В учебнике изложены теоретические вопросы современных систем сотовой связи. Рассмотрены наиболее сложные проблемы их построения и использования, приведены современные методы обработки сигналов в этих системах.
Учебник адресован студентам старших курсов, изучающим специальности связи, а также всем тем, кто интересуется современными технологиями сотовой связи.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 9
Глава 1. Методы многостанционного доступа в сотовых сетях 11
1.1. Основные принципы методов многостанционного доступа 11
1.2. Метод множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) 14
1.3. Метод множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) 23
Синхронизация и системное время в системе с временным разделением каналов.
Понятие временной иерархии 28
1.4. Метод множественного доступа с частотно-временным
разделением каналов (TDMA/FDMA) 31
1.5. Метод множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) 32
1.5.1. Выбор адресных последовательностей. Коды, близкие к ортогональным 36
1.5.2. Пользовательская емкость и пропускная способность
асинхронной системы CDMA. Необходимость точной регулировки мощности.
Критерий регулировки мощности 41
1.6. Методы дуплексной передачи данных 50
Временной и частотный дуплексы. Регулирование пропускной способности
дуплексных каналов. Симметричный и асимметричный дуплексы 51
1.7. Случайный доступ к каналу связи. Конкуренция за доступ к каналу 53
1.7.1. Алгоритм Алоха 54
1.7.2. Протоколы множественного случайного доступа
с обнаружением несущей 57
1.8. Организация множественного доступа в UMTS 63
1.9. Принципы множественного доступа в LTE 69
1.10. Методы множественного доступа. Задачи 74
Глава 2. Кодирование речевых сигналов в системах сотовой связи 77
2.1. Принцип кодирования речи на основе линейного предсказания 78
2.2. Вокодеры линейного предсказания сотовых систем связи 92
Глава 3. Проблемы передачи, приема и обработки данных
в каналах мобильной сотовой связи с шумами и замираниями 99
3.1. Замирания огибающей в каналах мобильной связи 99
3.2. Временное рассеяние 109
3.3. Частотное (доплеровское) рассеяние 115
3.4. Способы борьбы с ухудшением характеристик каналов связи,
вызванных временным и частотным рассеянием и замиранием огибающей 118
3.4.1. Использование эквалайзеров 120
3.4.2. Максимально-правдоподобное правило детектирования
последовательностей при наличии МСИ 141
3.4.3. Разнесение (diversity) 150
3.5. Проблемы передачи приема и обработка данных в каналах
мобильной сотовой связи с шумами и замираниями. Задачи 185
Глава 4. Методы цифровой модуляции и кодирования
в системах сотовой связи 191
4.1. Методы цифровой модуляции 194
4.1.1. Модуляция QPSK (OQPSK) 201
4.1.2. Модуляция MSK 202
4.1.3. Модуляция GMSK 206
4.1.4. Модуляции QAM 210
4.2. Блочное и сверточное кодирование в системах сотовой связи 213
4.2.1. Блочное кодирование 216
4.2.2. Сверточное кодирование 232
4.2.3. Перемежение в системах мобильной связи 262
4.3. Mетоды цифровой модуляции и кодирования. Задачи 264
Глава 5. Сети связи 269
5.1. Классификация сетей связи 269
5.1.1. Коммутируемые и некоммутируемые сети связи.
Сети связи различной структуры 269
5.1.2. Сети с коммутацией каналов, сообщений и пакетов 274
5.2. Обзор наиболее известных протоколов сетей с коммутацией пакетов 292
5.2.1. Стандартизация и описание сетей связи.
Модель OSI 292
5.2.2. Протокол X.25 298
5.2.3. Протокол TCP/IP 301
5.2.4. Сети ATM 312
5.3. Система сигнализации ОКС № 7 323
5.3.1. Подсистема передачи сообщений (MTP) 328
5.3.2. Подсистема управления соединением сигнализации (SCCP) 335
5.4. Технология ARQ 341
5.4.1. ARQ с остановкой и ожиданием 342
5.4.2. ARQ на N шагов назад 346
5.4.3. ARQ с выборочным повтором 349
Глава 6. Концепция повторно используемых частотных
каналов в системах сотовой связи 351
6.1. Структура зоны покрытия сотовой системы связи 351
6.2. Методы увеличения абонентской емкости сотовой сети.
Влияния соканальной помехи на характеристики производительности сети 366
6.2.1. Использование системы с направленными антеннами
для уменьшения влияния соканальной помехи. Секторинг (sectoring) 367
6.2.2. Концепция микросотовых зон (microzones) 371
6.2.3. Разбиение сот (splitting) 376
6.2.4. Динамическое регулирование пропускной способности сотовой системы 381
6.3. Расчет основных параметров (бюджета) радиолиний сотовой системы связи 384
6.3.1. Определение мощности передатчика 388
6.3.2. Определение интервала повторного использования частот 391
6.4. Регулирование и анализ трафика 395
Вероятностное моделирование трафика 397
6.5. Концепция систем сотовой связи. Задачи 409
Заключение 413
Библиографический список 414