Приемные устройства сотовой связи стандарта LTE

В результате найдены эффективная излучаемая передатчиком мощность (ЭИИМ) и зависимость L(R).Далее построим графическую зависимость мощности сигнала от данного передатчика на расстоянии R от него.Таким образом, имея графическую зависимость (см. рис. 2.5), на этой же координатной плоскости можно провести горизонтальную прямую соответствующую чувствительности приемника, и обязательно учесть, что сигнал до приемника доходит через приемную антенну, имеющую соответствующий коэффициент усиления. Точка пересечения полученной зависимости с построенной прямой чувствительности и будет определять граничное расстояние между передатчиком и приемником, при котором вещательный сигнал еще будет распознаваться приемником. В данном случае .Рис.2.5 – Графическая зависимость мощности сигнала от данного передатчика на расстоянии RМобильная связь в городских условиях сопровождается явлениями, которые существенно влияют на характеристики принимаемых сигналов. Затенение пути распространения сигнала большими препятствиями (неоднородность рельефа, здания, гражданское строительство), таким образом, приводит к так называемому медленному замиранию. Многонаправленное распространение радиоволн приводит к быстрому замиранию, поскольку это мешает отдельным копиям сигнала, поступающим в точку приема со случайной фазой и задержкой.Расчет числа базовых станций по абонентской емкостиСущественным вопросом планирования любой сети мобильной связи является выбор числа секторов в сотах Мсек, которое в общем случае может принимать значения 1; 3; 6 [5, 6]. Само значение этого параметра сотовой структуры двояко влияет на работу СМС и ее технико-экономические характеристики. С одной стороны, увеличение Мсек целесообразно, поскольку уменьшает количество мешающих сигналов в системе и тем самым косвенно увеличивает ее пропускную способность. С другой – это приводит к определенному усложнению и удорожанию оборудования и затрат на его эксплуатацию. В связи с этим оптимальным будет выбор следующих параметров радиосигнала: частота f=2,6 ГГц, ширина радиоканала 20 МГц [12].Компромиссным решением этого вопроса для данной системы можно считать выбор значения Мсек=3, которое обеспечивает при прочих равных условиях хорошие перспективы развития системы.В каждом секторе будем использовать по 1 радиоканалу с указанной выше шириной полосы частот 20 МГц с применением режима MIMO 4x2. Максимальная скорость передачи сигнала по такому радиоканалу с применением модуляции 64-КAM составляет 326 Мбит/с [12]. Расчетное значение максимальной скорости передачи в радиоканале принимается меньшей на 20…25 %; примем в качестве такового значение Rрк=300 Мбит/с. Число каналов трафика (КТ) в одном секторе одной соты определяется по формуле Nкт сек=[Rрк / Rаб] , (2.36)в которой Rрк – расчетная скорость передачи цифрового сигнала в радиоканале (300 Мбит/с); Rаб – минимальная гарантированная скорость передачи абонентских сигналов в час наибольшей нагрузки (ЧНН), значение которой и составляет 30 Мбит/c. Подставляя данные в (2.36), получаемNкт сек= [300/30] = 10.По номограмме Эрланга (см. рис. 2.6) при полученном значении Nкт сек=10 и заданном допустимом значении вероятности блокировки рбл=4 % находится допустимая нагрузка одной БС, которая составит Асек=7 Эрл [10].Рис.2.6 – Зависимость допустимой нагрузки в секторе от числа каналов трафика и процента блокировкиДалее рассчитывается число абонентов, обслуживаемых одной БС в ЧННNаб бс=Mсек∙[Асек/А1],(2.37)где А1 - значение абонентской нагрузки от 1 среднестатистического абонента в ЧНН. Примем значение А1=0,07 Эрл, подставляя которое в (2.37), получаемNаб бс= 3∙[7/0,07] = 300.Затем определяется необходимое число БС/сот при сплошном покрытии территории обслуживания по формулеNбс=[Nаб/Nаб бс]+u, (2.38)где Nаб– число абонентов в проектируемой сети 18000+3000; u=0, если результат в [∙] – целое число, u=1, если результат в [∙] – дробное число. Подставляя в (2.38) данные, получаемNбс= [21000/300]+0 = 70.Далее рассчитываем радиус сот [14] , (2.39)где Sто=44,4 км2 – площадь ТО. Подставляя данные в (2.39), получаем.Расчет экранирования от прямого луча передатчикаМощность передатчика: Рп=2 Вт;Рабочая частота:f=109 ГЦ;Коэффициент направленности излучателя: G=500;Расстояние от антенны до рабочей точки: х=20м.Рабочая частота f>300МГц, а значит, для нормирования безопасности следует учитывать не только напряженность электрического и магнитного поля, но и плотность потока энергии. Именно она определяет зону индукции возле источника и формирует характер поля. Согласно ГОСТу 12.1.006-76 «Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности», допустимая плотность потока энергии в течение рабочего дня составит:ППЭп.д.=0,1 Вт/м2 ;Плотность потока энергии на расстоянии 20 м. от передатчика равна:ППЭх = Вт/м2; (2.40)Необходимая кратность ослабления: (2.41)Толщина материала экрана: (2.42)Расчет величины проводят, выбрав в качестве материала экрана алюминиевый, определим, величину для f=109 Гц ; м; (2.43)тогда толщина алюминиевого (потока) экрана составит: = 3,540,0810-3=0,28310-3мТаким образом, толщина алюминиевого экрана выбирается по соображениям конструктивного оформления. = 110-3 м2.4 Исследование помехоустойчивости MIMO – OFDM системБольшое количество научных исследований посвящено проведению сравнительного анализа различных методов детектирования сигналов в системах с многоэлементными антенными решетками.Наиболее распространенным является метод наименьших квадратов (минимум среднеквадратической ошибки, ZeroForcing - ZF). Следует отметить, что указанный метод предполагает стационарность случайного процесса, что редко достижимо в условиях частотной и временной избирательности канала связи рассматриваемых систем. В работах [12] рассматривались только модуляции с небольшим числом M бит на один символ (BPSK: M = 1, QPSK: M = 2). Проведенные исследования доказали, что характеристики MIMO-систем отличаются в значительной степени при использовании разных методов обнаружения сигналов. Разница может достигать 6-10 децибел, и при этом была отмечена особая сложность реализации ML-метода.На данный момент одним из наиболее эффективных методов решения данной проблемы может являться использование антенных решеток, включающих слабокоррелированные элементы, которые обеспечивают MIMO-технологию [14].В пункте 2.1 на рисунке 2.4 была представлена структурная схема системы MIMO, которая позволяет реализовать увеличение производительности линии связи за счет формирования нескольких различных физических каналов связи.Произведем оценку помехозащищенности канала связи с применением системы MIMO. В работе [21] была предложена программная реализация MIMO канала в среде Simulink пакета прикладных программ MatLAB. Из всевозможных вариантов построения MIMO канала выберем архитектура на основе пространственно-временного кодирования. Такая схема предложена Alamouti [15] и является наиболее эффективным видом неадаптивной радиопередачи, так как объединяет пространственное и временное разнесения. Структурная схема имитатора изображена на рисунке 2.8.Рис. 2.8 - Структурная схема MIMO канала(2*2) в среде SimulinkПоскольку понятие спектральной плотности мощности шума No описывает нормированный параметр Eb/No, подробнее опишем понятие мощности шума. Введём понятие метрики качества системы цифровой связи, которая представляет собой график зависимости вероятности появления ошибочного бита BEP (BitErrorProbability) от отношения Eb/No. Отношение Eb/No - это безразмерная величина, характеризующая производительность и помехоустойчивость системы связи. Поэтому для цифровых систем связи таким параметром является нормированный параметр Eb/No [3].Исследования помехоустойчивости проводятся для MIMO-OFDM-систем связи с двумя конфигурациями Nt × Nr передающих и приемных антенн (2×2 и 2×4). Результаты моделирования для 2×2-MIMO-OFDM-системы (с двумя передающими и двумя приемными антеннами) представлены в таблице 2.2 для BPSK, QPSK, 16-QAM и 64-QAM модуляций соответственно. Среднеквадратичная задержка канала равнялась 50 нс. Согласно рекомендациям стандарта IEEE 802.16, были выбраны частотно-временные параметры OFDM-символов, а число поднесущих составляло 96, что эквивалентно удвоению полосы передачи. В таблице 2.3 представлены относительные потери, связанные с использованием ZF-метода, по отношению к ML-методу при переносе пакетов, имеющих вероятность ошибки (PER) равную 0,01.Таблица 2.3 Относительные потери в отношении сигнал-шум ZF- метода по отношению к ML-методу для 2x2-MIMOИз таблицы 2.3 видно, что относительные потери в отношении сигнал- шум ZF-метода по отношению к ML-методу меньше при QAM- модуляции и большей скорости кода.Из полученных результатов можно сделать вывод, что использование технологии MIMO позволяет обеспечить существенно меньшую вероятность битовой ошибки при тех же значениях отношения сигнал/шум, что и для случаев SISO, SIMO, MISO.Таблица 2.4Относительные потери в отношении сигнал-шум ZF-метода по отношению к ML-методу для 2x4-MIMOИз таблицы 2.3 видно, что относительные потери в отношении сигнал- шум ZF-метода по отношению к ML-методу для 2x4-MIMO меньше, чем для 2x2-MIMO.Относительные потери в отношении сигнал-шум BPSK, QPSK, 16-QAM и 64-QAM модуляций для 2×4 в 4-5 раз меньше, чем 2×2-MIMO-OFDM- системы.В результате моделирования получены значения SNR при уровне BER 10-6 (согласно спецификации стандарта,IEEE 802.16m) [6], приведённые в таблице 2.1. Значение SNR при данном уровне BER соответствуют нормам стандарта IEEE 802.16m.Таблица 2.5Зависимость BER от SNR для различных типов модуляцииК основным, наиболее широко изучаемым причинам снижения качества сигнала, относятся: искажение сигнала и снижение значения отношения сигнал/шум (SNR — Signal Noise Ratio).По отношению к аналоговым сигналам критерием качества является показатель S/N (SignaltoNoise), Для цифрового сигнала данный критерий обозначается как Eb/No (формула (2.17)). Здесь Eb— энергия бита, определяемая как произведение мощности сигнала S и времени передачи одного бита Tb; No— спектральная плотность мощности шума, которую можно выразить как отношение мощности шума N к ширине полосы пропускания W.(2.44)Время передачи одного бита можно представить как 1/R, где R — битовая скорость, т.к. время и скорость передачи бита взаимно обратны: (2.45)Для более наглядного выделения отношения сигнал/шум представим формулу (2.18) в следующем виде:(2.46)Рассчитывая мощность N реального белого шума в полосе частот W (Г ц), используется абсолютная температура источника шума Т, измеряемая в Кельвинах (К0 = С0 + 273) и спектральная плотность мощности шума, измеряемая в Вт/Гц:(2.47)Наибольшая мощность шума от теплового источника вычисляется по формуле (3.5):(2.48)где — постоянная Больцмана.Для расчётов наиболее удобным является применение формулы (2.20) в виде :(2.49)(2.50)Зная, что энергия сигнала , а мощность шума ,где — время передачи сигнала, получаем формулу:(2.51)Величина представляет коэффициент пересчёта отношения энергий сигнала и шума в отношение их средних мощностей. Число уровней амплитуд L при передаче цифрового сигнала с форматом модуляции M-КAM (QAM), где M представляет разрядность модуляции, определяем из формулы:(2.52)Таким образом, отношение сигнал/шум принимает вид:, (2.53)где –коэффициент маппинга (число бит на символ информации)Ещё одним показателем, характеризующим отношение мощностей, является отношение несущая/шум (C/N). , (2.54)где fs– символьная скорость.В цифровых системах радиосвязи используется обозначение Eb/No - отношение энергии одного бита к спектральной плотности шума, согласно формуле (2.25).Используя формулу пересчёта , можно вычислить показатель BER при заранее известном уровне SNR:(2.55)где – скорость кодированияВероятность битовой ошибки в Гауссовском канале распространения имеет вид:(2.56)где Q(x) является табличной величиной. Для х<3 значение параметра Q(x) можно рассчитать по формуле:(2.57)Результаты расчетов сведем в таблице 2.5Таблица 2.6Зависимость BER от SNR по результат эксперимента и расчётовТаким образом, из расчётов видно, что при заданном значении SNR=13,5 дБ уровень BER также соответствует требованиям качества к каналу связи технологии LTE.Для минимизации расчётов на практике пользуются кривыми зависимости BER от SNR(Eb/No), представленными в логарифмическом масштабе (Рис. 2.9).Рис. 2.9 – Кривые зависимости BER от Eb/Noв логарифмическом масштабе2.5 Выводы по разделуНа современном этапе развитие общества характеризуется постоянно возрастающим ростом удаленного взаимодействия между пользователями, а также необходимостью предоставления пользователям доступа к различным мультимедийным услугам с высокой скоростью и требуемым уровнем качества. Как было показано выше, это требует разработки новых методов повышения производительности беспроводных систем радиодоступа, обеспечивающих при этом заданный уровень качества сервиса (QoS).При оценке эффективности системы передачи данных можно считать одним из основных критерием пропускную способность данной системы. Данный критерий удобен тем, что позволяет учесть основные параметры и факторы, оказывающие влияние на эффективность системы радиодоступа и позволяет системно рассматривать данную проблему, т.к. она связана с одной стороны с повышением спектральной эффективности данной системы передачи данных, при условии постоянства частотных и временных ресурсов канала связи, а с другой необходимостью обеспечения заданного уровня качества передачи, т.е. достоверности передаваемой информации, определяемой режимами работы систем и параметрами используемых сигналов.Схема с разнесенной передачей с использованием нескольких приемо-передающих антенн позволяет повысить качество сигнала на приеме путем простого распределения сигнала по передающим антеннам. В главе произведено моделирование MIMO-канала в среде Simulink пакета прикладных программ MatLAB, также MIMO-OFDM-система связи с двумя конфигурациями Nt×Nr передающих и приемных антенн (2x2 и 2x4).Стандарт беспроводной широкополосной передачи данных LTE несомненно имеет привилегии на телекоммуникационном рынке перед другими технологиями. Однако, в настоящее время спрос всё больше проявляется на получение качественных услуг связи. Поэтому актуальным остаётся вопрос повышения помехоустойчивости каналов связи и пропускной способности данных систем радиодоступа.Повышению помехоустойчивости каналов связи технологии LTE способствует поддержка многоантенной системы MIMO, использование квадратурной амплитудной модуляции, а также применение технологии OFDM. Кроме того, применение данных технологий существенно повышает скорость передачи данных и снижает задержки. Глава 3. Разработка модуля связи стандарта LTE3.1 Использование направленных антенн по технологии MIMOС целью исследования эффективности применения технологии MIMO, было принято решение о выборе антенны, которая будет поддерживать данную технологию. Выбор остановился на модели Agata AX-2520P – это мощная антенна, работающая в частотном диапазоне от 2400 до 2700 МГц, и имеющая двойную поляризацию с коэффициентом усиления 21 дБи.Для обеспечения надежной работы антенну можно установить на мачте или столбе, при этом она выполнена из сварной стальной конструкции. Это обеспечивает высокий коэффициент усиления и передачу сигнала на большие расстояния. Кроме того, антенна легкого веса, компактна и устойчива к ветру. Она прекрасно подходит для использования на открытом воздухе и охватывает радиус до пятнадцати километров.Литье сплава магния и алюминия обеспечивает высокую прочность антенны, которая выполнена в форме сетчатой конструкции. Этот дизайн существенно снижает опрокидывание антенны и поддерживает стабильность энергетических параметров канала связи. Данная антенна обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что делает ее идеальным выбором для создания беспроводных каналов связи в условиях перегруженности частотного диапазона и наличия внешних помех на базовых станциях. Кроме того, она может использоваться в качестве абонентской антенны для обеспечения стабильности и надежности канала связи в условиях повышенных требований.Таблица 3.1Технические характеристики антенны Agata AX-2520PЭлектрические характеристикиAX-2520P MIMO 2x2Рабочий диапазон частот, МГц2500-2700Усиление, dBi19-20 х 2Ширина ДН в Н-плоскости, град13-15Ширина ДН в Е-плоскости, град13-15Продолжение таблицы 3.1Уровень боковых лепестков, не более-12dBРазвязка между портами, не менее35dBВходное сопротивление, Ом50КСВ в рабочем диапазоне частот, не более1,5Допустимая мощность, Вт50Поляризациягор.+верт.Механические характеристикиМасса с креплением, г3195Креплениемачта диаметром 20-52ммДиапазон рабочих температур,гр. Цельсия-40....+60Габаритные размеры без крепления, м0,45х0,45х0,06Допустимая скорость ветра, м/сек20Разъем2хN-femaleМатериал защитной коробкиABS-пластик с защитой от ультрафиолетового излученияМатериал экранастальМатериал креплениястальЗащитное покрытиепорошковая полимерная краскаРис. 3.1 – Диаграммы направленности антенны AX-2520P MIMO 2x2Вход №1(слева). Плоскость Н -красным цветом, плоскость Е - синим цветомВход №2(справа). Плоскость Е -красным цветом, плоскость Н - синим цветом3.2Разработка иммитационной модели MIMO-систем стандарта LTEПроведем моделирование сети в программе RadioMobileГлавное окно программы представлено на рисунке 3.2.В первую очередь необходимо выбрать область, на которой будут происходить исследования радиотрассы. Также необходимо ввести размеры области исследования в км. Выбираем квадрат со стороной 10 км. На основании загруженных карт высот для данного района программа строит графическую карту высот. Рис.3.2 – Программа RadioMobileРис.3.3 – Ввод координат объекта и радиуса зоны исследованияРис.3.4 – Графическое представление карты высотНа данном изображении можно определить оптимальные места для размещения станций и передающих антенн, учитывая карту высот города. Природная возвышенность делит город на две половины с неравномерной высотой почвы, что усложняет прием сигнала. Для оптимизации принятия сигналов рекомендуется размещать базовые станции на высоких мачтах или на вершинах возвышенности, учитывая географическое положение и относительную высоту между передающей станцией и получателем на карте рельефа.На следующем рисунке представлена карта дорог по данным сервиса YandexMaps для заданной территории. (Рис.3.10).На этом рисунке можно сопоставить положение города относительно карты высот. Как можно видеть, город находится в низине. Программа позволяет также выполнить и наложение фотографий для более точного определения месторасположения станций и вышек. Наложение представлено на рисунке 3.5Рис.3.5 –Карты дорог на заданный район исследованияРис.3.6 – Аэрофотографии района проектированияНа следующем рисунке указаны местоположения станций. В данном примере моделирование ведется для двух станций. Общее число станций определено в пункте 4.4 и составляет 70 штук.Круговая диаграмма под номером 3.7 демонстрирует зону покрытия первой станции. По изображению можно заметить, что данная станция установлена на высоком уровне, благодаря чему охват ее зоны находится в пределах стабильного приема.Рис.3.7 – Месторасположение станцийДля выбранного канала связи программа позволяет построить трассу распространения волн вдоль созданного радиоканала с учетом профиля земли. Рисунки 3.8 – 3.10. На рисунках 3.1 – 3.12 изображены зоны покрытия станций 1 и 2 соответственно.Рис.3.8 – Круговая диаграмма зоны охвата базовой станцииРис.3.9 – Профиль земной поверхности по трассе распространения волнРис.3.10 – Изменение уровня сигнала на входе приемника в соответствии с профилем земной поверхностиРис.3.11 – Диаграмма направленности станции 1Рис.3.12 – Диаграмма направленности станции 2Представленные данные свидетельствуют о наличии надежной связи между станциями, которые расположены на одной стороне холма. Необходимо учитывать сложности, связанные с городской застройкой и перепадами высот, в соответствии с этим зона уверенного приема составляет около 6,9 км. Каждое моделирование было проведено на основе прямой видимости.По данному изображению видно, что размещенная на высоком участке станция охватывает значительную часть района и создает зону стабильного приема. Однако, одной станции недостаточно для обеспечения пользователей необходимой скоростью соединения. Таким образом, наиболее важным фактором для данного объекта является установка дополнительных станций, обеспечивающих высокие скорости соединения пользователям.3.3. Структурная схема ЦСЗадачами разработки структурных схем станций ССР (БС, ЦС, РРС) является адаптация типовых структурных схем соответствующего типа станций к рассчитанным в процессе проектирования показателям разрабатываемой ССР. Конкретно это состоит в том, чтобы изобразить эти структурные схемы с учетом рассчитанного числа приемопередатчиков, наличия или отсутствия разнесенного приема, используемого в сети числа СРРЛ, числа элементарных цифровых потоков Е1. На рисунке 3.13. приведена общая структурная схема ЦС.Рис.3.13- Общая структурная схема ЦСНа рисунке 3.11 приняты следующие обозначения: ЦКПС – центр коммутации подвижной связи; ЦЭО – центр эксплуатации и обслуживания; ВС – внешние сети (ЦСИО, ТфОП, Интернет и др.); PPC – радиорелейная станция.3.4. Структурная схема БСНа рисунке 3.14 приведена общая структурная схема 3-х секторной БС (eNodeB). Рис.3.14 - Общая структурная схема типовой БС планируемой системыЗдесь приняты следующие обозначения: Пр1…Пр3 и Пд1…Пд3 – канальные приемники и передатчики в соответствующих секторах БС; БО – местный блок обслуживания (клавиатура, дисплей, процессор); КОБС – контролирующее оборудование БС; ПК – персональный компьютер; А1…А3 – приемопередающие секторные антенны БС.3.5. Структурные схемы РРСНа рисунке 3.15 приведена общая структурная схема оконечной РРС (ОРС). Здесь приняты следующие обозначения: - РРС – радиорелейная станция; - E1 – первичный цифровой поток 2,048 Мбит/с; - Mux и DeMux – мультиплексор и демультиплексор цифровых потоков; - ТОПпр и ТОПпд – тракт (цифровой) основной полосы приемный и передающий, соответственно; - ТПЧпр и ТПЧпд – приемный и передающий тракт промежуточной частоты; - ТВЧпр и ТВЧпд – приемный и передающий тракт высокой частоты; - Ц – циркулятор; - А – приемопередающая антенна ОРС.Отметим, что всего на ЦС потребовалось бы сконструировать 6 многоствольных РРС (по числу ветвей СЛ, исходящих из ЦС). Напротив, ОРС, размещаемая на БС на границе территории обслуживания, – одноствольная. Такая ОРС изображена на рисунке 3.3.Рис.3.16 - Общая структурная схема ОРСПриемопередающая часть построена по супергетеродинной схеме. При этом за счет использования довольно низкой промежуточной частоты удается получить высокую избирательность по соседнему каналу. На рисунке 3.4 изображена общая структурная схема промежуточной РРС (ПРС). Здесь приняты следующие обозначения: - Пд1, Пд2, Пр1,Пр2 – приемники и передатчики ПРС.Рис.3.17 - Общая структурная схема ПРСЕсли антенна A1 принимает сигнал частоты f1, который обрабатывается приемником Pr1, то антенна A2 излучает сигнал частоты f2. Для дальнейшего уменьшения вмешательства от межгосударственных препятствий топология сети SRL строится зигзагообразно.В случае, когда ОРД "узловая", то есть если она соединяет более 2 ветвей магистрали, то ее оборудования включает, среди прочего, устройство распределения каналов.Следует отметить, что, как правило, РРЛ строятся с учетом возможности избытка ствола приемника в случае выхода из строя рабочего оборудования. Если есть оговорка, количество радиомодулей в схемах 3.3 и 3.4 удваивается, а между антенной и блоком радиомодуля находится блок коммутации, который выбирает рабочий набор приемника.Для улучшения линейности амплитудной характеристики передатчика используются третьи гармонические компенсаторы искажений, которые можно установить в ИК-тракте (ПСК) или в микроволновом тракте (ЛНЗ). Сигнал с выхода передатчика переходит к антенне через блоки разделительных фильтров (РЧ).Приемник преобразует сигнал из диапазона рабочей частоты в промежуточную частоту и усиливает этот сигнал до нужного уровня.3.6 Выводы по разделуВ целом, раздел посвящен анализу оптимальных вариантов повышения эффективности беспроводных систем доступа. В рамках этого процесса был выполнен обзор современных цифровых методов модуляции, использованных в радиодоступных системах, для выявления их основных достоинств и недостатков. Кроме того, были углубленно изучены методы оптимизации канальных ресурсов для систем множественного доступа.Из проведенного анализа можно выявить, что основным недостатком беспроводных систем радиодоступа является затруднительность расширения пропускной способности каналов связи без потери высокого качества передачи данных и снижения уровня ошибок. Исследования показывают, что преимущественным путем решения данной проблемы является использование антенных решёток (MIMO-технология) и связанных с ними методов, таких как пространственно-временная обработка сигналов, кодирование и передача информации.ЗаключениеВ данной выпускной работе проанализированы современные технологии мобильных телекоммуникационных систем на основе стандарта LTE. Проведенные исследования позволили выявить основные направления развития, которые могут значительно улучшить технические параметры стандартов радиодоступа и передачи данных в сотовых связях. В работе освещены новейшие технологии, используемые в системах радиодоступа и сотовых связях, и проведен детальный анализ их преимуществ и возможностей.На данный момент перспективным направлением является улучшение пространственно-временного кодирования с несколькими передающими/приемными антеннами. Исследования демонстрируют, что качество сигнала определяется не только внешними факторами, но и методами обработки данных в радиоканале. Чтобы повысить качество радиосигнала, используются способы многопозиционной модуляции и кодирования в пространстве сигнала.Исследование помехоустойчивости канала связи технологии LTE было проведено при помощи программной реализации в среде MatLAB, где были использованы различные типы модуляции: BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM. Для достижения достаточного уровня BER необходимого уровня, значение SNR было выставлено в блоке AWGN. Метод моделирования, который был представлен в данной работе, позволяет повысить эффективность работы систем радиодоступа в условиях пиковых нагрузок и чрезвычайно сложных условий. Рассмотренные решения были подтверждены в процессе экспериментов, в которых были получены значения BER при заданном уровне сигнала для каналов с системами SISO и MIMO. Было выявлено, что каналы с системой MIMO имеют большую помехоустойчивость, чем с системой SISO. Помехоустойчивость модели канала MIMO (2x2), которая была рассмотрена в работе, соответствует стандартам IEEE 802.16m.С целью проверки теоретических постулатов на практике была построена имитационная модель сети стандарта LTE в городской местности. Проведенное моделирование функционирования сети передачи данных подтвердило высокую эффективность использования систем связи на базе технологии LTE. Конкретно, использование конфигурации нескольких антенн дало возможность достигнуть зоны уверенного приема радиоволны в 8,1 км, что соответствует расчетам, изложенным в исследовании.Список использованных источников