Системы радиодоступа 3G, HSPA и FDD в сравнении с технологией TDD

Предисловие научного редактора
Сведения об авторах
Другие издания WILEY и IEEE PRESS по данной
тематике
Предисловие
Благодарности
Глава 1. Системы CDMA третьего поколения
1.1. Введение
1.2. Основы систем CDMA
1.2.1. Основы широкополосного спектра
1.2.1.1. Скачки частоты
1.2.1.2. Прямая последовательность
1.2.2. Влияние многолучевых каналов
1.2.3. Приемник Rake
1.2.4. Коллективный, многостанционный доступ
1.2.4.1. Помехи входящей линии - DL
1.2.4.2. Помехи исходящей линии
1.2.4.3. Гауссова аппроксимация
1.2.5. Расширяющие коды
1.2.5.1. "-последовательности
1.2.5.2. Последовательности Голда
1.2.5.3. Расширенные "-последовательности [102]
1.2.6. Оценивание канала
1.2.6.1. Оценивание с использованием
контрольного канала
1.2.6.2. Оценивание исходящей линии UL с
использованием
контрольных символов
1.2.6.3. Оценивание канала по контрольным
символам с управлением
по решению
1.2.7. Заключение
1.3. Системы мобильной связи третьего
поколения
1.3.1. Введение
1.3.2. UTRA - система наземного радиодоступа
UMTS [59, 115, 117-124] . . . .
1.3.2.1. Характеристики UTRA
1.3.2.2. Транспортные каналы
1.3.2.3. Физические каналы
1.3.2.3.1. Выделенные физические каналы
1.3.2.3.2. Общие физические каналы
1.3.2.3.2.1. Общие физические каналы
режима FDD . . . .
1.3.2.3.2.2. Общие физические каналы в
режиме
временного дуплекса TDD
1.3.2.4. Мультиплексирование и кодирование
каналов в UTRA
1.3.2.4.1. Использование CRC
1.3.2.4.2. Объединение
последовательности транспортных
блоков - упорядочивание
1.3.2.4.3. Канальное кодирование
1.3.2.4.4. Дополнение радиоцикла
1.3.2.4.5. Первое перемежение
1.3.2.4.6. Сегментация радиоцикла
1.3.2.4.7. Согласование скоростей
1.3.2.4.8. Индикация перерыва передачи
1.3.2.4.9. Мультиплексирование
транспортного канала
1.3.2.4.10. Сегментация физического
канала
1.3.2.4.11. Второе перемежение
1.3.2.4.12. Вставка в физический канал
1.3.2.4.13. Вставка нескольких услуг с
различными скоростями
в физические каналы UL в режиме FDD [115]
1.3.2.4.14. Вставка канала данных на
скорости 4,1 кбит/с
в DPDCH (направление DL) в режиме FDD
1.3.2.4.15. Вставка нескольких каналов с
различными скоростями
в физические каналы (направление UL) в режиме
TDD [115]
1.3.2.5. Переменная скорость и мультикодовая
передача в UTRA
1.3.2.6. Расширение и модуляция
1.3.2.6.1. Ортогональные коды с
переменным коэффициентом
расширения
1.3.2.6.2. Скремблирующие
последовательности исходящей
линии UL
1.3.2.6.3. Скремблирующие
последовательности входящей
линии DL
1.3.2.6.4. Модуляция и расширение
сигналов исходящей
линии UL
1.3.2.6.5. Модуляция и расширение на
входящей линии DL
1.3.2.7. Произвольный доступ
1.3.2.7.1. Порядок произвольного
физического доступа,
инициированный мобильной станцией
1.3.2.7.2. Порядок доступа общего
пакетного канала
1.3.2.8. Управление мощностью
1.3.2.8.1. Управление мощностью в UTRA с
обратной связью . . . .
1.3.2.8.2. Управление мощностью в UTRA
без обратной связи . . .
1.3.2.9. Идентификация сот
1.3.2.9.1. Идентификация сот в режиме
FDD
1.3.2.9.2. Идентификация соты в режиме
TDD
1.3.2.10. Передача обслуживания
1.3.2.10.1. Плавная или внутрисистемная
передача
обслуживания
1.3.2.10.2. Жесткая или межсистемная
передача обслуживания . .
1.3.2.11. Межсотовая временная синхронизация
UTRA в режиме TDD . .
1.3.3. Система наземного радиодоступа
CDMA2000 [151-153]
1.3.3.1. Характеристики CDMA2000
1.3.3.2. Физические каналы в CDMA2000
1.3.3.3. Канальное кодирование и
мультиплексирование
1.3.3.4. Расширения и модуляции сигналов
1.3.3.4.1. Расширения и модуляции
сигналов на DL
1.3.3.4.2. Расширение и модуляция на UL
1.3.3.5. Произвольный доступ
1.3.3.6. Передача эстафеты обслуживания
1.3.4. Особенности улучшения показателей
работы
1.3.4.1. Методы разнесения передачи на
входящих линиях
1.3.4.1.1. Пространственно-временное
разнесение
передаваемых закодированных блоков
1.3.4.1.2. Разнесение передачи за счет
переключения во времени
1.3.4.1.3. Разнесение передачи с обратной
связью
1.3.4.2. Адаптивные антенны
1.3.4.3. Многопользовательское детектирование
и компенсация помех . .
1.3.5. Заключение по системам 3G
1.4. Итоги и выводы
Глава 2. Высокоскоростной пакетный доступ в
исходящем и входящем направлениях
2.1. Введение
2.2. Высокоскоростной пакетный доступ во
входящем направлении - DL
2.2.1. Физический уровень
2.2.1.1. Высокоскоростной входящий физический
канал совместного
использования (HS-PDSCH)
2.2.1.2. Высокоскоростной совместно
используемый канал
управления (HS-SCCH)
2.2.1.3. Высокоскоростной выделенный
физический канал
управления (HS-DPCCH)
2.2.2. Уровень управления доступом к среде
передачи (MAC)
2.3. Высокоскоростной пакетный доступ в
исходящем направлении
2.3.1. Физический слой
2.3.1.1. Расширенный выделенный физический
канал данных
(E-DPDCH)
2.3.1.2. Расширенный выделенный физический
канал
управления (E-DPCCH)
2.3.1.3. Расширенный выделенный канал
индикации процедуры
RARQ (E-HICH)
2.3.1.4. Расширенный выделенный канал с
абсолютным грантом
(E-AGSH)
2.3.1.5. Расширенный выделенный канал с
относительным грантом
(E-RGCH)
2.3.2. Уровень МАС
2.4. Аспекты технической реализации
2.4.1. Алгоритм детектирования каналов HS-
SCCH
2.4.1.1. Алгоритм Витерби, основанный на
разности метрик путей
2.4.1.2. Алгоритм Ямамото-Ито
2.4.1.3. Алгоритм минимальной разности метрик
путей
2.4.1.4. Алгоритм средней разности метрик путей
2.4.1.5. Алгоритм частоты разностей метрик
путей
2.4.1.6. Алгоритм последней разности метрик
путей
2.4.1.7. Качественные показатели алгоритмов
детектирования
2.4.2. Модуляция 16QAM
2.4.2.1. Оценка амплитуды и фазы
2.4.2.2. Эквалайзер (корректор)
2.4.3. Время обработки результатов процедуры
HARQ
2.4.4. Пик-фактор
Глава 3. Пакетные адаптивные беспроводные
приемопередатчики HSDPA
3.1. Введение
3.2. Узкополосная пакетная адаптивная
модуляция
3.3. Широкополосная пакетная адаптивная
модуляция
3.3.1. Метрики качества канала
3.4. Широкополосные
видеоприемопередатчики BbB-AQAM
3.5. Характеристики BbB-AQAM
3.6. Показатели видео широкополосной BbB-
AQAM
3.6.1. Пороги переключения AQAM
3.6.2. Показатели видеотелефонов с
турбокодированной AQAM
3.7. Адаптивные видеоприемопередатчики
CDMA с совместным детектированием
и последовательной передачей пакетов
3.7.1. Многопользовательское детектирование
в CDMA
3.7.2. Режимы сигнализации и адаптации модема
JD-ACDMA
3.7.3. Видеоприемопередатчик JD-ACDMA
3.7.4. Показатели видеоприемопередатчиков
JD-ACDMA
3.8. Видеоприемопередатчики OFDM с
адаптивными поддиапазонами
3.9. Итоги и заключение
Глава 4. Интеллектуальные антенные решетки и
формирование луча
4.1. Введение
4.2. Формирование луча
4.2.1. Параметры антенной решетки
4.2.2. Потенциальные преимущества
применения антенных решеток
в мобильной связи
4.2.2.1. Многолучевая передача [6]
4.2.2.2. Адаптивные лучи [6]
4.2.2.3 Управление положением нулей диаграммы
направленности
[6, 295]
4.2.2.4 Схемы разнесения [6, 296]
4.2.2.5. Снижение разброса задержек и замираний
при многолучевом
распространении
4.2.2.6. Подавление внутриканальных помех
4.2.2.7. Повышение пропускной способности и
спектральная
эффективность
4.2.2.8. Повышение эффективности передачи
4.2.2.9. Сокращение эстафетной передачи
обслуживания
4.2.3. Модель сигнала
4.2.4. Пример формирования луча
4.2.5. Аналоговое формирование луча
4.2.6. Цифровое формирование луча
4.2.7. Формирование диаграммы направленности
с разнесением элементов .
4.2.8. Формирователь диаграммы
направленности с разнесением лучей . . . .
4.3. Адаптивное формирование луча
4.3.1. Фиксированные лучи
4.3.2. Методы с использованием временных
опорных сигналов
4.3.2.1. Метод наименьших средних квадратов
4.3.2.2. Алгоритм нормированных наименьших
средних квадратов . . . .
4.3.2.3. Обращение матрицы отсчетов
4.3.2.4. Рекурсивный алгоритм наименьших
квадратов
4.3.3. Методы с использованием
пространственных опорных сигналов
4.3.3.1. Калибровка антенны
4.3.4. Слепая адаптация
4.3.4.1. Алгоритм постоянных модулей
4.3.5. Применение адаптивных решеток во
входящем направлении
4.3.6. Оценка качественных показателей
адаптивного формирования луча . .
4.3.6.1. Двухэлементная адаптивная антенна,
использующая обращение
матрицы отсчетов
4.3.6.2. Двухэлементная адаптивная антенна с
использованием метода
обычных наименьших средних квадратов
4.3.6.3. Двухэлементная адаптивная антенна с
использованием алгоритма нормированных
наименьших средних квадратов . . .
4.3.6.4. Качественные показатели
трехэлементной адаптивной
антенной решетки
4.3.6.5. Анализ сложности
4.4. Итоги и выводы
Глава 5. Адаптивные антенные решетки в сетях
сотовой связи FDMA/TDMA
5.1. Введение
5.2. Моделирование адаптивных антенных
решеток
5.2.1. Алгебраическая манипуляция с
оптимальным формированием луча . . .
5.2.2. Использование функций плотности
вероятности
5.2.3. Формирование луча методом обращения
матрицы отсчетов
5.3. Методы распределения каналов
5.3.1. Обзор методов распределения каналов
5.3.1.1. Фиксированное распределение каналов
5.3.1.1.1. Заимствование каналов
5.3.1.1.2. Гибкое распределение каналов
5.3.1.2. Динамическое распределение каналов
5.3.1.2.1. Алгоритмы DCA с
централизованным управлением . .
5.3.1.2.2. Распределенные алгоритмы DCA
5.3.1.2.3. Локально распределенные
алгоритмы DCA
5.3.1.3. Гибридное распределение каналов
5.3.1.4. Влияние процедур передачи
обслуживания
5.3.1.5. Влияние управления мощностью передачи
5.3.2. Моделирование алгоритмов
распределения каналов
5.3.2.1. Имитатор мобильной радиосети Netsim
5.3.2.1.1. Модель физического слоя
5.3.2.1.2. Модель теневого замирания
5.3.3. Обзор алгоритмов распределения каналов
	
5.3.3.1. Алгоритм фиксированного распределения
каналов
5.3.3.2. Распределенные алгоритмы
динамического распределения
каналов
5.3.3.3. Локально распределенные алгоритмы
динамического
распределения каналов
5.3.3.4. Параметры качества работы алгоритмов
5.3.3.5. Модель неоднородного трафика
5.3.4. Качественные показатели DCA без
адаптивных антенных решеток . . .
5.4. Использование адаптивных антенных
решеток
5.5. Среды с многолучевым распространением
5.6. Результаты моделирования качественных
показателей сети
5.6.1. Параметры, используемые при
моделировании системы
5.6.2. Результаты исследования работы
неперекрывающейся сети
5.6.2.1. Результаты исследования работы по
каналу прямой видимости
5.6.2.2. Результаты исследования работы по
многолучевому каналу . . .
5.6.2.3. Работа по каналу с многолучевым
распространением
с использованием управления мощностью
5.6.2.4. Передача по многолучевому каналу, в
котором используются
управление мощностью и адаптивная модуляция
5.6.2.5. Алгоритм управления мощностью и
адаптивной модуляции . . .
5.6.2.6. Качественные показатели динамического
распределения каналов
с использованием управления мощностью и AQAM
5.6.2.7. Обобщение исследования работы
неперекрывающейся сети
5.6.3. Результаты исследования качества
работы перекрывающейся сети
5.6.3.1. Результаты исследования качества
работы по каналу прямой
видимости
5.6.3.2. Результаты исследования качества
работы по многолучевому
каналу
5.6.3.3. Качество работы по многолучевому
каналу при использовании
управления мощностью
5.6.3.4. Качество работы сети на основе AQAM
при использовании
управления мощностью
5.7. Обобщение и выводы
Глава 6. Адаптивная модуляция, адаптивные
антенные решетки и сетевые принципы
высокоскоростного доступа HSDPA с частотным
дуплексом FDD
6.1. Введение
6.2. Доступ с кодовым разделением каналов и
прямым расширением спектра
6.3. Наземный радиодоступ UMTS
6.3.1. Расширение спектра и модуляция
6.3.2. Общий контрольный канал
6.3.3. Управление мощностью
6.3.3.1. Управление мощностью в исходящем
направлении UL
6.3.3.2. Управление мощностью во входящем
направлении DL
6.3.4. Мягкая передача обслуживания
6.3.5. Расчет отношения сигнала к помехе плюс
шум
6.3.5.1. Передача от базовой станции
6.3.5.2. Исходящая линия UL
6.3.6. Многопользовательское детектирование
6.4. Результаты моделирования
6.4.1. Параметры моделирования
6.4.2. Влияние управления мощностью на
проведение мягкой передачи
6.4.2.1. Фиксированные пороги уровня мощности
без замираний
6.4.2.2. Фиксированные пороги уровня мощности
при замираниях 0,5 Гц
6.4.2.3. Фиксированные пороги принимаемой
мощности контрольного
сигнала при замираниях с частотой 1 Гц
6.4.2.4. Основные итоги и выводы
6.4.2.5. Относительные уровни порогов
контрольных сигналов
без замираний
6.4.2.6. Относительные уровни порогов
контрольных сигналов
с замираниями частотой 0,5 Гц
6.4.2.7. Относительные уровни порогов
контрольных сигналов
с замираниями частотой 1Гц
6.4.2.8. Заключение
6.4.3. Результаты моделирования мягкой
передачи обслуживания,
основанного на отношении Ec/Io
6.4.3.1. Фиксированные пороги Ec/Io без
замираний
6.4.3.2. Фиксированные пороги Ec/Io при
замираниях с частотой 0,5 Гц .
6.4.3.3. Фиксированные пороги Ec/Io при
замираниях с частотой 1,0 Гц .
6.4.3.4. Итоги
6.4.3.5. Относительные пороги Ec/Io без
замираний
6.4.3.6. Относительные пороги Ec/Io при
замираниях с частотой 0,5 Гц .
6.4.3.7. Относительные пороги Ec/Io при
замираниях с частотой 1,0 Гц .
6.4.3.8. Итоги
6.4.4. Обзор результатов
6.4.5. Показатели адаптивных антенных
решеток в обстановке с высокой
скоростью передачи данных пешеходом
6.4.6. Показатели работы в условиях
высокоскоростной передачи данных пешеходом с
использованием адаптивных антенных решеток
и адаптивной модуляции
6.5. Итоги и выводы
Глава 7. Характеристики систем FDD/CDMA с hsdpa
при использовании слабосинхронизированных
расширяющих кодов
7.1. Влияние слабосинхронизированных
расширяющих кодов на качественные
показатели систем CDMA
7.1.1. Введение
7.1.2. Слабосинхронизированные коды [427]
7.1.3. Параметры системы
7.1.4. Результаты моделирования
7.1.5. Выводы
7.2. Влияние размера соты на качественные
показатели системы UTRA
7.2.1. Введение
7.2.2. Модель и параметры системы
7.2.3. Результаты моделирования и их
сравнение
7.2.3.1. Качественные показатели сети при
использовании адаптивных
антенных решеток
7.2.3.2. Качественные показатели сети при
использовании адаптивных
антенных решеток и адаптивной модуляции
7.2.4. Заключение и выводы
7.3. Влияние порога SINR на качественные
показатели систем CDMA
7.3.1. Введение
7.3.2. Результаты моделирования
7.3.3. Заключение и выводы
7.4. Характеристики сетевого уровня системы
CDMA с несколькими несущими . .
7.4.1. Введение [440]
7.4.2. Результаты моделирования
7.4.3. Заключение и выводы
Глава 8. Показатели сети типа HSDPA с TDD/CDMA
8.1. Введение
8.2. Сравнение режимов дуплекса FDD и TDD в
системе наземного
радиодоступа UMTS
8.2.1. Распределение спектров UTRA в режимах
FDD и TDD
8.2.2. Физические каналы
8.3. Система UTRA с TDD/CDMA
8.3.1. Физический слой режима TDD
8.3.2. Общий физический канал в режиме TDD
8.3.3. Управление мощностью
8.3.4. Опережение во времени
8.4. Сценарии помех в CDMA с TDD
8.4.1. Взаимные влияния между мобильными
станциями МС
8.4.2. Взаимные влияния между базовыми
станциями БС
8.5. Результаты моделирования
8.5.1. Параметры моделирования [416]
8.5.2. Показатели системы CDMA с TDD,
оснащенной адаптивными
антенными решетками
8.5.3. Показатели использования в системе типа
HSDPA с TDD адаптивных
антенных решеток и адаптивной модуляции
8.6. Показатели использования в системе типа
UTRA TDD/CDMA
слабосинхронизированных расширяющих кодов
8.6.1. Введение
8.6.2. Коды LS Codes в системе UTRA с
TDD/CDMA
8.6.3. Системные параметры
8.6.4. Результаты моделирования
8.6.5. Итоги и выводы
Глава 9. Влияния управления мощностью и жесткой
передачи обслуживания на показатели системы
UTRA с TDD/CDMA
9.1. Историческая ретроспектива систем
передачи обслуживания
9.2. Жесткая ЭПО в UTRA-подобных системах
TDD/CDMA
9.2.1. Жесткая процедура ЭПО, использующая
относительный уровень
контрольного сигнала
9.2.2. Результаты моделирования
9.2.2.1. Почти симметричные транспортные
нагрузки UL/DL
9.2.2.2. Асимметричный трафик
9.3. Управление мощностью в системах типа
UTRA с TDD/CDMA
9.3.1. Управление мощностью с обратной
связью в направлении DL
в системе UTRA с TDD
9.3.2. Управление мощностью с обратной
связью в исходящем направлении
системы UTRA с TDD
9.3.3. Результаты моделирования управления
мощностью с обратной связью .
9.3.3.1. Симметричные нагрузки трафика в
направлениях UL/DL
9.3.3.2. Асимметричный трафик с преобладанием в
исходящем
направлении UL
9.3.3.3. Асимметричные нагрузки с преобладанием
трафика
в нисходящем направлении DL
9.3.4. Управление мощностью без обратной
связи в восходящем тракте UL
системы UTRA TDD
9.3.5. Модель регулирования мощности при
задержке на цикл
9.3.5.1. Симметричный трафик в направлениях
UL/DL
9.3.5.2. Асимметричные нагрузки трафика
9.4. Итоги и выводы
Глава 10. Генетически модифицированные
показатели сети UTRA/TDD
10.1. Введение
10.2. Генетически модифицированная система
типа UTRA c TDD/CDMA
10.3. Результаты моделирования
10.4. Заключение и выводы
Глава 11. Выводы и дальнейшие исследования
11.1. Краткие выводы относительно
построения сети FDD
11.2. Итоги сравнения сетей с частотным FDD и
временным TDD дуплексом . . .
11.3. Дальнейшие исследования
11.3.1. Модифицированные целевые функции
11.3.2. Другие типы генетических алгоритмов
Глоссарий
Список литературы
Предметный указатель