. Yang, R. Chen, and W. Chan, "Power control algorithm in CDMA systems using symmetric successive over relaxation iteration," European Transactions on Telecommunications, Vol. 16, 583-589, 2000.

86. T. Chulajata, H. M. Kwon, "Combinations of Power Control for cdma2000 Wireless Communications System," in Proc. of IEEE Vehicular Technology Conference 2000 Fall, VTC2000F, Sep. 2000.

87. T. Holliday, A. Goldsmith, and P. Glynn, "Optimal power control for CDMA systems in the wideband limit," in Proc. 2003 IEEE International Symposium on Information Theory, Yokohoma, Japan, June 2003.

88. T. S. Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 2002.

89. T. Shu and Z. Niu, "Uplink capacity optimization by power allocation for multimedia CDMA networks with imperfect power control," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 21, no. 10, pp. 1585-1594, Dec. 2003.

90. Thompson J.S., Grant P.M., Mulgrew B. Smart antenna arrays for CDMA systems//IEEE Pers. Commun.-1996,-Oct.

91. V. Hasu, H. Koivo, "SINR Estimation for Power Control in Systems with Transmission

92. Beamforming," IEEE Communications Letters, October 2005, vol. 9, no. 10, pp. 885-887.

93. Viterbi A.J., Viterbi A.M. Other-cell interference in cellular power-controlled CDMA//IEEE Trans. Commun.-1994.-vol.42,-Febr./March/Apr.

94. W.R. Zhang, V.K. Bhargava, N. Guo, "Power Control by Measuring Intercell Interference", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 52, no.l, pp. 96-107, 2003.

95. Wikipedia.org, "Enhanced Data Rates for Global Evolution" July 2006, <http://en.wikipedia.org/wiki/EnhancedDataRatesforGlobalEvolution>.

96. Y. R. Zheng and C. Xiao, "Simulation models with correct statistical properties for Rayleigh fading channels," IEEE Trans. Commun., vol.51, no. 6, pp. 920-928, June 2003.

97. Z. Gajic and D. Skataric, and S. Koskie, "Optimal SIR-based power updates in wireless CDMA communication systems," Proc. Control Decision Conference, 5146-5151, 2004.

Похожие работы

Радиотехника и связь
05.12.00