Розробка засобів та синтез пристроїв визначення місцезнаходження мобільних станцій в мережі мобільного зв’язку - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗахищаються метод та пристрої навігаційного визначення з потрібною точністю місцезнаходження обєкта - носія мобільної станції у просторовій системі базових станцій мережі мобільного звязку. Розроблено математичні моделі сигналів та завад у мережі мобільного звязку стосовно системи визначення місцезнаходження, оцінені кількісні оцінки співвідношень сигнал/(завади плюс шум). Виконано статистичний синтез алгоритмів та пристроїв визначення сигналу та вимірювань його параметрів, які відіграють роль достатніх статистик для поточного оцінювання координат обєкта та екстраполяції координат та параметрів руху обєкта на наступний крок вимірювань. обоснованы предложения по выбору наиболее приемлемого метода позиционирования с учетом стоимости, потенциальных возможностей реализации и модификации при переходе на сети новых поколений, условий минимального вмешательства в инфраструктуру существующих и перспективных сетей мобильной связи; разработаны математические модели базовых станций как составляющих системы позиционирования, процессов сбора и анализа информации, необходимой для определения местоположения объекта, а также модели полезных сигналов, шумов и помех в каналах передачи сети мобильной связи применительно к задаче позиционирования;В Україні розвиток мобільного звязку йде бурними темпами: за оцінками експертів, число абонентів мобільного звязку в Україні на кінець 2006 р. складало більше 49 млн. чоловік, тобто перевищило чисельність населення і перевищує число користувачів стаціонарних телефонів. В подальшому будемо використовувати скорочення МС за аналогією з базовою станцією - БС.) В Європі число користувачів в цілому становить 608 млн. Найбільш поширеним стандартом мобільного звязку в країнах Європи та в світі є GSM. Роль автора в зазначених науково-дослідних темах і проектах, у яких дисертант був безпосереднім виконавцем, полягає в аналізі існуючих методів оцінки та засобів забезпечення надійності та ефективності визначення характеристик розповсюдження сигналів в радіомережах передачі даних, а також у розробці нових моделей і методів розрахунку завадостійкості та електромагнітної сумісності радіомереж. Для досягнення поставленої мети були вирішені такі основні задачі: - аналіз і систематизація існуючих та таких, що знаходяться у стані розробки, засобів позиціонування носіїв МС, ступеню їх точності, зручності, економічних аспектів впровадження та ринкової привабливості для пересічного клієнта - фізичної особи; розробка уточнених електродинамічних моделей розповсюдження хвиль у проміжній зоні та зоні Фраунгофера для діапазону, який застосовується у мобільному звязку, за умов функціонування системи у місті з щільною міською забудовою, у приміський та сільській місцевостях;У першому розділі детально проаналізовано стан та перспективи, технічні та економічні аспекти розвитку нових поколінь систем мобільного звязку. Показано, що для успішного впровадження послуг позиціонування у мережах мобільного звязку різних стандартів та поколінь необхідно мінімальне втручання в інфраструктуру мережі; особливо небажаною є необхідність модернізації (заміни) МС і повязані з нею фінансові витрати клієнтів. При програмній реалізації розроблених методів забезпечується мінімальне втручання в апаратну частину системи мобільного звязку та спрощуються технічні проблеми, оскільки всі системи управління мережами мобільного звязку повністю компютеризовані. Другий розділ присвячений розробці математичних моделей сигналів, шумів та завад, що поступають на вхід приймачів БС та МС при вирішенні задачі визначення сигналу та оцінювання його параметрів. Рівень бічних пелюсток автокореляційної функції такого сигналу складає приблизно, а відносна дисперсія бічних пелюсток дорівнює приблизно.У дисертаційній роботі розроблено метод визначення місцезнаходження обєкта - носія мобільної станції у мережі мобільного звязку з точністю, достатньою для візуального пошуку в щільній міській забудові або в лісовій (парковій) зоні. Метод полягає у послідовних вимірюваннях ліній рівних різниць дальностей у просторовій системі базових станцій. Розроблено уточнену електродинамічну модель розповсюдження хвиль над поверхнею зі складними (двохмасштабними) нерівностями природного або штучного походження. Розроблено методику розрахунку зон “тіні” з виключенням повторних затінень та методику врахування складових результуючого сигналу при дифракції на неоднорідностях будівель та споруд.

2. Основний зміст роботи