Технические науки/ 6.Электротехника и радиоэлектроника

К.т.н., доц. Герасіна О.В., Дегтярь Д.М.

ДВНЗ «Національний гірничий університет», Україна

Підвищення пропускної здатності бездротової системи зв'язку стандарту LTE

LTE (Long-Term Evolution) – стандарт бездротової високошвидкісної передачі даних, що працює, використовуючи частотний (FDD – Frequency Division Duplex) та часовий (TDD – Time Division Duplex) дуплекси.

Режим FDD – двосторонній зв'язок, що має розділення сигналу на дві частоти (одна частота для прийому даних (download), інша – для передачі (upload)). Це дозволяє поліпшити якість зв'язку та зменшити затримки при передачі даних. Зв'язок у режимі TDD здійснюється завдяки часовому ущільненню каналів передачі і прийому даних на одній частоті. Завдяки цьому досягається найбільш оптимальний перерозподіл ресурсів ліній радіозв'язку.

Оскільки технологія LTE здатна комбінувати ці два режими зв’язку, базовій станції потрібно визначити по якому з них йде передача сигналу. Для вирішення цієї проблеми було вдосконалено алгоритм виявлення передавача у системі з LTE шляхом додавання першого інформаційного біту у преамбулу кадру передачі, який вказує у якому режимі дуплексу працює мережа.

Оцінка ефективності використання запропонованого алгоритму виявлення передавача у системі з LTE проводилась за допомогою стандартних та розроблених програм у середовищі Matlab.

На рис. 1 наведено графіки спектру переданого і отриманого сигналу із використанням вдосконаленого та існуючого алгоритму. Обидва графіка спектру підкреслюють вибірковість за частотою із завмиранням у часі. Встановлено, що при використанні удосконаленого алгоритму спектр сигналу більш компактний (вузький), що забезпечується його гладкістю (безперервністю), тобто гладкістю моделюючої функції. Таким чином, це призводить до більш високої пропускної здатності лінії передачі.

Рис. 1 - Спектр переданого і отриманого сигналу із використанням існуючого (а) та вдосконаленого (б) алгоритму

На рис. 2 наведено графік залежності ймовірності бітової пакетної похибки (BER – Bit Error Rate) від відношення сигнал/шум (SNR – Signal to Noise Ratio) систем зв’язку з LTE із використанням вдосконаленого та існуючого алгоритму. Встановлено, що використання вдосконаленого алгоритму підвищує завадостійкість каналу зв'язку, знижує BER у середньому на 5%.

Рис. 2 – Залежність BER від SNR для систем з використанням існуючого та удосконаленого алгоритму

Література:

1. Гельгор А.Л. Технология LTE мобильной передачи данных: учеб. пособие / А.Л. Гельгор, Е.А. Попов – СПб.: Изд-во Политехнич. ун-та, 2011. – 204 с.

2. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 768 с.