Исследование спектральной эффективности беспроводных телекоммуникационных систем - Дипломная работа

Область электрической связи в настоящее время испытывает революционные преобразования, связанные с глобализацией производственных и экономических процессов в мировом сообществе; этому соответствует зарождение и развитие новых технологий: слияние компьютерных и телекоммуникационных систем, внедрение волоконнооптической техники, развитие цифровых методов и устройств передачи, хранение и обработка информации. Поповым (1895 г.) радиосвязь из научно-фантастической абстракции, представляющей интерес для узкого круга специалистов, превратилась в мощный инструмент решения прикладных задач как государственного, так и бытового уровня. За короткое время средства радиосвязи прочно вошли в жизнь каждого человека, обеспечив получение и обмен информацией без привязки к конкретному месту, интегрировались в современные информационные сети и системы передачи информации. В настоящее время радиосвязь позволяет реализовать полный спектр информационных услуг: передачу телефонных сообщений, обмен данными, подключение к глобальным информационным сетям, получение и передачу видеоизображений, телевидение и т.д. Радиосвязь дополняет и расширяет возможности проводной связи, дает свободу передвижения, а в некоторых случаях осуществляет обмен информацией.Классификация систем радиосвязи (рисунок 1) включает огромное, постоянно увеличивающееся, количество видов, отличающихся назначением и характеристиками, обеспечивающих удовлетворение всех, даже самых специфичных, нужд человечества. Интерес к системам радиодоступа вызван, прежде всего, их способностью решить проблему доставки услуг связи непосредственно абоненту: проблемы «последней мили» и «последнего шага». Преимущества радиосвязи, проявляющиеся в отсутствии проводов между входящим в сеть абонентским оборудованием и коммутатором, делают незаменимыми средства радиодоступа в проектах «интеллектуального дома», офиса. Средства беспроводных коммуникаций позволят в соответствии с развиваемыми проектами сэкономить значительное количество тепла, электроэнергии и обеспечат нахождение человека в удобном и индивидуально приспособленном домашнем информационном пространстве, где все бытовые устройства нключены в единую беспроводную информационную сеть. Вне своего дома абонент находится во внешней сети связи, которую специалисты представляют в виде многостандартной, ориентированной на конкретного абонента в соответствии с его поведением и местонахождением.[1] Одной из составляющих такой сети является сеть широкополосного радиодоступа, позволяющая подключиться к сети Интернет в локальной зоне свободного доступа (WIFI, HOTSPOT) либо в рамках электронного города (технология WIMAX).В России радиодоступ к АТС осуществлялся через систему «Алтай». В настоящее время в России производятся системы радиодоступа в диапазонах И)...57,5 МГЦ (оборудование УТК-015), 300 МГЦ (оборудование «Алтай» и МРТ 1327), 450 МГЦ (оборудование УТК-01). Второе поколение систем радиодоступа (1980-е гг.) - узкополосные цифровые системы радиодоступа к цифровым и аналоговым АТС (рисунок 3), которые появились благодаря повышению требований к качеству передачи речи и появлению передачи данных. Сети второго поколения обеспечивают одновременной связью от нескольких сотен до нескольких тысяч абонентов. Для возможности использования в компьютерных сетях связи преимуществ радиосвязи и обеспечения требуемой скорости передачи данных между компьютерами в Институте инженеров связи ШЕЕ (США) была организована исследовательская группа по стандартизации 802.11 оборудования беспроводных локальных сетей (WLAN).Функциональные характеристики содержат допустимые варианты структуры системы которая включает: 1) максимальное количество АС в системе; 2) количество АС на одну БС и одну несущую частоту, 3) количество БС, входящих в систему, 4) количество коммутаторов и станций технического мониторинга, управления и обслуживания, 5) программное обеспечение, включающее версии программной реализации протоколов обмена, 6) программы учета объемов обмена информацией (биллинга), мониторинга и управления в сети. Параметры и характеристики радиоинтерфейса для АС и БС включают диапазон частот, полосу частот, занимаемую сигналом ?FC,, шаг сетки частот ?fm,, стабильность частоты, вид модуляции и тип сигнала, параметры передатчиков, такие как мощность излучения и шаг изменения мощности, параметры приемников, характеристики антенн, описание протокола обмена информацией в радиоканале. Внешними показателями качества функционирования системы радиодоступа служат: - пропускная способность канала, сети, - скорость передачи информации в радиоканале, - максимальная дальность связи при заданном качестве услуг связи, - показатели качества услуг связи, Коэффициент эффективности использования часготно-территориального ресурса определяет удельную пропускную способность сети при использовании разных видов ресурсов Безопасностью связи называется способность системы радиодоступа противостоять несанкционированному подключению к сети, доступу к информации, циркулирующей в сети и изменению

Содержание спектральный беспроводной двоичный спектр

Введение

1. Обоснование путей спектральной эффективности беспроводных телекоммуникационных сетей

1.1 Классификация систем радиосвязи

1.2 Этапы развития беспроводных систем

1.3 Параметры, характеристики и функции систем радиодоступа

1.4 Показатели эффективности и телекоммуникационных систем

1.5 Пути повышения спектральной эффективности

2. Анализ особенностей аналитического определения спектральных параметров

2.1 Обоснование спектрально-эффективных форм импульсов

2.2 Обоснование спектрально-эффективных видов двоичной манипуляции

3. Оценка спектрально-эффективной двоичной манипуляции с компактным спектром

3.1 Основные свойства сигналов с гауссовой манипуляцией и минимальным сдвигом

3.2 Особенности метода манипуляции сигналов с минимальным сдвигом (ММС)

3.3 Гауссовая модуляция с минимальным сдвигом

3.4 Энергетический спектр сигнала ММС

4. Анализ эффективных методов модуляции, используемых в современных беспроводных телекоммуникационных системах

4.1 Сигналы с фазовой модуляцией (PSK)

4.2 Сигналы с квадратурной амплитудной модуляцией

4.3 Сигналы с OFDM модуляцией

Заключение

Список использованных источников

Область электрической связи в настоящее время испытывает революционные преобразования, связанные с глобализацией производственных и экономических процессов в мировом сообществе; этому соответствует зарождение и развитие новых технологий: слияние компьютерных и телекоммуникационных систем, внедрение волоконнооптической техники, развитие цифровых методов и устройств передачи, хранение и обработка информации.

С изобретением радио русским ученым А.С. Поповым (1895 г.) радиосвязь из научно-фантастической абстракции, представляющей интерес для узкого круга специалистов, превратилась в мощный инструмент решения прикладных задач как государственного, так и бытового уровня. За короткое время средства радиосвязи прочно вошли в жизнь каждого человека, обеспечив получение и обмен информацией без привязки к конкретному месту, интегрировались в современные информационные сети и системы передачи информации.

В настоящее время радиосвязь позволяет реализовать полный спектр информационных услуг: передачу телефонных сообщений, обмен данными, подключение к глобальным информационным сетям, получение и передачу видеоизображений, телевидение и т.д. Радиосвязь дополняет и расширяет возможности проводной связи, дает свободу передвижения, а в некоторых случаях осуществляет обмен информацией. Итак, применение средств радиосвязи реализует единое информационное пространство, позволяющее в любой точке планеты и в любое время получать необходимые (оплаченные) услуги связи.

Роль радиосвязи в обществе и технике постоянно возрастает: создаются высокоэффективные системы управления техническими объектами, производственными, технологическими и другими процессами. Смена технологий радиосвязи происходит примерно раз в 3-5 лет.

Цель дипломной работы - совершенствование учебно-методического комплекса дисциплины Беспроводные телекоммуникационные системы путем более детального и более конкретного рассмотрения спектральной эффективности на практике.

Основные задачи исследования.

- Анализ основных характеристик беспроводных систем связи.

- Анализ факторов, влияющих на эффективность функционирования систем беспроводной связи.

- Методы повышения спектральной эффективности систем беспроводной связи.

- Особенности расчета спектральной эффективности систем беспроводной связи .

- Примеры определения спектральной эффективности для перспективных систем сотовой связи.

1. Обоснование путей повышения спектральной эффективности беспроводных телекоммуникационных систем