Управление самоорганизующимися пакетными радиосетями на основе радиостанций с направленными антеннАми



Скачать 251.59 Kb.
Дата07.03.2016
Размер251.59 Kb.


На правах рукописи


Фокин

Григорий Алексеевич

Управление

самоорганизующимися пакетными радиосетями

на основе радиостанций

с направленными антеннАми
Специальность 05.13.13. –

телекоммуникационные системы

и компьютерные сети

автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Санкт-Петербург

2009

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича




Научный

руководитель


доктор технических наук, профессор

Валерий Юрьевич Бабков


Официальные

оппоненты:


доктор технических наук, проф.

Михаил Александрович Семисошенко
кандидат технических наук, с.н.с.

Валерий Алексеевич Степанец

Ведущая организация

ФГУП ЛОНИИР (Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится «___» _________ 2009 г. в ___ часов

на заседании диссертационного совета Д 219.004.02 при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по адресу: 191186 Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.


Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан «____» ______________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент





В.Х. Харитонов


общая характеристика работы

Актуальность работы. Самоорганизующиеся пакетные радиосети (СПРс) представляют собой динамическую самоорганизующуюся топологию построения сетей мобильной радиосвязи, предполагающую отсутствие фиксированной инфраструктуры и централизованного управления. Все узлы сети мобильны и обмениваются информацией непосредственно между собой или применяют ретрансляцию передаваемых пакетов. Под узлами самоорганизующейся пакетной радиосети понимаются радиостанции, оснащенные радиоконтроллерами и реализующие функции маршрутизации.

В настоящее время самоорганизующиеся пакетные радиосети находятся вне конкуренции по оперативности развертывания, мобильности и широте возможных приложений, а во многих случаях представляют собой единственное экономически оправданное решение.

Известными недостатками работы самоорганизующихся радиосетей на основе радиостанций с ненаправленными антеннами является невозможность обеспечения современных требований к качеству обслуживания вследствие необходимости ретрансляций, непостоянство пропускной способности радиоканала, зависимость пропускной способности от расстояния между подвижными радиостанциями, мощности передачи, количества соседних узлов и уровня создаваемого ими трафика и т.д.

Современные тенденции совершенствования самоорганизующихся пакетных радиосетей заключаются в применении адаптивных антенных систем, которые позволяют повысить пропускную способность радиосети и качество обслуживания пользователей.



Для практической реализации указанных выше преимуществ необходима разработка соответствующих алгоритмов управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности. В связи с этим тема работы представляется весьма актуальной.

Объектом исследования является пакетная сеть с децентрализованным управлением, построенная на распределенных по территории радиостанциях.

Предметом исследования являются вопросы функционирования радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети.

Цель диссертационной работы является повышение связности и пропускной способности самоорганизующихся пакетных радиосетей.

Научной задачей является разработка методик оценки связности, пропускной способности и алгоритма управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны самоорганизующейся пакетной радиосети.

Методы исследований. При выполнении исследований были использованы методы специальных математических функций, интегрального исчисления, теории антенных решеток, теории вероятностей и имитационного моделирования.

Достоверность полученных результатов обеспечена адекватным применением используемых математических методов, корректностью постановки решаемых задач, а также используемых допущений и ограничений, непротиворечивостью полученных результатов известным результатам предшествующих исследований, обсуждением полученных научных результатов на научно-технических конференциях, публикацией основных результатов работы в журналах, соответствием применяемых моделей физическим процессам в самоорганизующихся пакетных радиосетях, имитационным моделированием.

Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые получены следующие новые результаты.

  1. Систематизированы вопросы функционирования самоорганизующихся пакетных радиосетей, которые определяют принципы управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны.

  2. Разработана математическая модель режимов работы радиостанции с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети, на основе которой выполнена оценка коэффициентов усиления полезного сигнала и внутрисистемных помех при работе радиостанций сети в общем радиоканале.

  3. Разработана методика оценки связности радиостанций с адаптивно формируемыми диаграммами направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети, учитывающая неопределенность территориального распределения радиостанций и влияние медленных и быстрых замираний в радиоканале.

  4. Разработана методика оценки пропускной способности радиостанций с адаптивно формируемыми диаграммами направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети, учитывающая неопределенность территориального распределения, влияние медленных и быстрых замираний и вероятность передачи радиостанций, работающих в общем радиоканале.

  5. Разработан алгоритм управления радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети.

  6. Разработана дискретно-временная имитационная модель самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны, учитывающая неопределенность территориального распределения, влияние медленных и быстрых замираний, уровень внутрисистемных помех.

Практическая ценность работы. Результаты оценки связности и пропускной способности позволяют выполнить построение начального приближения самоорганизующейся радиосети, оценить число и параметры радиосредств, необходимые для организации радиосвязи на заданной территории, оценить вероятность успешного радиоприема и, соответственно, пропускную способность радиостанций в условиях воздействия внутрисистемных и преднамеренных помех.

Предложенный алгоритм управления радиостанциями сети может быть реализован в качестве протокола канального уровня, достоинствами которого являются отсутствие необходимости внешней синхронизации, наличия опорного сигнала для адаптивного формирования диаграммы направленности и инвариантность к протоколу маршрутизации.



Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в учебный процесс СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.

Апробация результатов работы и публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 работах. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на 58-й, 59-й, 60-й и 61-й НТК профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГУТ (СПб, 2006, 2007, 2008, 2009).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка, включающего 66 наименований, и приложения. Работа содержит 143 страницы текста , 44 рисунка и 12 таблиц.

Основные научные положения, выносимые на защиту

  1. Математическая модель режимов работы радиостанций сети с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны.

  2. Методика оценки связности радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети.

  3. Методика оценки пропускной способности радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети.

  4. Алгоритм управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети.

  5. Имитационная модель функционирования самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны.


основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определены цель диссертационной работы и решаемые в ней задачи. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе систематизированы вопросы функционирования самоорганизующихся пакетных радиосетей, принципы функционирования радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. Приводится анализ существующих алгоритмов управления радиостанцией с направленной антенной в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. В заключение главы сформулированы задачи диссертационного исследования.

Во второй главе поставлена задача разработки математической модели режимов работы радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. На основе разработанной модели выполнена оценка коэффициентов усиления полезного сигнала и внутрисистемных помех для радиостанций, работающих в общем радиоканале.

Так как радиостанции СПРс работают в общем радиоканале, функционируют без централизованного управления, характеризуются неопределенностью территориального распределения и осуществляют прием и передачу с использованием узконаправленных лепестков диаграммы направленности (ДН), то отношение сигнал/(шум + внутрисистемные помехи) (Signal to Interference plus Noise Ratio) будет непосредственно определяться азимутальным расположением радиостанций на территории СПРс. Для оценки отношения с учетом направленных приема и передачи, необходимо оценить коэффициент усиления сигнала и внутрисистемных помех .

Коэффициенты усиления и определяются режимами работы радиостанции: режимом установления связи и режимом ведения связи.

Установление связи в СПРс на основе радиостанций с направленными антеннами заключается в предварительном обнаружении передающей радиостанцией принимающей радиостанции. Процедура обнаружения включает 2 этапа: определение направления прихода сигнала при работе на прием и формирование ДН при работе на передачу и прием.

Если процедура обнаружения предваряет сеанс ведения связи, такой режим работы называется диаграммообразованием с предварительным обнаружением (Beamforming with Discovery).

Если ведение связи осуществляется без предварительного обнаружения, такой режим работы называется случайным диаграммообразованием (Random Beamforming).

Оценка коэффициентов усиления полезного сигнала и сигналов внутрисистемных помех выполняется для двух сеансов ведения связи: сеанса направленной передачи и направленного приема (Directional Transmission – Directional Reception); сеанса направленной передачи и ненаправленного приема (Directional Transmission – Omni directional Reception);

Пример расположения принимающей и передающей радиостанций друг относительно друга в режиме случайного диаграммообразования показан на рис. 1.



Рис. 1. Пример расположения принимающей и передающей радиостанций

друг относительно друга в режиме случайного диаграммообразования

Математическое ожидание коэффициента усиления полезного сигнала в режиме случайного диаграммообразования определяется по формуле:




Пример расположения принимающей радиостанции и двух передающих радиостанций – источников внутрисистемных помех, в режиме случайного диаграммообразования показан на рис. 2.

Рис. 2. Пример расположения радиостанции и двух передающих радиостанций – источников внутрисистемных помех в режиме случайного диаграммообразования

Математическое ожидание коэффициента усиления сигналов внутрисистемных помех в режиме определяется по формуле:


Пример расположения принимающей и передающей радиостанций друг относительно друга в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением показан на рис. 3.

Рис. 3. Пример расположения принимающей и передающей радиостанций

друг относительно друга в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением

Математическое ожидание коэффициента усиления полезного сигнала в режиме определяется по формуле:



.

Коэффициенты усиления , входящие в подынтегральные выражения, определяются по формуле:



.

Разброс углов прихода характеризуется усеченным распределением Лапласа:



,

где – среднеквадратическое расширение угла прихода.

Коэффициент направленного действия определяется по формуле :

,

где – пространственная напряженность электрического поля с углом места и азимутом .

Для антенной решетки с равномерным расположением элементов на окружности радиусом (рис. 4) определяется по формуле:

,

где – значение величины для ненаправленного излучателя (одного элемента); – волновое число; – длина волны; – угловое расположение n-го элемента на окружности в азимутальной плоскости; – фазовый сдвиг n-го элемента, – направление максимума ДН круговой АР.



Рис. 4. Круговая антенная решетка из элементов

Для их вычисления интегралов использован метод Монте-Карло. Результаты расчета приводятся в табл. 1-4.

Таблица 1.



, и

Направленная передача и

направленный прием



Направленная передача и ненаправленный прием

Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением







Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме случайного диаграммообразования







Коэффициент усиления сигналов внутрисистемных помех


Таблица 2.



, и

Направленная передача и

направленный прием



Направленная передача и ненаправленный прием

Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением







Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме случайного диаграммообразования







Коэффициент усиления сигналов внутрисистемных помех



Таблица 3.

, и

Направленная передача и

направленный прием



Направленная передача и ненаправленный прием

Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением







Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме случайного диаграммообразования







Коэффициент усиления сигналов внутрисистемных помех



Таблица 4.

, и

Направленная передача и

направленный прием



Направленная передача и ненаправленный прием

Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением







Коэффициент усиления полезного сигнала

в режиме случайного диаграммообразования







Коэффициент усиления сигналов внутрисистемных помех



Из анализа данных таблиц 1-4 следует, что:

  • в режиме случайного диаграммообразования коэффициент усиления полезного сигнала оказывается меньше единицы как для сеанса направленной передачи и направленного приема , так и для сеанса направленной передачи и ненаправленного приема ;

  • в режиме диаграммообразования с предварительным обнаружением коэффициент усиления полезного сигнала оказывается больше единицы как для сеанса направленной передачи и направленного приема , так и для сеанса направленной передачи и ненаправленного приема ;

  • коэффициент усиления сигналов внутрисистемных помех слабо зависит как от режима работы радиостанции ( или ), так и от сеанса ведения связи (или ).

Анализ коэффициентов усиления сигнала и внутрисистемных помех для сеанса приема и режима позволяет сделать вывод о существенном увеличении возможностей радиоприема радиостанций СПРс, работающих в общем радиоканале по критерию . Таким образом, для реализации возможностей адаптивного диаграммообразования на физическом уровне, радиостанциям следует предварительно определять направление прихода сигнала при работе на прием и, затем, осуществлять формирование ДН при работе на передачу и прием.

В третьей главе сформулирована задача оценки связности радиостанций самоорганизующейся радиосети. Разработанная методика оценки связности учитывает неопределенность территориального распределения радиостанций и условия распространения радиоволн, в частности средние потери распространения, медленные и быстрые замирания. Полученные соотношения позволяют в явном виде определить такие параметры связности, как дальность радиосвязи и число радиостанций.

Приводится методика построения СПРс на основе радиостанций с направленными антеннами и примеры расчета параметров сети.

Радиосеть является связной тогда, когда между любой парой радиостанций существует маршрут, который, в общем случае, может включать несколько ретрансляций. Для оценки связности используются следующие допущения:


  • Для связности радиостанций требуемая дальность радиосвязи должна быть не меньше чем . Анализируемая СПРс предполагается однородной, т.е. значение для всех радиостанций одинаково.

  • Территориальное распределение радиостанций пуассоновское.

  • При распространении радиоволн учитываются средние потери распространения, медленные и быстрые замирания.

  • В качестве антенны используется круговая антенная решетка.

Целью анализа является оценка такого значения дальности радиосвязи , которое при заданной плотности радиостанций СПРс обеспечивает связность радиостанций с вероятностью , где – требуемая вероятность связности радиостанций. Под связностью радиостанций понимается ситуация, которая с определенной вероятностью исключает наличие изолированных радиостанций в СПРс. Изолированной считается такая радиостанция, которая с определенной вероятностью оказывается вне зоны радиопокрытия других радиостанций. Зона радиопокрытия определяется дальностью радиосвязи .

Значение требуемой дальности радиосвязи при использовании радиостанциями ненаправленных антенн, когда известно число радиостанций и площадь территории СПРс , и определяется по формуле:



,

где – коэффициент влияния медленных и быстрых замираний на связность радиостанций; – параметр средних потерь распространения, ; – параметр медленных замираний; – гамма-функция.

На рис. 5 представлены зависимости при .

Графики на рис. 5 позволяют оценить требуемую дальность радиосвязи в зависимости от площади территории СПРс , когда известно число радиостанций СПРс .





Рис. 5. Требуемая дальность радиосвязи при

Анализ графиков на рис. 5 позволяет сделать следующие выводы:


  • с увеличением показателя средних потерь распространения , требуемая дальность радиосвязи увеличивается;

  • с увеличением интенсивности медленных замираний, требуемая дальность радиосвязи уменьшается.

В СПРс должна быть такая плотность радиостанций СПРс , которая обеспечивает связность радиостанций с вероятностью . Требуемая плотность радиостанций определяется по формуле:

,

где - функция Ламберта.

Требуемое число радиостанций, как функция дальности радиосвязи и площади территории СПРс , определяется из соотношения для плотности радиостанций , по формуле:

.

Графики на рис. 6 позволяют оценить требуемое число радиостанций в зависимости от , когда известна площадь территории СПРс при.





Рис. 6. Требуемое число радиостанций при

Анализ графиков на рис. 6 позволяет сделать следующие выводы:


  • с увеличением показателя средних потерь распространения , требуемое число радиостанций СПРс увеличивается;

  • с увеличением интенсивности медленных замираний, требуемое число радиостанций СПРс уменьшается.

Требуемая дальность радиосвязи в случае использования радиостанциями СПРс направленных антенн, с учетом влияния коэффициента усиления сигнала , определяется по формуле:

.

Формула для оценки требуемой дальности радиосвязи в случае использования радиостанциями СПРс направленных антенн имеет вид:



.

Графики на рис. 7 позволяют оценить требуемую дальность радиосвязи в зависимости от КУ полезного сигнала и площади территории СПРс , когда известно число радиостанций СПРс .



Рис. 7. Требуемая дальность радиосвязи и число радиостанций

при в случае использования направленных антенн

Таким образом, для сеанса в режиме требуемая дальность радиосвязи может быть уменьшена примерно в полтора раза по сравнению со случаем ненаправленных антенн. С точки зрения требуемой мощности передачи такое уменьшение требуемой дальности радиосвязи для параметра средних потерь распространения эквивалентно уменьшению требуемой мощности передатчика в пять раз.

Формула для оценки требуемого числа радиостанций в случае использования направленных антенн имеет вид:

Графики на рис. 7 позволяют оценить требуемое число радиостанций в зависимости от КУ полезного сигнала и дальности радиосвязи , когда известна площадь территории СПРс . Таким образом, для сети, построенной на основе радиостанций, работающих в режиме число радиосредств, требуемое для организации связи на заданной территории, может быть уменьшено в полтора раза по сравнению со случаем ненаправленных антенн.


В четвертой главе сформулирована задача оценки пропускной способности радиостанций самоорганизующейся радиосети.

Приводится методика оценки пропускной способности радиостанций с направленными антеннами в составе СПРс и примеры расчета.

Разработанная методика учитывает априорную неопределенность территориального распределения радиостанций, условия распространения радиоволн и вероятность передачи радиостанции. Полученные соотношения позволяют в явном виде определить пропускную способность радиостанций сети при использовании ненаправленных и адаптивно формируемых диаграмм направленности антенн.

Пропускная способность радиостанции СПРс определяется как вероятность успешной передачи за время одного слота при условии сеанса связи в этом слоте:



,

где – вероятность сеанса связи; – вероятность передачи радиостанции СПРс.

Вероятность успешного радиоприема определяется по формуле

где – коэффициент влияния медленных и быстрых замираний на вероятность успешного радиоприема; – число соседей радиостанции; – нормированное расстояние между передающей и принимающей радиостанциями; – требуемое отношение .



Рис. 8. Пропускная способность радиостанции СПРс при

для случая с ненаправленными и направленными антеннами

На рис. 8 представлены зависимости от при для случая ненаправленных и направленных антенн, когда радиостанции работают в режиме при (табл. 1). Анализ графиков на рис. 8 показывает увеличение пропускной способности по сравнению со случаем ненаправленных антенн.



В пятой главе поставлена задача разработки алгоритма управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. Для оценки пропускной способности и задержки передачи пакетов радиостанций, работающих согласно предложенному алгоритму, разработана дискретно-временная имитационная модель самоорганизующейся пакетной радиосети.

Согласно предложенному алгоритму, радиостанция СПРс может находиться в одном из 4 состояний:



  • дежурный прием (IDLE);

  • установление связи;

  • ведение связи;

  • ожидание (BACKOFF).

В режиме дежурного приема радиостанция работает без диаграммообразования, т.е. осуществляет прием с единичным усилением по всем азимутальным направлениям. Из режима дежурного приема радиостанция может перейти в режим установления связи – на прием или на передачу. В режим установления связи на передачу радиостанция переходит при поступлении пакетов. В режим установления связи на прием радиостанция переходит при получении кадра запроса на передачу – ORTS (Omni directional RTS) или DRTS (Directional RTS). В режим ведения связи на передачу радиостанция переходит при получении кадра разрешения на передачу OCTS (Omni directional CTS) или DCTS (Directional RTS). В режим ожидания радиостанция переходит из режима установления связи на передачу в том случае, если кадр разрешения на передачу OCTS (Omni directional CTS) или DCTS (Directional RTS) своевременно не получен.

Таким образом, процесс передачи, как и в режиме DCF, складывается из обмена четырьмя кадрами: запрос на передачу (RTS), разрешение на передачу (CTS), передача пакета информации (DATA) и подтверждения успешной передачи (ACK). При этом радиостанции не используют ни физический, ни виртуальный контроль занятости радиоканала, а в режим ожидания переходят из режима установления связи на передачу только в том случае, если кадр OCTS или DCTS своевременно не получен.

В результате успешного установления связи, т.е. при получении разрешения на передачу OCTS после отправки запроса на передачу ORTS, радиостанция формирует список соседей. Список соседей представляет собой таблицу, в которой содержится идентификатор соседней радиостанции (neighbor_id), ее азимутальное расположение (AoA_id), а также требуемая мощность передатчика.

В том случае, когда радиостанция – получатель находится в списке соседей радиостанции – отправителя, установление связи на передачу осуществляется отправкой направленного запроса на передачу DRTS. Обновление списка соседних радиостанций может происходить при изменении топологии радиосети в результате движения радиостанций.

В имитационной модели СПРс используется способ дискретного времени , при котором приращение (продвижение во времени) осуществляется с постоянным и независящим от состояния системы шагом . Доводом в пользу выбора данного подхода является тот факт, что в каждый момент времени функционирования радиосети необходимо выполнять расчет уровня внутрисистемных помех, создаваемых радиостанциями сети, работающими в общем радиоканале и осуществляющими адаптивное диаграммообразование, так как это является определяющим фактором возможностей пространственного уплотнения одновременных передач, и, следовательно, пропускной способности радиостанций.

Рис. 9. Функциональная схема и пример работы имитационной модели СПРс

Функциональная схема и пример работы дискретно-временной имитационной модели самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с направленными антеннами представлены на рис. 9.

Перед началом моделирования сформированная радиосеть проверяется по критерию связности радиостанций. Если радиосеть оказывается связной, начинается процесс моделирования.

Процесс моделирования включает два цикла. Первый цикл по числу интенсивностей трафика радиостанций сети необходим для оценки пропускной способности и задержки передачи радиостанции в зависимости от трафика радиостанции, который исчисляется числом информационных кадров DATA в единицу времени. В имитационной модели принято допущение о том, интервалы между поступления новых информационных кадров подчиняются закону Пуассона. Для каждой интенсивности трафика радиостанции Nтраф моделирование выполняется до тех пор, пока каждая радиостанция успешно не передаст требуемое число пакетов Nsuc_треб.

Оценка уровня внутрисистемных помех выполняется с учетом коэффициентов усиления круговых антенных решеток радиостанций сети на каждом отрезке времени , который принят равным 40 мкс.

При поступлении пакета на передачу, радиостанция отправитель выбирает радиостанцию получателя случайным образом из числа своих соседей. Соседи радиостанции определяются требуемой дальностью радиосвязи.

Основные параметры самоорганизующейся пакетной радиосети, использованные при имитационном моделировании: площадь территории , число радиостанций , мощность передатчика , чувствительность приемника , требуемое отношение сигнал/помеха , параметры круговой антенной решетки: , ; показатель средних потерь распространения , размер кадра DATA 1000 байт, размер кадров RTS/CTS/ACK 20 байт, скорость передачи 1 Мбит/c, размер слота 5 байт,

На рис. 10, 11 представлены зависимости пропускной способности и задержки передачи сообщений радиостанциями СПРс.

Рис. 10. Пропускная способность радиостанции

Анализ графиков на рис. 10 позволяет сделать следующий вывод: предварительное установление связи в совокупности с управлением направлением и мощностью излучения позволяет повысить пропускную способность радиостанции в два раза по сравнению со случаем ненаправленных антенн.

Рис. 11. Задержка передачи радиостанции



Нормированная величина задержки передачи определяется в единицах времени передачи одного информационного пакета DATA. Время передачи одного информационного пакета

В заключении перечисляются основные результаты диссертационной работы.

Приложение содержит математические выкладки, использованные при оценке вероятности успешного радиоприема.

основные результаты работы

  1. Разработана математическая модель режимов работы радиостанции с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети.

  2. Разработана методика оценки связности радиостанций с адаптивно формируемыми диаграммами направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети.

  3. Разработана методика оценки пропускной способности радиостанции с адаптивно формируемыми диаграммами направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети.

  4. Предложен алгоритм управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности в составе СПРс.

  5. Разработана дискретно-временная имитационная модель самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны.

  6. Результаты работы внедрены в учебный процесс.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ



  1. Фокин, Г.А. Оценка вероятности успешного радиоприема в самоорганизующихся пакетных радиосетях на основе радиостанций с направленными антеннами / В.Ю. Бабков. Г.А. Фокин // НТВ СПбГПУ. – СПб. – 2009. – № 4 – С. 77-84. (из перечня изданий, рекомендуемых ВАК).

  2. Фокин, Г.А. Особенности функционирования территориально-распределенных самоорганизующихся сетей радиосвязи с адаптивными антенными системами. // T-Comm Телекоммуникации и транспорт. – 2009. – №1. С.20-22. (из перечня изданий, рекомендуемых ВАК).

  3. Фокин, Г.А. Особенности планирования самоорганизующихся распределенных сетей радиосвязи // 61-я НТК / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2009. C.92-93.

  4. Фокин, Г.А. Оценка пропускной способности радиостанции территориально-распределенной сети радиосвязи с направленными антеннами // Труды учебных заведений связи / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2008. – № 179 – С.6-12.

  5. Фокин, Г.А., Моделирование сетей широкополосного радиодоступа / В.Ю. Бабков. Г.А. Фокин // Мобильные телекоммуникации. – 2008. – №1. С.16-19.

  6. Фокин, Г.А. Особенности частотно-территориального планирования сетей мобильного широкополосного радиодоступа WiMAX // 60-я НТК / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2008. С.52.

  7. Фокин, Г.А. Особенности частотно-территориального планирования сетей мобильного широкополосного радиодоступа / В.Ю. Бабков. Г.А. Фокин // Мобильные телекоммуникации. – 2007. №8. С.29-33.

  8. Фокин, Г.А. Пути адаптации сигнала к условиям многолучевого распространения в канале широкополосного беспроводного доступа // Труды учебных заведений связи / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2007. – № 176. С.204-213.

  9. Фокин, Г.А. Планирование сетей мобильной связи с кодовым разделением каналов в системе автоматизированного проектирования Oneplan RPLS CDMA: методические указания к лабораторным работам / В.Ю. Бабков, Г.А. Фокин, А.В. Руфова; ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2007. – 48с.

  10. Фокин, Г.А. Пути адаптации сигнала к условиям многолучевого распространения в канале широкополосного беспроводного доступа // 59-я НТК / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2007. С.65.

  11. Фокин, Г.А. Разработка требований к сигнально-кодовым конструкциям систем широкополосного беспроводного доступа // 58-я НТК / ГОУВПО СПбГУТ. – СПб, 2006. С.48.

________________________________________________________________

Подписано к печати 05.11.2009. Зак. № 36.

Объем 1 печ. л. Тир. 80 экз.




Тип. СПбГУТ. 191186 СПб, наб. р. Мойки, 61






Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница