автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка методов автоматизации проектирования сетей подвижной цифровой радиосвязи с кодовым разделением каналов

УДК 621.396.931

На правах рукописи

Березенко Сергей Валерьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ ЦИФРОВОЙ РАДИОСВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Специальность 05.12.13 - «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника и радиотехнические системы» Московского государственного университета сервиса (МГУС)

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор О.И. Шелухин

Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

А.В. Прохоров

кандидат технических наук, доцент C.B. Чивилев

Ведущая организация - ФГУП НИИ "Платан" с заводом при НИИ

Защита диссертации состоится «11 » А-еа^)^ 2005 г. В /5"' &0 часов на заседании диссертационного совета Д 223.011.02 в Московском государственном техническом университете гражданской авиации (МГТУ ГА) по адресу: 125838, Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА. Автореферат разослан «А> » 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доцент, кандидат технических наук

А.С. Попов

152 ОI

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и состояние проблемы

Цель проектирования сетей подвижной связи (СПС) состоит в обеспечении оптимальной зоны покрытия и достигается оптимальным выбором расположения базовых станций с целью обеспечения заданного качества обслуживания пользователей. Проектирование СПС является сложной многопараметрической задачей, решение которой возможно лишь при использовании системного подхода, учитывающего как расчет канала радиосвязи, частотно-территориальное планирование радиосетей, так и гарантированное обеспечение качества обслуживания всех абонентов сети. Для цифровых СПС с временным разделением каналов процесс проектирования в настоящее время главным образом фокусируется на обеспечении требуемого уровня сигнала на входе мобильной станции

Вместе с тем в последнее время активно развиваются СПС, построенные на принципах множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA - Code Division Multiple Access), которые предлагают пользователям как больший спектр услуг, так и более высокую пропускную способность, которые достигаются за счет управления мощностью сигнала во всей зоне покрытия сети.

С появлением СПС, реализующих принципы CDMA, меняется подход к проектированию подобных сетей связи. Акцент делается на обеспечении заданного уровня качества обслуживания пользователей,

работающих в составе сети, независимо от их местоположения. Сложность расчетного этапа проектирования делает обязательным использование для его реализации современных вычислительных средств и специального программного обеспечения (ПО). _

(МС).

к

Таким образом, начатое развертывание цифровых сетей подвижной радиосвязи с кодовым разделением каналов требует совершенствования существующих и разработки новых методик и алгоритмов выполнения отдельных расчетных этапов проектирования, проведения теоретического и экспериментального анализа влияния неравномерности распределения пользователей в зоне обслуживания с учетом плавной передачи управления, адаптивной регулировки мощности излучения, что и обуславливает актуальность темы диссертации.

В связи с вышеизложенным целью диссертационной работы является разработка методов автоматизированного проектирования СПС с кодовым разделением каналов по критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения пользователей по обслуживаемой территории в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и мобильных станций.

Сложность достижения поставленной цели заключается в отсутствии формализованных методик проектирования подобных систем, а также в несовершенстве оборудования для экспериментального исследования качества предоставляемых услуг СПС.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд теоретических и практических задач, важнейшими из которых являются:

-сравнительный анализ существующих методик проектирования СПС с временным разделением каналов и оценка существенных отличий и особенностей проектирования систем с кодовым разделением каналов в случае, когда основной целью развертывания систем является обеспечение заданного качества обслуживания абонентов;

- разработка методов проектирования СПС с кодовым разделением каналов с учетом неравномерного распределения пользователей по

территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций;

- разработка программного обеспечения, реализующего разработанную методику проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов с учетом неравномерного распределения абонентов по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций и анализ численных результатов, полученных в результате имитационного моделирования;

разработка рекомендаций и предложений по применению разработанной методики проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов.

Методы исследования. Поставленные задачи в диссертационной работе решаются с использованием математического аппарата теории вероятности, случайных процессов, математической статистики, математического моделирования, программного обеспечения, написанного на языке программирования БЕЬРШ, имитационного моделирования.

Научная новизна диссертации состоит в разработке методик, моделей и алгоритмов научно-практического обеспечения комплекса проектных работ при создании цифровых СПС с кодовым разделением каналов. В частности, разработаны новые:

- аналитические алгоритмы проектирования СПС с кодовым разделением каналов но критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения абонентов по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций;

- алгоритм управления мощностью подвижных станций в условиях аномальных помех, вызванных замиранием сигнала и посторонними источниками помех;

- методика проектировании СПС с кодовым разделением, основанная на концепции «узлов спроса» , позволяющая оптимизировать соотношение «зона охвата - пропускная способность» в условиях неравномерного распределения местоположения пользователей в условиях плавной передачи управления;

- алгоритмы, позволившие автоматизировать процесс выбора расположения базовых станций при адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций и выполнять детальный анализ получаемых при проектировании результатов оценки качества предоставляемых услуг.

Практическая ценность. Проведенные исследования позволяют:

- осуществлять проектирование и построение СПС с кодовым разделением каналов с учетом особенностей морфоструктуры местности, демографической и технологической особенностей;

- автоматизировать наиболее сложные этапы проектирования - расчет зон покрытия; оценку качества предоставляемых услуг; оптимизацию расположения базовых станций при учете неравномерности пользователей в зоне обслуживания.

Достоверность результатов, полученных теоретически, обеспечивается корректностью использованных в работе физических и математических моделей и подтверждается данными, полученными экспериментально.

Апробация результатов. Основные научные и практические результаты докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, проводимых различными организациями, в том числе:

- на Десятой международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь » (КЬЫС*2004), Воронеж-2004;

- на Международной научной конференции "Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках" (ИП-2004), Таганрог;

- на Пятой Всероссийской научно -технической конференции "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике", Чебоксары;

- на Девятой научно-практической конференции «Наука - сервису», Москва.

Реализация результатов работы. Работа выполнялась в рамках НИР ГОУ ВПО МГУС № 01.04.04 ( РН ВНИТЦ №0120.0.404696, 2004 г.) «Исследование и разработка цифровых методов сбора, обработки и передачи данных на всех уровнях автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии».

Результаты работы внедрены в учебный процесс МГУС, что подтверждается соответствующим актом о внедрении.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика проектирования СПС с кодовым разделением каналов с учетом морфоструктуры местности, демографических особенносхей распределения пользователей по территории в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций.

2. Алгоритм управления мощностью подвижных станций в условиях аномальных помех, вызванных замиранием сигнала и посторонними источниками помех.

3. Методика проектировании СПС, основанная на концепции «узлов спроса», оптимизирующая соотношение «зона охвата - пропускная способность» в условиях неравномерного распределения местоположения пользователей в условиях плавной передачи управления.

4. Алгоритмы автоматизации процесса выбора расположения базовых станций при адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций и численные результаты имитационного моделирования СПС, полученные с использованием разработанных алгоритмов.

Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в восьми научных работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 129 наименований. Работа содержит 140 страниц машинописного текста, 107 рисунков.

Основное содержание работы

В первой главе проведен сравнительный анализ существующих методик проектирования СПС. Показано, что при заданных характеристиках СПС целью проектирования являются выбор расположения БС и оценка основных параметров системы, гарантирующих заданное качество обслуживания.

В результате анализа современного состояния методов проектирования обоснована необходимость усовершенствования методики проектирования, которая должна учитывать основные параметры СПС, производить оценку качества предоставляемых услуг связи в проблемных зонах покрытия базовых станций, таких как зоны перекрытий обслуживания базовых станций, в которых осуществляется эстафетная передача, учитывать регулирования мощности уровня сигнала со стороны БС и со стороны подвижной станции в условиях реального (неравномерного) распределения пользователей в зоне обслуживания. В

отличие от традиционного метода проектирования СПС, в которых акцент делается главным образом на проблеме качества радиопередачи, новый интегрированный метод рассматривает прогнозируемый телетрафик в обслуживаемой области как равнозначный фактор сетевого проектирования, а процедура сетевого проектирования начинается с анализа ожидаемого спроса на телетрафик в пределах зоны обслуживания.

Суть метода заключается в представлении пространственного распределения спроса на тслетрафик дискретными точками, называемыми узлами спроса. Узел спроса участок местности, который содержит некоторую часть спроса на телетрафик и измеряется фиксированным количеством вызовов за единиц времени.

Подобные узлы спроса формируют основную базу данных для всех компонентов интегрированного метода. Применение узлов спроса {Концепция Узлов Спроса) приводит к дискретизации спроса на трафик как в пространстве, так и по времени, что позволяет создать статистическую модель населения для описания поведения подвижных абонентов. В результате путем моделирования определяется расположение базовых станций (БС), обеспечивающее максимальное покрытие узлов спроса. Метод должен учитывать эффект эстафетной передачи, адаптацию мощности излучения базовой и подвижных станций, влияние помех от соседних базовых станций, изменение во времени интенсивности числа пользователей вызовов, а также случайный характер длительности разговоров.

Во второй главе разработана методика проектирования подвижных сотовых сетей с кодовым разделением каналов по критерию заданного качества обслуживания, в качестве которого выступает величина вероятности блокировки вызова Рь. Показано, что в отдельно взятой зоне покрытия вероятность блокировки связи зависит не только от дальности до

базовой станции <1, но и от количества вызовов в ячейке к в заданный момент времени. Впервые предлагается учитывать влияние на пропускную способность сети использования пользователем электронных сообщений (факс, мультимедийные сообщения и т.д.) для передачи информации, а также процентное соотношение речевой информации к электронной информации А в ячейке. В результате вероятность блокировки будет оцениваться соотношением

P„id,k,h) = Q

где Р^ - максимальная принятая мощность базовой станцией; L(d) -затухание сигнала на расстоянии d от базовой станции; mP{k,h) и <jP(k,h) -математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение мощности принятого сигнала базовой станцией, величина а-г характеризует среднеквадратичное отклонение затенения сигнала в ячейке;

Q(x) = \l4bt Jexp(-/2 /2)dt - интегральная функция. 2

Влияние параметра h на вероятность блокировки иллюстрируется на

рис.1

Из полученных результатов сделан вывод о том, что использование информации о процентном соотношении электронных данных (электронных сообщений) к речи в сети позволяет повысить точность определения оцениваемых величин, таких как зона покрытия, пропускная способность сети.

На практике в большинстве случаев необходимо проектировать радиосеть для обеспечения радиопокрытия большой площади с использованием N базовых станций. Найдено, что в этом случае вероятность блокировки примет следующий вид:

l~~t^{-xY2)dx.

Для иллюстрации на рис.2 представлены зависимости вероятности блокировки связи для N-3.

<М

3000 2500 2000

1500 >

1000

I

500

► о

О 500 1000 1500 2000 2500 3000

4»]

| Рис.2. Зависимости вероятности блокировки связи для трех базовых

станций

P<b(N,d,k,h)= J

Yle

Vd-aVi+crX)

Найдено оптимальное соотношение между радиусом зоны охвата и пропускной способностью ячейки для обслуживания необходимого числа пользователей. Получено аналитическое соотношение для оценки максимального радиуса ячейки при фиксированном значении Р^ и получены зависимости для оценки оптимального соотношения "зона покрытия - пропускная способность". Показано, что для заданного среднего числа пользователей возможно оценить Рб1 и вычислить максимальный радиус ячейки, при котором обслуживается планируемое число абонентов СПС.

Дальнейшее уточнение методики проектирования велось по пути учета влияния эстафетной передачи на вероятность блокировки, что позволило повысить точность проектирования СПС. В результате найдено, что с учетом эстафетной передачи вероятность блокировки связи примет следующий вид:

Если уровень сигнала от БС меньше уровня ТщяЛг„ в течение Тт времени, то пользователь передается соседней БС с максимальным уровнем сигнала в точке приема. Величина и отображает отношения принятой полной излучаемой энергии от всех базовых станций на расстоянии <1, где т(Г/,) и сг(С/,) - математическое ожидание и среднеквадратическое ожидание и, величина I - индекс базовой станции, которая обслуживает пользователя, значение а - мощность пилот-сигнала.

Вероятность блокировки связи для N=3 с учетом эстафетной передачи представлена на рис.3.

ад

Рис.3. Вероятность блокировки связи для трех базовых станций с учетом эстафетной передачи

Предложенная методика позволяет учитывать явление эстафетной передачи сигналов управления и позволяет проектировать СПС любой конфигурации. Математическое моделирование подтвердило высокую эффективность предложенной методики. Найдено, что вероятность эстафетной передачи зависит от выбора уровня Тт/щЛг^>, количества базовых станций, мощности пилот-сигнала и расстояния между базовыми станциями. Показано, что при большой зоне эстафетной передачи уменьшается пропускная способность СПС, так как МС в зоне эстафетной передачи удерживает по одному каналу от всех соседних базовых станций, резко возрастает трафик в сети. При малой зоне эстафетной передачи увеличивается вероятность блокировки связи. Для стабильной работы сети

необходимо выбрать оптимальные соотношения между качеством связи и пропускной способностью.

Учитывая аналитическую сложность полученных выражений в главе, предложены точный и приближенный методы оценки вероятности блокировки связи как для одной отдельно взятой ячейки, так и в случае многозоновых СПС с учетом эстафетной передачи.

В третьей главе предлагается для повышения точности проектирования учитывать механизм управления мощностью подвижных станций В главе показано, что важным элементом СПС с кодовым разделением каналов является регулировка мощности сигнала излучаемой МС в зависимости от условий распространения сигнала и от местоположения пользователя в сети относительно БС. Адаптация мощности излучения позволяет повысить качество обслуживания, оптимизировать пропускную способность системы, продлить срок службы аккумуляторной батареи мобильной станции.

Схема управления мощности может быть централизованной или распределенной. При централизованном управлении должна быть известна информация о каждом активном пользователе, используя которую система осуществляет контроль мощности всех пользователей системы.

При распределенном управлении используется только локальная информация для выполнения контроля.

Оптимально распределенное управление мощности систем подвижной связи на основе отношения сигнал - помеха (ОСП) позволяет управлять излучаемой мощностью сигнала мобильной станции в зависимости от территориального положения пользователя относительно БС, что приводит к уменьшению уровня помех, вносимых мобильными станциями, в сети. Показано, что если пользователь находится на определенном расстоянии от БС (в эксперименте рассмотрен случай, когда

пользователь находится на расстоянии 1400[л<] от БС), то МС обеспечивает оптимальный уровень сигнала для обеспечения требуемого качества связи.

Показано, что основным недостатком управления мощности СПС на основе ОСП заключается в сильном влиянии внешних шумов и помех (особенно аномальных) на качество канала управления. Так, в рассмотренном случае изменение 6, составляет 6 [Л/Г] и с.к.о 0,258[дЯ], что приводит к постоянному изменению мощности сигнала в пределах 0,5 [Вт] и с.к.о составляет 0,12[Вт], Такой диапазон изменения мощности сигнала неприемлем. Для решения этого недостатка предложено производить фильтрацию помех с помощью предложенного алгоритма управления уровнем мощности сигнала МС, позволяющего изменять уровень сигнала в зависимости от местоположения пользователя. Управление мощности сигнала позволяет существенно снизить общий уровень помех в СПС, сократить влияние излучения мобильного аппарата на здоровье потребителя, увеличить срок службы аккумуляторной батареи и таким образом повысить качество связи. Полученные численные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного алгоритма управления, особенно в условиях возникновении пачки аномальных помех, обусловленных замираниями сигнала и посторонними источниками помех.

В главе анализируется как изменение уровня излучения подвижных станций для обеспечения требуемого качества связи, в зависимости от внешних условии работы, позволяет поддерживать максимальную пропускную способность сети (максимальная емкость сети достигается, когда мощность всех принятых сигналов от подвижных станций одинакова), а также уменьшить уровень помех, вносимых мобильными станциями. Уровень помех в проектируемой сети влияет на вероятность

блокировки связи, уменьшение уровня помех позволит уменьшить вероятность блокировки связи.

Предлагается алгоритм управления мощностью подвижных станций на основе оценки соотношения сигнал-помеха, позволяющий регулировать мощности излучения БС и МС в условиях возникновения аномальных помех, вызванных замиранием сигнала и посторонними помехами. Предлагается использовать двухканальный фильтр Калмана, где первый канал включается в работу при наличии аномальных помех, а второй канал работает при отсутствии аномальных помех.

Как видно из рис.4, разработанный алгоритм управления мощности хорошо себя зарекомендовал и при движении пользователя от БС к границе зоны обслуживания.

Рис. 4. Зависимость мощности излучения МС при движении пользователя от БС к границе зоны обслуживания

Использование нового алгоритма дискретной фильтрации в системе управления мощности, при наличии аномальных помех, позволяет точно установить уровень мощности на заданном расстоянии от БС, поддерживать максимальную емкость сети.

Четвертая глава.

Исходными данными для разработанного программного обеспечения (ПО) служит матрица графиковой нагрузки, определяемая из карты местности, в которой предполагается проектировать СПС. Для учета

неравномерного распределения абонентов СПС по территории предложено использовать географические, демографические характеристики, основанные на концепции узлов спроса. В качестве алгоритма, используемого для генерирования узлов спроса, используется алгоритм рекурсивной раздельной кластеризации.

Исходными данными для работы программы служит матрица трафиковой нагрузки, определяемая из карты местности, в которой предполагается проектировать сеть связи, пороговое значение для трафика, приходящегося на узел спроса, и пороговое значение трафика в зоне покрытия каждой БС.

Предложенная методика учитывает такие факторы, как взаимосвязь плотности распределения абонентов технологической связи с поведением мобильных пользователей, которые нагружают систему вызовами, использует статистические предположения о связи трафика и мешающие факторы с оценкой спроса.

С помощью разработанного ПО определяется соотношение «зоны охвата - пропускной способности» при произвольном распределении пользователей и параметрах планирования, а также оценивается число, положение БС для обеспечения запланированной зоны охвата и минимального процента необслуживаемых пользователей. Выявлено, что требуется значительно меньше базовых станций в случае, когда наблюдается территориальное группирование пользователей, чем в случае, когда пользователи распределены в зоне действия БС хаотично. Для обеспечения лучших результатов было выполнено 100 экспериментов для каждого распределения пользователей. В качестве меры (^оБ использовалась вероятность нарушения связи. При пуассоновском распределении пользователей математическое ожидание количества базовых станций равно 8.45, дисперсия составляет 0.6075, когда для кластерного распределения пользователей математическое ожидание

количества базовых станций равно 6.41, а дисперсия составляет 1.6619. Экономия количества базовых станций, необходимых для спроектированной сети, составляет две базовые станции, что приводит к существенной экономии ресурсов.

Заключение

В диссертационной работе разработаны методы автоматизированного проектирования СПС с кодовым разделением каналов по критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения пользователей по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций.

В процессе решения этой задачи получены следующие результаты:

1. Предложена методика проектирования подвижных сотовых сетей по критерию заданной вероятности блокировки связи.

Показано, что использование информации о процентном соотношении электронных данных к речи в сети позволяет повысить точность определения оцениваемых величин, таких как зона покрытия, пропускная способность сети. Результаты моделирования показали, что учет процентного соотношения речевой к электронной информации может повысить пропускную способность сети на 25%, если половина пользователей в сети использует для передачи информации речевые сообщения, а другая - обменивается электронной информацией.

2. Предложены точный и приближенный алгоритмы оценки вероятности" блокировки связи как для одной ячейки, так и для многозоновых СПС с учетом эстафетной передачи.

Найдено оптимальное соотношение между радиусом зоны охвата и пропускной способностью ячейки для обслуживания необходимого числа

пользователей. Получено значение максимального радиуса ячейки при фиксированном значении РЛ и найдены зависимости для оценки оптимального соотношения "зона покрытия - пропускная способность".

Предложена методика, позволяющая учитывать явление эстафетной передачи сигналов управления и проектировать сети любой конфигурации. Математическое моделирование подтвердило высокую эффективность предложенной методики.

3. Показано, что основной недостаток управления мощностью излучения мобильных станций СПС на основе оценки ОСП заключается в сильном влиянии внешних шумов и помех (особенно аномальных) на качество канала управления.

Предложен алгоритм управления уровнем мощности сигнала мобильной станции, позволяющий изменять уровень сигнала в зависимости от местоположения пользователя. Полученные численные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного алгоритма управления, особенно в условиях возникновении пачки аномальных помех, обусловленных замираниями сигнала и посторонними источниками помех.

4. Для учета неравномерного распределения абонентов СПС по территории предложено использовать географические, демографические характеристики, а также характеристики технологическего цикла пользователей, находящихся в зоне обслуживания, при помощи "узлов спроса".

Предложенная модель позволяет учесть, как взаимосвязь плотности распределения абонентов технологической связи с поведением мобильных пользователей, которые нагружают систему вызовами, так и использует статистические предположения о связи трафика и мешающие факторы с оценкой спроса.

Разработан алгоритм оптимизации соотношения «зона охвата -пропускная способность», при произвольном распределении пользователей в зоне обслуживания, параметры планирования, а также зону покрытия при минимальном проценте необслуживаемых пользователей.

5. Разработано ПО и проведено имитационное моделирование методов автоматизированного проектирования СПС для оценки числа и места расположения БС. Найдено, что требуется значительно меньшее число БС в случае, когда наблюдается территориальное группирование пользователей, чем в случае, когда распределение пользователей в зоне действия БС имеет пространственное пуассоновское распределение.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Шелухин О.И., Березенко C.B., Беляев Г.Л. Оптимизация зон покрытия систем подвижной связи с кодовым разделением каналов. Материалы V Всероссийской научно -технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике». -Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2004 г. - С. 264 - 265.

2. Березенко C.B., Невструев И.А. Оценка вероятности эстафетной передачи в системах подвижной связи с кодовым разделением каналов: Межвузовский сб. науч. тр. //Методы и устройства формирования и обработки сигналов в информационных системах. - Рязань, РГРТА, 2004. -С. 105-109.

3. Березенко C.B., Невструев И.А. Зависимость зоны покрытия от ёмкости для систем подвижной связи с кодовым разделением каналов и плавной передачей управления//Вестник МГУС/ Сб. науч. тр. - МГУС, 2004.- С. 55-64.

4. Шелухин О.И., Березенко C.B., Беляев Г.Л., Невструев И.А Зависимость зоны покрытия сот от емкости для систем подвижной связи с кодовым разделением каналов и плавной передачей управления //Доклады 9-й науч.-практ. конференции/ «Наука - сервису». - М., 2004,- С. 96-108.

5. Березенко C.B. Определение оптимального соотношения «зона покрытия - пропускная способность» в планировании сетей подвижной радиосвязи // Доклады 10-ой Международной науч -техн. конф./ Радиолокация, навигация и связь (RLNC*2004) - Воронеж, 2004,- С. 80-89.

6. Березенко C.B. Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов //Материалы Междунар. науч. конф. /Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках (ИП-2004).- Таганрог: ТГРУ, 2004,- С. 10 -13.

7. Березенко С В. Куюн A.B. Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов // Материалы Междунар. науч. конф. /Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках (ИП-2004).- Таганрог: ТГРУ, 2004. -С. 13-16.

8. Березенко С.В Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов в условиях аномальных помех//Известия вузов - электротехнические комплексы и информационные системы. - М.- 2005.- №1,- С. 56-60.

Соискатель

^ С. В. Березенко

Печать офсетная 1,16 уел печ л

Подписано в печать 12 10 05 г Формат 60x84/16 Заказ № 20/

1,10 уч -шд л Тираж 70 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125933 Москва, Кронштадтский бульвар, д 20 Редакционно-издатепъский отдел 125493 Москва, ул Пулковская, д 6а

© Московский государственный технический университет ГА, 2005

1

РНБ Русский фонд

2006-4 15201

Введение.

Глава 1. Особенности построения и проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов. Постановка задачи исследования

1.1 Классификация систем подвижной связи.

1.2 Особенности построения сотовых сетей с кодовым разделением каналов.

1.3. Традиционное проектирование сетей.

1.3.1 Интегрированный метод проектирования сотовых сетей.

1.3.2 Концепция Узлов Спроса.

1.3.3 Адаптивный алгоритм расположения базовых станций.

1.3.4. Недостатки адаптивного алгоритма расположения базовых станций.

1.4 Интенсивность напряженности поля при лучевом зондировании для определения расположения Адаптивной базовой станции в подвижных сетях.

1.4.1 Схема АР АБС использует возможность самоорганизации карт

1.4.2 Аппроксимация мощности поля в окружающем пространстве.

1.4.3 Характеристики Потери Пути в Свободном пространстве.

1.4.4 Принцип радио видимости.

1.4.5 Использование зондирующего луча для аппроксимации напряженности поля.

1.4.6 Поиск оптимального расположения базовой станции.

1.4.7 Недостатки.

1.5 Моделирование больших телекоммуникационных сетей, основанных на вероятностном моделировании.

1.5.1 Стохастическая иерархическая модель сотовых систем.

1.5.2 Статистические алгоритмы, используемые в моделировании и их свойства.

1.5.3 Оценка основных параметров.

1.5.4 Недостатки.

1.6 Постановка задачи.

Глава 2. Разработка методики проектирования цифровых сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов.

2.1 Методика расчета вероятности нарушения связи СПС в зависимости от расстояния и количества пользователей.

2.1.1 Классический метод проектирования сотовых сетей на основе оценки вероятности блокировки связи.

2.1.2 Усовершенствованный метод проектирования СПС на основе оценки вероятности блокировки связи.

2.1.3 Приближенный метод проектирования СПС на основе оценки вероятности блокировки связи.

2.1.4 Выводы.

2.2 Методика расчета полной вероятности блокировки связи.

2.2.1 Основные соотношения.

2.2.2 Методика расчета вероятности блокировки связи на всей площади обслуживания ячейки.

2.2.3 Выводы.

2.2.4 Разработка методики расчета вероятности нарушения связи для многозоновых СПС.

2.3 Эстафетная передача.

2.3.1 Методика расчета зоны покрытия с учетом эстафетной передачи в многозоновых СПС.

2.3.2 Выводы.

2.4 Методика проектирования СПС с CDMA при эстафетной передаче с учетом неоднородности распределения пользователей в зоне покрытия

2.5 Выводы.

Глава 3. Управление уровнем мощности сигнала мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов.

3.1. Алгоритм управления уровнем мощности мобильной станции.

3.2. Управление уровнем мощности сигнала АС с использованием алгоритмов фильтрации.

3.2.1 Распределенное управление уровнем мощности АС с дополнительным блоком оценки.

3.2.2. Оптимизация распределенного регулирования уровнем мощности при наличии ограничений на основе ОСП.

3.2.3. Использование фильтра Калмана для прогнозирования и оценки параметров.

3.2.4. Полная оптимальная распределённая система управления уровнем мощности при условии возникновения аномальных помех.

3.2.5. Алгоритм дискретной фильтрации при наличии аномальных помех вносимых базовой станцией в канал измерения.

3.3 Выводы.

Глава 4. Проектирование сетей подвижной связи с кодовым

разделением каналов с использованием концепции узлов спроса.

4.1. Модели источников трафика сетей технологической подвижной связи на основе концепции узлов спроса.

4.1.1 Интенсивность трафика.

4.2 Использование цифровых карт местности для территориального проектирования сетей подвижной связи.

4.3 Географическая модель сетевого трафика.

4.3.1 Стационарная модель географического трафика.

4.3.2 Дискретизация трафика.

4.4 Построение модели сетевого трафика с использованием концепции узлов спроса на примере предприятий газовой отрасли.

4.5 Алгоритмический подход к планированию сети на основе концепции узлов спроса.

4.6 Выводы.

Проектирование сетей подвижной связи (СПС) сталкивается с тремя новыми проблемами: первая, по причине стремительного роста числа пользователей, операторы сетей подвижной связи перестраивают и оптимизируют свои системы второго поколения, для того чтобы суметь справиться с повышенным уровнем трафика. Вторая, новые технологии сетей третьего поколения требуют методов проектирования, основанных на спросе, например, зона покрытия базовых станций в сотовых систем с кодовым разделением каналов (CDMA - Code Division Multiple Access) зависит от условий распространения радиоволн, от распределения пользователей. И третья, потребители телекоммуникационных услуг вынуждают операторов СПС разворачивать сотовые системы за минимальный отрезок времени.

Цель проектирования сетей подвижной связи состоит в обеспечении оптимальной зоны покрытия и достигается оптимальным выбором расположения базовых станций с целью обеспечения заданного качества обслуживания пользователей. Проектирование СПС является сложной многопараметрической задачей, решение которой возможно лишь при использовании системного подхода, учитывающего как расчет канала радиосвязи, частотно-территориальное планирование радиосетей, так и гарантированное обеспечение качества обслуживания всех абонентов сети.

Для цифровых СПС с временным разделением каналов процесс проектирования в настоящее время главным образом фокусируется на обеспечении требуемого уровня сигнала на входе мобильной станции (МС).

Вместе с тем в последнее время активно развиваются СПС, построенные на принципах множественного доступа с кодовым

разделением каналов (CDMA - Code Division Multiple Access), которые предлагают пользователям, как больший спектр услуг, так и более высокую пропускную способность, которые достигаются за счет управления мощностью сигнала во всей зоне покрытия сети.

С появлением СПС, реализующих принципы CDMA, меняется подход к проектированию подобных сетей связи. Акцент делается на обеспечении заданного уровня качества обслуживания пользователей, работающих в составе сети, независимо от их местоположения. Сложность расчетного этапа проектирования делает обязательным использование для его реализации современных вычислительных средств и специального программного обеспечения (ПО).

Таким образом, начатое развертывание цифровых сетей подвижной радиосвязи с кодовым разделением каналов требует совершенствования существующих и разработки новых методик и алгоритмов выполнения отдельных расчетных этапов проектирования, проведения теоретического и экспериментального анализа влияния неравномерности распределения пользователей в зоне обслуживания с учетом плавной передачи управления, адаптивной регулировки мощностью излучения, что и обуславливает актуальность темы диссертации.

Целью диссертационной работы является совершенствование методов автоматизированного проектирования СПС с кодовым разделением каналов по критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения пользователей по обслуживаемой территории в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и мобильных станций.

Сложность достижения поставленной цели заключается в отсутствии формализованных методик проектирования подобных систем, а также в несовершенстве оборудования для экспериментального исследования качества предоставляемых услуг СПС.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд теоретических и практических задач, важнейшими из которых являются:

-сравнительный анализ существующих методик проектирования СПС с временным разделением каналов и оценка существенных отличий и особенностей проектирования систем с кодовым разделением каналов в случае, когда основной целью развертывания систем является обеспечение заданного качества обслуживания абонентов;

- разработка методологии проектирования СПС с кодовым разделением каналов с учетом неравномерного распределения пользователей по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций;

- разработка программного обеспечения, реализующего разработанную методику проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов с учетом неравномерного распределения абонентов по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций и анализ численных результатов, полученных в результате имитационного моделирования; разработка рекомендаций и предложений по применению разработанной методики проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением каналов.

Практическая ценность. Проведенные исследования позволяют: - осуществлять проектирование и построение СПС с кодовым разделением каналов с учетом особенностей морфоструктуры местности, демографической и технологической особенностей;

- автоматизировать наиболее сложные этапы проектирования - расчет зон покрытия; оценку качества предоставляемых услуг; оптимизацию расположения базовых станций при учете неравномерности пользователей в зоне обслуживания.

Апробация результатов. Основные научные и практические результаты докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, проводимых различными организациями, в том числе:

- на Десятой международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь » (КЬ>ГС*2004), Воронеж-2004;

- на Международной научной конференции "Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках" (ИП-2004), Таганрог;

- на Пятой Всероссийской научно -технической конференции "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике", Чебоксары;

- на Девятой научно-практической конференции «Наука - сервису», Москва.

4.6 Выводы

1. Для учета неравномерного распределения абонентов СПС по территории предложено использовать географические, демографические характеристики, а также характеристики технологического цикла зоны обслуживания. Предложено для описания трафика использовать представление пространственного распределения вызовов при помощи дискретных точек, называемых узлами спроса.

2. Понятие узлов спроса отражает дискретизацию спроса и в пространстве, и по спросу. В результате этого узлы спроса сосредоточены в областях с высокой интенсивностью трафика и редки в областях с низкой интенсивностью трафика. Совместно с независимой от времени географической моделью трафика концепция узлов спроса составляет статическую модель пользователей для описания распределения мобильных абонентов.

3. Предложенная модель учитывает такие факторы, как плотность распределения абонентов технологической связи, с поведением мобильных пользователей, которые нагружают систему вызовами, использует статистические предположения о связи трафика и мешающие факторы с оценкой спроса.

4. Разработан алгоритм, позволяющий оптимизировать соотношение «зоны охвата - пропускной способности», произвольное распределение пользователей, параметры планирования. Алгоритм позволяет оценить положение БС и зону охвата для запланированной зоны охвата и минимального процента обслуживаемых пользователей на основе узлов спроса.

Показано, что точность работы алгоритма зависит от порогового значения квантования трафика, которое определяет только верхнюю границу для трафика, представленного отдельным узлом спроса.

5. Разработано ПО и проведено имитационное моделирование методики проектирования мест расположения базовых станций СПС с кодовым разделением каналов. Численные результаты были оценены на примере реального газодобывающего предприятия площадью 50 км и 1700 пользователей, с требованием покрытия 90 % клиентов. Было выявлено, что требуется значительно меньше базовых станций в случае, когда наблюдается территориальное группирование пользователей, чем в случае, когда пользователи распределены в зоне действия БС хаотично. Для обеспечения лучших результатов было выполнено 100 экспериментов для каждого распределения пользователей. В качестве меры использовалась вероятность нарушения связи . При пуассоновском распределении пользователей математическое ожидания количества базовых станций равно 8.45, дисперсия составляет 0.6075, когда для кластерного распределения пользователей математическое ожидания количества базовых станций равно 6.41, а дисперсия составляет 1.6619. Экономия количества базовых станций необходимых для спроектированной сети составляет 2 базовых станции. Что приводит к существенной экономии ресурсов.

6. В разработанном ПО реализована методика проектирования систем подвижной связи с кодовым разделением каналов по критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения абонентов по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций. Реализован предлагаемый алгоритм управления излучаемой мощностью сигнала мобильной станции в зависимости от территориального положения пользователя относительно БС.

Заключение

В диссертационной работе разработаны методы автоматизированного проектирования СПС с кодовым разделением каналов по критерию обеспечения заданного качества обслуживания абонентов с учетом неравномерного распределения пользователей по территории, в условиях плавной передачи управления, адаптации мощности излучения базовых и абонентских станций.

В процессе решения этой задачи получены следующие результаты:

1. Предложена методика проектирования подвижных сотовых сетей по критерию заданной вероятности блокировки связи.

Показано, что использование информации о процентном соотношении электронных данных к речи в сети позволяет повысить точность определения оцениваемых величин, таких как зона покрытия, пропускная способность сети. Результаты моделирования показали, что учет процентного соотношения речевой к электронной информации может повысить пропускную способность сети на 25%, если половина пользователей в сети использует для передачи информации речевые сообщения, а другая - обменивается электронной информацией.

2. Предложены точный и приближенный алгоритмы оценки вероятности блокировки связи как для одной ячейки, так и для многозоновых СПС с учетом эстафетной передачи.

Найдено оптимальное соотношение между радиусом зоны охвата и пропускной способностью ячейки для обслуживания необходимого числа пользователей. Получено значение максимального радиуса ячейки при фиксированном значении р6л и найдены зависимости для оценки оптимального соотношения "зона покрытия - пропускная способность".

Предложена методика, позволяющая учитывать явление эстафетной передачи сигналов управления и проектировать сети любой конфигурации. Математическое моделирование подтвердило высокую эффективность предложенной методики.

3. Показано, что основной недостаток управления мощностью излучения мобильных станций СПС на основе оценки ОСП заключается в сильном влиянии внешних шумов и помех (особенно аномальных) на качество канала управления.

Предложен алгоритм управления уровнем мощности сигнала мобильной станции, позволяющий изменять уровень сигнала в зависимости от местоположения пользователя. Полученные численные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного алгоритма управления, особенно в условиях возникновении пачки аномальных помех, обусловленных замираниями сигнала и посторонними источниками помех.

4. Для учета неравномерного распределения абонентов СПС по территории предложено использовать географические, демографические характеристики, а также характеристики технологическего цикла пользователей, находящихся в зоне обслуживания, при помощи "узлов спроса".

Предложенная модель позволяет учесть, как взаимосвязь плотности распределения абонентов технологической связи с поведением мобильных пользователей, которые нагружают систему вызовами, так и использует статистические предположения о связи трафика и мешающие факторы с оценкой спроса.

Разработан алгоритм оптимизации соотношения «зона охвата -пропускная способность», при произвольном распределении пользователей в зоне обслуживания, параметры планирования, а также зону покрытия при минимальном проценте необслуживаемых пользователей.

5. Разработано ПО и проведено имитационное моделирование методов автоматизированного проектирования СПС для оценки числа и места расположения БС. Найдено, что требуется значительно меньшее число БС в случае, когда наблюдается территориальное группирование пользователей, чем в случае, когда распределение пользователей в зоне действия БС имеет пространственное пуассоновское распределение.

1. Aarts E., Korst J. Simulated Annealing and Bolt Machines.- Chichester: John Wiley & Sons, 1990

2. Chamaret B., Josselin S., Kuonen P., Pizarroso M., Salas-Manzanedo N., Wagner D. Radio network optimization with maximum independent set search//In Proc. of the IEEE/VTS 47th Vehicular Technology Conf.-USA, Phoenix, 1997.

3. Cheung J. C. S., Beach M. A., McGeehan J. P. Network planning for third-generation mobile radio systems//IEEE Communications Magazine.-1994.-Vol. 32, № 11.-P. 54-59.

4. Church R. L., ReVelle C. The maximal covering location problem//RegionaI Science.- 1974.-P. 101-118.

5. Chvatal V. A greedy heuristic for the set-covering problem//Mathematics of Operations Research.-1979.-Vol. 4,№ 3.-P. 233-235.

6. Faruque S. Cellular Mobile Systems Engineering. Norwood.- MA, Artech House Publishers.- 1996.

7. Fritsch T., Tutschku K., Leibnitz K. Field strength prediction by ray-tracing for adaptive base station positioning in mobile communication networks/Tin Proceedings of the 2nd ITG Conference on Mobile Communication '95.- Neu Ulm.-1995.

8. Gamst A., Zinn E. G., Beck R., Simon R. Cellular radio network planning//IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine.-1986.-№ 1. -P. 8—11.

9. Viterbi A., Viterbi A. Erlang capacity of a power controlled CDMA system//IEEE JSAC.-1993.- Vol. 1 l.-P. 892-893.

10. Veeralli V. The Coverage Capacity Tradeoff in Cellular CDMA Systems/AEEE.- 1999.

11. Phuoc TranGia, Nikhil Jain, Kenji Leibnitz Code Division Multiple Access wireless network planning considering clustered spatial customer traffic/AJniversity of Werzburg Institute of Computer Science. Research Report Series.- 1998.- Report №. 192.

12. Marie-Ange Remiche, Kenji Leibnitz Adaptive Soft-Handoff Thresholds for CDMA Systems with Spatial Traffic//University of Wurzburg Institute of Computer Science. Research Report Series Report.- 1998.- № 212.

13. Phuoc Tran-Gia, Kenji Leibnitz Teletraffic Models and Planning in Wireless IP Networks//University of Wurzburg, Dept. of Computer Science Am Hubland.- Germany, Wurzburg.

14. Wong D. Soft Handoffs in CDMA Mobile Systems.- Stanford University. 1997. — 17 p.

15. Ипатов В.П. Системы мобильной связи. -М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -272 с.

16. Березенко С.В., Невструев И.А. Зависимость зоны покрытия от ёмкости для систем подвижной связи с кодовым разделением каналов и плавной передачей управления//Вестник МГУ С/ Сб. науч. тр. МГУС, 2004. - С. 55-64.

17. Qian L., Gajic Z. Joint Optimization of Mobile's Transmission Power and SIR Error in CDMA Systems//Department of Electrical and Computer Engineering Rutgers.- USA, New Jersey.-1994.

18. Qian L., Gajic Z. Optimal Distributed Power Control in Cellular WirelessSystems// Department of Electrical and Computer Engineering Rutgers.-USA, New Jersey.-1994.

19. Ю.П. Гришин., Казаринов Ю.П. Динамические системы, устойчивые к отказам. М.: Радио и связь. - 1985. - 176 е., ил.

20. Березенко С.В. Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов //Материалы Междунар. науч. конф. /Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках (ИП-2004).- Таганрог: ТГРУ, 2004.- С. 10-13.

21. Березенко С.В., Куюн А.В. Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов //

22. Материалы Междунар. науч. конф. /Информационный подход в естественных, гуманитарных и технических науках (ИП-2004).-Таганрог: ТГРУ, 2004. С. 13 - 16.

23. Березенко С.В. Управление мощностью мобильной станции в сотовых сетях с кодовым разделением каналов в условиях аномальных помех//Известия вузов электротехнические комплексы и информационные системы. - М,- 2005,- №1,- С. 56-60.

24. Соколов А.В., Андрианов В.И. Альтернатива сотовой связи: транкинговые системы. СПб.: БХВ-Петербург; Арлит, 2002.-448 е.: ил.

25. Варакин JI.E., Шинаков Ю.С. CDMA: прошлое, настоящее, будущее. Москва: MAC, 2003. -608 с.

26. Ehrenberger U., Leibnitz К. Impact of Clustered Traffic Distributions in CDMA Radio Network Planning.- Germany.- 1999.

27. Sendonaris A., Veeravalli V. The Capacity-Coverage Tradeoff in CDMA Systems with Soft Handoff.-USA, Houston.- 1997.

28. Berggreny F., Janttiz R., Seong-Lyun Kimy. A Generalized Algorithm for Constrained Power Control with Capability of Temporary Removal//Department of Automation and Systems Technology.- Finland, Helsinki, University of Technology.- 1999.

29. Uykan Z., Jantti R., Heikki N. A PI- Power Control Algorithm for Cellular Radio Systems.- Finland, Helsinki, University of Technology.-2000.

30. Song W. J., Kim W. H. Evolutionary computation and power control for radio resource management in CDMA cellular radio networks//Systems

31. Control and Management Labs.- Republic of Korea, Department of Mechatronics, KwangJu Institute of Science and Technology.- 2002.

32. Зб.Каршевский В.Г., Семенов С.H., Фирстова T.B. Сети подвижной связи. М.: Эко-Тренвз, 2001.

33. Jantti R., Kim S.-L. Second-order power control with asymptotically fast convergence/ЛЕЕЕ Journal on Selected Areas in Communications.-2000.- Vol. 18, №. 3.- P. 447-457.

34. Jantti R., Kim S.-L. Transmission rate scheduling for the non-real time data in DS-CDMA systems//to appear in IEEE Communications Letters.

35. Berggren F. Power Control, TransmissionRate Control and Scheduling in Cellular Radio Systems/ZRadio communication system laboratory. Department of signals, sensors and systems.- 2001.

36. Qian L., Gajic Z. Variance Minimization Stochastic Power Control in CDMA Systems.- 2002.

37. Leung K.K. Power control by Kaiman Filter with error Margin for Wireless IP Networks/ЛЕЕЕ Wireless Communications and Networking Conference.- IL, Chicago.- 2000.- Vol.3.- P.980-985.

38. Qian L. Optimal Power Control in Celluar Wireless Systems//Ph.D. Dissertation, Rutgers.- New Jersey, Piscataway.- 2001.

39. Bandyopadhyay S., Coyle E. J. An Energy Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for Wireless Sensor Networks.- USA, School of Electrical and Computer Engineering Purdue University West Lafayette.-2003.

40. Pottie G. J., Kaiser W. J. Wireless Integrated Network Sensors//Communications of the ACM.- 2000.- Vol. 43, № 5.- P. 51-58.

41. Chiasserini C.F., Chlamtac I., Monti P., Nucci A. Energy Efficient design of Wireless Ad Hoc Networks/Лп Proceedings of European Wireless.-2002.

42. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расщирения спектра. М.: Радио и связь, 2000 -520 с.

43. Berezdivin R., Breinig R., Торр R. Next-generation wireless communications concepts and technologies// IEEE Communications Magazine.- 2002.- Vol. 40, .№ 3.- P. 108-117.

44. Aazhang В., Cavallaro J. R. Multi-tier wireless communications // Wireless Personal Communications, Special Issue on Future Strategy for the New Millennium Wireless World, Kluwer.-2001.- Vol. 17.-P. 323330.

45. Mitola J. The Software Radio Architecture // IEEE Communications Magazine.- 1995.- Vol. 33, № 5.- P. 26-38.

46. Seskar I., Mandayam N. B. A software radio architecture for linear multiuser detection // IEEE Journal on Selected Areas in Communications.- 1999.- Vol. 17, № 5.- P. 814-823.

47. Cummings M., Haruyama S. FPGA in the software radio // IEEE Communications Magazine .- 1999.- Vol. 37, №. 2.- P.108-112.

48. Srikanteswara S., Reed J. H., Anthanas P., Boyle R. A software radio architecture for reconfigurable platforms /ЛЕЕЕ Communications Magazine.- 2000.- Vol. 38, № 2.- P. 140-147.

49. Salefski В., Caglar L. Re-configurable computing in wireless / Design Automation Conference, Las Vegas, NV.- 2001.-P. 178-183.

50. Khailany В., Dally W. J., Kapasi U. J., Mattson P., Namkoong J., Owens J. D., Towles В., Chang A., Rixner S. Imagine: media processing with streams // IEEE Micro.- 2001.- Vol. 21, № 2.- P. 35-46.

51. Lou H-L. Implementing the viterbi algorithm // IEEE Signal Processing Magazine.- 1995.- Vol. 12, № 5.- P. 42-52.

52. Kang G., Zhang P. The implementation of Viterbi decoder on TMS320C6201 DSP in W-CDMA system // in IEEE International Conference on Communications Technology.- 2000,- Vol. 2.- P. 16931696.

53. Ojanpera T., Prasad R. Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications.- Universal Personal Communications.: Artech House Publishers, 1998.

54. Lee C.Y. Mobile Cellular Telecommunications Systems.- McGraw.:Hill, 1989.

55. Narendran В., Sienicki J., Yajnik S., Agrawal P. Evaluation of an adaptive power and error control algorithm for wireless systems // IEEE ICC.- 1997.- Vol. 1.- P. 349-355.

56. Kwon T.J., Gerla M. Clustering with power control // IEEE MILCOM.-1999.- Vol. 2.- P. 1424-1428.

57. Варакин JI.E. Системы связи с шумоподобными сигналами.-М.:Радио и связь, 1985.

58. Ramanathan R. Rosales-Hain R. Topology control of multihop wireless networks using transmit power adjustment // IEEE INFOCOM.- 2000.-Vol. 2.- P. 404-413.

59. Broch J., Maltz D.A., Johnson D.B., Hu Y.C., Jetcheva J. A performance comparison of multi-hop wireless ad hoc network routing protocols // MOBICOM.- 1998.

60. Bharghavan V., Demers A., Shenker S., Zhang L.Macaw: A media access protocol for wireless lans // SIGCOMM.- 1994.

61. Goodman D. J. Wireless Personal Communications Systems. Wireless Communications Series. Addison Wesley, 1997.

62. Graff С., Bereschinsky M., Patel M., Chang L. F. Application of mobile ip to tactical mobile internetworking // IEEE MILCOM.- 1998.- Vol. 1.-P. 409-414.

63. Stine J. A., Veciana G. Tactical communications using the ieee 802.11 mac protocol // IEEE MILCOM.- 1998.- Vol. 1.- P. 575-582.

64. Бобков В.Ю., Вознюк M.A., Никитин A.H., Сивере M. А. Системы связи с кодовым разделением каналов.- СПб.: СПбГУТ, 1999.

65. Cheung J. C. S., Beach M. A., McGeehan J. P. Network planning for third-generation mobile radio systems//IEEE Communications Magazine.-1994.-Vol. 32, № 11.- P. 54-59.

66. Tutschku K., Gerlich N., Tran-Gia P. An integrated approach to cellular network planning//In Proc. of the 7th Int. Network Planning Symposium (Networks 96).- 1996.

67. Tutschku K., Leibnitz K., Tran-Gia P. ICEPT -An integrated cellular network planning tool//In Proc. of the IEEE/VTS 47th Vehicular Technology Conf.- USA, Phoenix. -1997.

68. Tutschku K., Leskien T., Tran-Gia P. Traffic estimation and characterization for the design of mobile communication networks/ZResearch Report Nr. 171, University of Wurzburg, Institute of Computer Science.- 1997.

69. Hong D. Rappaport S.S. Traffic model and performance analysis for cellular mobile radio telephone systems with prioritized andnonprioritized handoff procedures// IEEE Transactions on Vehicular Technology.- 1986.- VT-35, № 3.- P. 77-92.

70. El-Dolil A., Wong W.-C., Steele R. Teletraffic performance of highway micro-cells with overlay macrocell//IEEE Journal on Selected Areas in Communications.- 1989.- Vol. 7, № 1.- P. 71-78.

71. Leung K.K., Massey W.A., Whitt W. Traffic models for wireless communication networks//IEEE Journal on Selected Areas in Communications.- 1994.- Vol. 12, № 8.- P. 1353-1364.

72. Chlebus E. Analytical grade of service evaluation in cellular mobile systems with respect to subscribers' velocity distribution/An Proc. 8th Australian Teletraffic Research Seminar.- 1993.-P. 90-101.

73. Foschini G.J., Gopinath B., Miljanic Z. Channel cost of mobility//IEEE Transactions on Vehicular Technology.- 1993.- Vol. 42, № 4.- P. 414424.

74. Zeng Q-A ,. Agrawal D. P. Performance analysis of a handoff scheme in integrated voice/data wireless networks/ZProc. IEEE VTC 2000 Fall.-2000.- Vol. 4.-P. 1986-1992.

75. Zeng Q-A., Agrawal D. P. An analytical modeling of handoff for integrated voice/data wireless networks with priority reservation and preemptive priority procedures//Proc. ICPP 2000 Workshop on Wireless Networks and Mobile Computing.-2000.- P. 523-529.

76. Karkowski I., Corporaal H. Design Space Exploration Algorithm For Heterogeneous Multi-processor Embedded System Design//Proc. Design Automation Conf.- 1998.

77. Keating M., Bricaud P. Reuse Methodology Manual.- Kluwer Academic Publishers.- 1999.

78. Yoo S., Lee J., Jung J., Rha K., Cho Y., Choi K. Fast Prototyping of an IS-95 CDMA Cellular Phone: a Case Study//Proc. the 6th Conference of Asia Pacific Chip Design Languages, 1999.- P. 61-66.

79. Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual- Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems.- TIA/EIA-95A.- 1995.

80. Ghosh A., Bershteyn M., Casley R., Chien С., Jain A., Lipsie M., Tarrodaychik D., Yamamoto O. A Hardware-Software Co-simulator for Embedded System Design and Debugging//Proc. Asia South Pacific Design Automation Conference.- 1995.

81. Калмыков B.B. Высокоскоростной доступ в системах подвижной связи третьего поколения.- Труды Международной академии связи, 2000, №2(14).

82. Valderrama С., Nacabal F., Paulin P., Jerraya A. Automatic VHDL-C Interface Generation for Distributed Cosimulation: Application to Large Design Examples//Design Automation for Embedded Systems.- 1998.-Vol. 3, № 2/3.- P. 199-217.

83. Balarin F. Hardware-Software Co-Design of Embedded Systems.- Kluwer Academic Publishers.- 1997.

84. Buck J. T., Ha S., Lee E. A., Messerschmitt D. G., Ptolemy: a framework for simulating and prototyping heterogeneous systems//Int. Journal of Computer Simulation, special issue on Simulation Software Development.- 1994.- Vol. 4.- P. 155-182.

85. Sung W., Ha S. Efficient and Flexible Cosimulation Environment for DSP Applications//IEICE Trans, on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences.- 1998.-Vol. E81-A, № 12.-P. 2605-2611.

86. Semeria L., Ghosh A. Methodology for Hardware/Software Co-verification in C/C++//Proc. Asia South Pacific Design Automation Conference.- 2000.

87. Rowson J. A. Hardware/Software Co-Simulation//Proc. Design Automation Conf.-1994.-P. 439-440.

88. Takemura K., Mizuno M., Motohara A. An Approach to System-Level Bus Architecture Validation and its Application to Digital Still Camera Design//Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technology (SASIMI).-2000.-P. 195-201.

89. Варакин JI.E. Статистическая модель многолучевого распространения УКВ в городе.- Радиотехника, 1989, №12.

90. Gilhousen К. S., Jacobs I. М., Padovani R., Viterbi A. J., Weaver L. A., Wheatley С. E. On the Capacity of a cellular CDMA System.-2001.

91. Viterbi A. J., Viterbi A. M. Erlang Capacity of a Power Controlled CDMA System//IEEE Journal on Selected Areas in Communications.-1993.- Vol.11, № 6.- P. 892-900.

92. Evans J. S., Everitt D. On the Teletraffic Capacity of CDMA Cellular Networks//IEEE Trans. Veh. Technology.- 1999.- Vol. 48, № 1 .P. 153- 165.

93. KleinrockL. Queueing Systems. John Wiley and Sons.- 1975.- Vol. 1,234 p.

94. Feller W. An Introduction to Probability Theory and Its Applications. Wiley Eastern Private Ltd.- 1970.- Vol.1, 288 p.

95. Abramowitz M., Stegun I. A. Handbook of Mathematical Functions.-USA, Dover Publications, Inc., New York.- 1970.- 935 p.

96. Viterbi A. J., Viterbi A. M., Gilhousen K. S., Zehavi E. Soft Handoff Extends CDMA Cell Coverage and Increases reverse Link Capacity//IEEE Journal on Selected Areas in Communications.-1994.-Vol.12, № 8.- P. 1281-1288.

97. Bagwat P., Perkins C., Tripathi S. Network layer mobility: an architecture, and survey//IEEE Personal Communications Magazine.-1996.

98. Bianchi G., Campbell A. T. A Programmable medium access controller for adaptive quality of service control // IEEE Journal of Selected Areas in Communications (JSAC), Special Issue on Intelligent Techniques in High Speed Networks.-2000.

99. Bose V., Wetherall D., Guttag J. Next century challenges: radioactive networks//in: Fifth ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (MOBICOM'99).- USA, Seattle, Washington.-1999.

100. Buchanan K., Fudge R., McFarlane D., Phillips T., Sasaki A. Xia H. IMT-2000: service provider's perspective/ЯЕЕЕ Personal Communications Magazine.-1997.

101. Caceres R., Padmanabhan V. Fast and scalable wireless handoffs, in support of mobile Internet audio, Mobile Networks and Applications.-1998.

102. Balakrishnan H., Padmanabhan V., Seshan S., Katz R. A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Liriks/Яп Proceedings of ACM SIGCOMM.- 1996.

103. Варакин JI.E., Анфиловьев С.А. Технология CDMA в современных системах радиосвязи .- Мобильные системы. Спецвыпуск по стандарту CDMA, 1998, №2.

104. Robert L., Crovella E. Dynamic Server Selection using Bandwidth Probing in Wide-Area Networks//Technical Report BU-CS-96-007.-USA, Boston University.- 1996.

105. Carter R. L., Crovella M. E. Measuring Bottleneck Link Speed in Packet-Switched Networks//Technical Report BU-CS- 96-006.- USA, Boston University.- 1996.

106. Downey A. B. Using pathchar to Estimate Internet Link Characteristics/An Proceedings of ACM SIGCOMM.- 1999.

107. Dovrolis C., Ramanathan P., Moore D. What do packet dispersion techniques measure?//In Proceedings of IEEE INFOCOM, 2001.

108. Jacobson V. Congestion Avoidance and Control/Tin Proceedings of ACM SIGCOMM, 1988.

109. Keshav S. A Control-Theoretic Approach to Flow Control//In Proceedings of ACM SIGCOMM.-1991.

110. Lai K., Baker M. Measuring Bandwidth//In Proceedings of IEEE INFOCOM, 1999.

111. Lai K., Baker M. Measuring Link Bandwidths Using a Deterministic Model of Packet Delay//In Proceedings of ACM SIGCOMM, 2000.

112. McCanne S., Jacobson V. The BSD Packet Filter: A New Architecture for Userlevel Packet Capture//In Proceedings of the 1993 Winter USENIX Technical Conference, 1993.

113. Malan G. R., Jahanian F. An Extensible Probe Architecture for Network Protocol Performance Measurement//In Proceedings of ACM SIGCOMM, 1998.

114. Mathis M., Mahdavi J. Diagnosing Internet Congestion with a Transport Layer Performance Tool//In Proceedings of INET, 1996.

115. Paxson V. Measurements and Analysis of End-to-End Internet Dynamics//PhD thesis, University of California, Berkeley, 1997.

116. Sting S. S. A TCP-based Network Measurement Tool//In Proceedings of the USENIX Symposium on Internet Technologies and Systems.- 1999.

117. Scott D. Multivariate Density Estimation//Theory, Practice and Visualization. Addison Wesley, 1992.

118. Stemm M. R. A Network Measurement Architecture for Adaptive Applications//PhD thesis.- USA, University of California, Berkeley, 1999.

119. Aldous D., Shepp L. The least variable phase type distribution is Erlang//Stochastic Models.- 1984.- № 3(3).- P. 467-473.

120. Ciardo G., Muppala J. K., Trivedi K. S. SPNP: Stochastic Petri Net Package//In Proceedings of 3rd International Workshop on Petri Nets and Performance Models.-Japan, Kyoto, 1989.-P. 142-150.

121. Ciardo G., Muppala J. K., Trivedi K. S. SPNP Users Manual, Ver. 5.01//Technical report, Duke University, Durham, NC, 1998.

122. Fang Y., Chlamtac I., Lin Y.-B. Call performance for a PCS network//IEEE J. Select. Areas Commun.- 1997.-№ 15(8).-P.1568- 1581.

123. Hong D., Rappaport S. S. Traffic model and performance analysis for cellular mobile radio telephone systems with prioritized and nonprioritized handoff procedures//IEEE Trans. Veh. Technol.- 1986.-№ 35(3).-P. 77-99.

124. Ishikawa Y., Umeda N. Capacity design and performance of call admission control in cellular CDMA systems//IEEE J. Select. Areas Commun.- 1997.-№ 15(8).-P. 1627-1635.

125. Jedrzycki С., Leung V. С. M. Probability distribution of channel holding time in cellular telephony systems//Proc. of IEEE 46th Vehicular Technology Conference (VTC'96), Atlanta, GA, USA, 1996.

126. Liberti J. C. Jr., Rappaport T. S. Analysis results for capacity improvements in CDMA//IEEE Trans. Veh. Technol.- 1994.- № 43(3):-P. 680-690.

127. Liu Z., Zarki M. E. SIR-based call admission control for DS-CDMA cellular systems// IEEE J. Select. Areas Commun.- 1994.- № 12(4).-P. 638-644.

128. Ma Y., Han J. J., Trivedi K. S. A channel recovery method in TDMA wireless systems/Лп Proc. of IEEE 50th Vehicular Technology Conference (VTC Fall'99), Amsterdam, The Netherlands, 1999.

129. Mainkar V., Trivedi K. S. Sufficient conditions for existence of a fixed point stochastic reward net-based iterative models//IEEE Trans. Software Engineering.-1996.- № 22(9).- P. 640-653.

130. Калмыков B.B., Васильев Д.С. Ослабление внутрисистемной помехи в системах подвижной связи с шумоподобными сигналами .Мобильные системы, 2001, №2.

131. Su S.-L., Chen J.-Y., Huang J.-H. Performance analysis of soft handoff in CDMA cellular networks//IEEE J. Select. Areas Commun.-1996.-№ 14(9).-P. 1762-1769.

132. Tripathi N. D., Reed J. H., Vanlandingham H. F. Handoff in cellular systems//IEEE Personal Communications.- 1998.- № 5(6).-P. 2637.

133. K. Tutschku. Demand-based Radio Network Planning of Cellular Mobile Communication Systems// University of Wurzburg Institute of Computer Science Research Report Series.-1997.