АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ КАРТИНЫ, А ТАКЖЕ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПРИ РАЗНЫХ ВИДАХ МОДУЛЯЦИИ
, ,
Институт телекоммуникационных систем
Национального технического университета Украины «КПИ»
г. Киев, пер. Индустриальный, 2, 03056, Украина
тел.: 096-816-12-33, e-mail: *****@***com
Аннотация – В статье рассмотрены новые особенности проектирования сетей подвижной связи. Приведена схема приемопередатчика технологии Long Term Evolution (LTE) для линии «вниз» частотного разделения каналов с замираниями, а также график, показывающий зависимости отношения сигнал-шум при разных видах модуляции.
I. Введение
Сети широкополосной связи четвертого поколения – это возможность устанавливать голосовые соединения, одновременно возможность для различных информационных сервисов – работа в Интернете, обмена большими массивами данных, просмотр ТВ-транляций, видео по запросу и т. п. То есть все то, что пользователь имеет сегодня у себя дома (в офисе). И все это – за небольшие деньги. Как сотовая телефония позволила быть на связи всегда и везде, так и системы 4G должны обеспечивать всех и каждого надежным высокоскоростным доступом к различным сетям передачи данных [1].
II. Основная часть
На данный момент не существует технологий, которые являлись бы стандартом четвертого поколения. Существуют сети 3,9G, которые при дальнейшем развитии будут удовлетворять требованием к 4G. К технологиям 3,9G относят: Unlicensed Mobile Access (UMA), Third Generation Partnership Project (3GPP) LTE, Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) [2].
Сети, построенные на основе технологии LTE должны обеспечивать интеграцию с другими технологиями связи. Однако при переходе от сетей предыдущих поколений к сетям LTE необходимо учитывать все более возрастающую активность пользователей. На сегодняшний день уже не достаточно при проектировании сети подвижной связи проанализировать покрытие и оценить взаимовлияние базовых станций, а оценка пропускной способности и вовсе не возможна без моделирования параметров трафика и распределения абонентов. Особую роль в данной ситуации имеет качество прогнозирования ситуации на линии вверх по сети.
При проведении моделирования, прежде всего, необходимо определить параметры распределения абонентов. Для этого необходимо задать количество сот и количество ячеек, внутри которых будут смоделированы передатчики. В программном обеспечении, которое позволяет проводить такое моделирование, предусмотрена возможность распределения абонентов как внутри геометрического примитива, так и исключительно в зоне покрытия станции. Кроме того определяются характеристики моделируемых передатчиков, такие как мощность, коэффициент усиления и диаграмма направленности антенны и т. д., диапазоны изменения варьируемых параметров. Далее методом Монте-Карло моделируются абонентские станции с заданным распределением, после чего для каждой из базовых станций определяется суммарный уровень помех, создаваемый моделируемой группой абонентских передатчиков.
Результатом моделирования является распределение вероятности уровня помех на входе приемника базовой станций при заданной конфигурации сети и группировке абонентов. Эти результаты дают возможность получить ответы на такие вопросы, как объем необходимого частотного ресурса для обеспечения работы сети и ее пропускная способность на линии вверх.
Примером программного обеспечения, которое позволяет проводить такое моделирование, являются программы Atoll, EDX, ICS telecom [3]. Они позволяют проводить расчет и анализ покрытия, частотно-территориальное планирование, оценку пропускной способности, определение параметров трафика, анализ электромагнитной совместимости интерференционной картины по линиям вниз и вверх, получить карты распределения по скоростям (рис.1) и модуляциям, получить карты распределения отношения сигнал/шум и многое другое.
Рис. 1 . Карта распределения скоростей по линии вниз
Fig. 1. Advantage of technology OFDM/OQAM in relation to OFDM/QAM
Другие программные продукты, например Advanced Design System, позволяют моделировать, проводить сравнение, а также оптимизировать изделие с точки зрения архитектуры, стандартов, подсистем, спецификаций и других факторов, влияющих на производительность систем связи в целом.
В стандарте 3GPP LTE рекомендуется использовать для схем корректирующего кодирования и декодирования, различные комбинации кодеков Витерби для сверточных кодов и сверточных турбокодов. Декодер сверточного турбокода: K = 4…8 состояний; базовая скорость R = 1/3; остальные скорости достигаются внешним перфорированием; блоковая длина 40-5114 [4]. (
В результате моделирования схемы приемо-передатчика для линии «вниз» частотного разделения каналов с замираниями (рис.2), были получены следующие зависимости отношения сигнал-шум при разных видах модуляции. Как видно из графика, (рис.3) при увеличении отношения сигнал-шум, помехоустойчивость будет наивысшей при модуляции OFDM/OQAM (QPSK limit). Моделирование проводилось на основе модуляций QPSK, 16-QAM, 64-QAM.
Рис.2. Схема организации связи на физическом уровне для линии «вниз»
Fig. 2. The scheme of the connection organization at a physical level for a line "downlink"
Рис.3. Отношение сигнал-шум при разных видах модуляции (Eb/No)
Fig.3. The signal – noise ratio for different kinds of modulation (Eb/No)
lV. Заключение
Показано, что при проектировании сетей технологи LTE недостаточно только проанализировать покрытие и оценить взаимовлияние базовых станций. Важной частью расчета является моделирование параметров трафика и анализ распределения абонентов. Была исследована схема приемопередатчика для линии «вниз» частотного разделения каналов. В результате были получены зависимости отношения сигнал-шум при разных видах модуляции.
IV. Литература
1. , , Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. М.: Техносфера, 2009. 472 с.
2. Коваленко А. И., , Особенности технологии Long Term Evolution и сравнительный анализ помехоустойчевости при разных видах модуляции / 19-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2009) : материалы конф. в 2 т. (Севастополь, 14—18 сент. 2009 г.). Севастополь : Вебер, 2009. Т. 1. С. 235—236.
3. www. /docs/wp_mobile_lte_icstelecom. pdf
4. 3GPP 3G Long Term Evolution – Evolved Packet System RAN part (LTE): Radio interface protocol aspects, Release 8, V0.1.0, 2010-04
FEATURES OF TECHNOLOGY LONG TERM EVOLUTION AND THE COMPARATIVE ANALYSIS OF THE NOISE STABILITY FOR DIFFERENT KINDS OF MODULATION
Kovalenko A. I., Zhukov R. V, Shelkovnikov B. N.
NTUU “KPI”
The Institute of Telecommunication Systems
Kiev, Industrial lane,03056, Ukraine
Ph.: 8-096-816-12-33,
e-mail: *****@***com
Abstract - The reasons of occurrence of technologies of the fourth generation, the basic requirements for them, and features of construction of LTE technology are considered in article. The transceiver for a line "downlink" for time division duplex of channel is considered. The scheme, showing dependence of the signal - noise ratio for different kinds of modulation is considered.
I. Introduction
Problems of the third generation networks caused development of technologies of the fourth generation. Cellular networks of the fourth generation should solve all problems that exist in the previous generation.
II. Main Part
For expansion of networks of standard LTE there are two strips of frequencies allocated: one of them is located in a range of 700 MHz, and the second - 2,1 GHz [2].
The radio interface LTE networks in the "downlink" line is using the technology of multiple access OFDMA. In the "downlink" line the following kinds of modulation are supported: QPSK, 16QAM and 64QAM.. Quadrate peak manipulation with shift Offset QAM (OQAM) considerably raises efficiency of spectrum use due to reduction iteration intersymbolical handicaps and time signal multiplexing. (fig. 1).
III. Conclusion
FDD and TDD division of channels is used by LTE technology in networks for a line "uplink" and "downlink". The line "downlink" uses technology of multiple access OFDMA. The scheme of the transceiver for a line "downlink" for time division duplex of channels has been investigated (fig. 2). Dependencies of the signal - noise ratio have been analyzed for different kinds of modulation in result (fig. 3).
