Аналіз ефективності просторово-часового доступу в системах мобільного зв'язку з використанням антенних решіток
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150921Ключові слова:
просторово-часовий доступ, адаптивна просторово-часова обробка, антенна решітка, комплексний ваговий коефіцієнтАнотація
Проводиться аналіз ефективності різних методів і критеріїв просторово-часової обробки сигналів адаптивної антенної решітки з метою виявлення алгоритму придатного для використання при організації просторово-часового доступу у системах мобільного зв'язку. Показано, що в основу всіх методів покладена оцінка комплексного вектора вагових коефіцієнтів, що включаються в трактах прийому кожного з антенних елементів і керовані за тими чи іншими алгоритмами.
Показано, що більш конструктивним для використання в задачах просторово-часового доступу є рекурсивні процедури, що дозволяють здійснювати корекцію вектора вагових коефіцієнтів в динамічній, в тому числі нестаціонарній завадово-сигнальній обстановці. Це особливо важливо для зв'язку з мобільними абонентськими станціями і дозволяє скоротити час на обробку викличних сигналів за рахунок швидкої збіжності рекурсивних процедур.
Проведено порівняльний аналіз алгоритмів Уідроу-Хоффа та Калмана-Б'юсі. Показано, що процедура Калмана-Б'юсі поряд з оптимальністю щодо складної сигнально-завадової обстановки характеризується максимально коротким часом збіжності до сталого стану. Збіжність процедури забезпечується на інтервалі часу, що відведений для дії сигналів виклику абонентських станцій у мобільній мережі.
Запропонована модель по дослідженню впливу початкових умов на ефективність просторово-часового доступу за параметром швидкості збіжності алгоритму адаптивної просторово-часової обробки сигналів у антенній решітці.
За рахунок налаштування комплексного вектору вагових коефіцієнтів на основі використання інофрмації о напрямках приходу сигналів виклику абонентських станцій у мобільній мережі вдається наблизити значення вектору до оптимального.
Отримано результати розрахунків показника відношення сигнал /(завада+шум) від кроку збіжності для різних алгоритмів адаптивної антенної решітки.
Показано, що для лінійної чотирьохелементної адаптивної антенної решітки завдяки вдалому початковому вибору значення комплексного вектору вагових коефіцієнтів дозволило істотно поліпшити перехідні характеристики алгоритмів. Це також надало змогу збільщити значення відношення сигнал /(завада+шум) на виході антени до 4 дБ.
Посилання
- Monzingo, R. A., Miller, T. U. (1986). Adaptivnye antennye reshetki. Vvedenie v teoriyu. Moscow, 448.
- Balanis, K. A., Ioanides, P. I. (2012). Vvedenie v smart-antenny. Moscow, 200.
- Kolyadenko, Yu. Yu. (2006). Analiz effektivnosti algoritmov adaptivnyh antennyh reshetok v liniyah sotovoy svyazi. Radiotekhnika, 144, 172–181.
- Popovskiy, V. V. (Ed.) (1987). Elektromagnitnaya dostupnost' istochnikov radioizlucheniy. Leningrad, 262.
- Korostelev, A. A. (1987). Prostranstvenno-vremennaya teoriya radiosistem. Moscow, 320.
- Markov, G. T., Sazonov, D. M. (1975). Antenny. Moscow, 528.
- Vendik, O. G., Parnes, M. D. (2001). Antenny s elektricheskim skanirovaniem. Moscow, 352.
- Karavaev, V. V., Sazonov, V. V. (1987). Statisticheskaya teoriya passivnoy lokacii. Moscow, 240.
- Shirman, Ya. D., Manzhos, V. N. (1981). Teoriya i tekhnika obrabotki radiolokacionnoy informacii na fone pomekh. Moscow.
- Kremer, I. Ya. (Ed.) (1984). Prostranstvenno-vremennaya obrabotka signalov. Moscow, 224.
- Uidrou, B., Stirnz, S. (1989). Adaptivnaya obrabotka signalov. Moscow, 440.
- Yarlykov, M. S. (Ed.) (2004). Markovskaya teoriya ocenivaniya v radiotekhnike. Moscow, 504.
- Rodimov, A. P., Popovskiy, V. V. (1984). Statisticheskaya teoriya polyarizacionno-vremennoy obrabotki signalov i pomekh. Moscow, 272.
- Jovanović, A., Lazović, L., Rubežić, V. (2016). Adaptive Array Beamforming Using a Chaotic Beamforming Algorithm. International Journal of Antennas and Propagation, 2016. doi: https://doi.org/10.1155/2016/8354204
- Shahab, S. N., Zainun, A. R., Ali, H. A., Hojabri, M., Noordin, N. H. (2017). MVDR algorithm based linear antenna array performance assessment for adaptive beamforming application. Journal of Engineering Science and Technology, 12 (5), 1366–1385.
- Senapati, A., Roy, J. S. (2017). Adaptive Beamforming in Smart Antenna Using Tchebyscheff Distribution and Variants of Least Mean Square Algorithm. Journal of Engineering Science and Technology, 12 (3), 716–724.
- Singh, H., Jha, R. M. (2012). Trends in Adaptive Array Processing. International Journal of Antennas and Propagation, 2012, 1–20. doi: https://doi.org/10.1155/2012/361768
- Sharma, S. K., Patwary, M., Chatzinotas, S. (2016). Multiple Access Techniques for Next Generation Wireless: Recent Advances and Future Perspectives. EAI Endorsed Transactions on Wireless Spectrum, 2 (7), 151002. doi: https://doi.org/10.4108/eai.19-1-2016.151002
- Song, X., Wang, F., Wang, J., Ren, J. (2015). Robust Recursive Algorithm under Uncertainties via Worst-Case SINR Maximization. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2015, 1–8. doi: https://doi.org/10.1155/2015/458521
- Ermolayev, V. T., Flaksman, A. G., Sorokin, I. S. (2013). Regularized estimate of the weight vector of an adaptive antenna array. Radiophysics and Quantum Electronics, 55 (9), 578–586. doi: https://doi.org/10.1007/s11141-013-9395-3
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Naors Y. Anad Alsaleem, Mohammed A. Kashmoola, Mykola Moskalets
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
