doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-2-392-400


УДК 654.16

Моделирование пропускной способности подвижных систем радиосвязи с применением методов пространственного кодирования сигнала

Медведев А.С., Иванов В.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Медведев А.С., Иванов В.В. Моделирование пропускной способности подвижных систем радиосвязи с применением методов пространственного кодирования сигнала // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 2. С. 392–400. doi:
10.17586/2226-1494-2022-22-2-392-400


Аннотация
В работе рассмотрены системы беспроводной сотовой радиосвязи вдоль автомобильных дорог с использованием технологии пространственного кодирования сигнала в многоантенных системах (Multiple-input Multiple-output, MIMO), в частности пространственное мультиплексирование и разнесенный прием. Предложен метод оценки производительности многоантенных систем с учетом многолучевого распространения сигнала в радиоканале и взаимной ориентации антенн. Метод. Применен метод переноса результатов рассчитанной корреляционной матрицы из программной модели радиоканала в программный симулятор физического уровня протокола сотовой связи. Основные результаты. Сформирована методика оценки производительности многоантенных систем при применении пространственного мультиплексирования для придорожных сетей сотовой связи. Исследованы корреляционные свойства канала между антеннами двух придорожных узлов, каждый из которых состоит из пары ортогональных антенн линейной поляризации, и абонентской станции c аналогичной парой антенн. Разработана модель предсказания для более точного определения корреляционной матрицы в симуляторах физического уровня по сравнению с вариантами подобных матриц, предложенных в спецификациях. Предложенное решение потенциально может быть расширено до устранения необходимости применения программных моделей радиоканала. Практическая значимость. Полученные результаты показали, что для систем, разработанных правильным образом, пропускная способность будет приближена к значениям при низкой пространственной корреляции. В этом случае не требуется рассматривать предложенный спецификациями случай высокой корреляции. Показано, что каналы между парами антенн (передатчиком и приемником) вносят в сигнал подобные друг другу поляризационные изменения (одинаковое вращение плоскости поляризации сигнала при повороте антенн). Сигналы будут сильно коррелированы, что необходимо учитывать при разработке систем с применением пространственного кодирования.

Ключевые слова: MIMO, поляризация, радиоканал, пространственное мультиплексирование, разнесенный прием

Список литературы
  1. Крюков Я.В., Покаместов Д.А., Рогожников Е.В., Новичков С.А., Лаконцев Д.В. Анализ вычислительной сложности и времени выполнения стека протоколов в сетях 5Gnewradio// Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2020. Т. 23. № 3. С. 31–37. https://doi.org/10.21293/1818-0442-2020-23-3-31-37
  2. Sergeev A.M., Blaunstein N.Sh. Evolution of multiple-access networks – cellular and non-cellular – in historical perspective. Part 4 // Информационно-управляющие системы. 2019. № 1. С. 65–75. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-1-65-75
  3. Starovoytov M.Yu. The study of performance limits of receive antenna selection for MIMO spatial multiplexing in non-stationary channel // T-Comm - ТелекоммуникациииТранспорт. 2017. Т. 11. № 8. С. 63–68.
  4. ICT-317669-METIS/D8.4 Project Name: Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society (METIS): Deliverable D8.4 METIS final project report. Date of delivery: 30.04.2015.
  5. Weiler R.J., Peter M., Keusgen W., Maltsev A., Karls I., Pudeyev A., Bolotin I., Siaud I., Ulmer-Moll A.-M. Quasi-deterministic millimeter-wave channel models in MiWEBA // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 2016. N 1. P. 84. https://doi.org/10.1186/s13638-016-0568-6
  6. Kanhere O., Rappaport T.S. Position Location for futuristic cellular communications: 5G and beyond // IEEE Communications Magazine. 2021. V. 59. N 1. P. 70–75. https://doi.org/10.1109/MCOM.001.2000150
  7. Liu L., Oestges C., Poutanen J., Haneda K., Vainikainen P., Quitin F., Tufvesson F., Doncker P. The COST 2100 MIMO channel model // IEEE Wireless Communications. 2012. V. 19. N 6. P. 92–99. https://doi.org/10.1109/MWC.2012.6393523
  8. Busche H., Vanaev A., Rohling H. SVD-based MIMO precoding and equalization schemes for realistic channel knowledge: Design criteria and performance evaluation // Wireless Personal Communications. 2009. V. 48. N 3. P. 347–359. https://doi.org/10.1007/s11277-008-9526-x
  9. 3GPP TR 38.901. 5G; Study on channel model for frequencies from 0.5 to 100 GHz. v16.1.0 Jan. 2020 [Электронный ресурс].  URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_tr/138900_138999/138901/16.01.00_60/tr_138901v160100p.pdf(дата обращения: 01.03.2022).
  10. Jaeckel S., Raschkowski L., Thiele L., Burkhardt F., Eberlein E. QuuaDRiGa: Quasi Deterministic Radio Channel Generator, User Manual and Documentation. Document Revision v2.0.0. 2017. Fraunhofer Heinrich Hertz Institute, 2017.
  11. 3GPP TR 36.101. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception. V10.3.0 (2011-06) [Электронный ресурс]. URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136100_136199/136101/10.03.00_60/ts_136101v100300p.pdf(дата обращения: 01.03.2022).
  12. 3GPP TS 38.211 5G; NR; Physical channels and modulation. V15.2.0 (2018-07) [Электронный ресурс]. URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138200_138299/138211/15.02.00_60/ts_138211v150200p.pdf(дата обращения: 01.03.2022).
  13. 3GPP TS 38.214 5G; NR; Physical layer procedures for data V15.3.0 (2018-10) [Электронный ресурс]. URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138200_138299/138214/15.03.00_60/ts_138214v150300p.pdf(дата обращения: 01.03.2022).


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2022 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика