Моделирование систем беспроводной связи

Введение .................................................................................................................. 5

1 Методологические основы моделирования............................................................ 7

1.1 Основные положения........................................................................................... 7

1.2 Классификация моделей ..................................................................................... 9

1.3 Принципы построения математических моделей............................................... 12

1.4 Принципы системного подхода в моделировании............................................. 15

1.5 Понятие о вычислительном эксперименте......................................................... 18

1.5.1 Оценка адекватности ..................................................................................... 19

1.5.2 Оценка устойчивости ..................................................................................... 20

1.5.3 Оценка чувствительности............................................................................... 21

2 Моделирование каналов связи............................................................................ 22

2.1 Цифровой канал связи...................................................................................... 22

2.2 Модели физических каналов.............................................................................26

2.2.1 Линейный фильтрующий канал...................................................................... 27

2.2.2 Линейный фильтрующий канал с переменными параметрами...................... 28

3 Моделирование сигналов в системах передачи информации............................. 30

3.1 Представление полосовых сигналов ................................................................ 30

3.2 Комплексная огибающая. Векторное представление сигнала .......................... 32

3.3 Квадратурный модулятор................................................................................. 33

3.4 Межсимвольная интерференция. Фильтр Найквиста ....................................... 34

3.4.1 Формирующий фильтр Найквиста для устранения МСИ................................ 38

3.4.2 Физически реализуемый формирующий фильтр

«приподнятого косинуса»...................................................................................... 41

3.4.3 Формирующий фильтр для согласованного приема сигналов.

Фильтр «корень из приподнятого косинуса»......................................................... 43

3.4.4 Квадратурная фазовая модуляция (QPSK) ................................................... 45

3.4.5 Структурная схема QPSK-модулятора........................................................... 47

3.5 Моделирование спектра QPSK-сигнала с помощью фильтров Найквиста....... 50

3.6 Модуляция π/4DQPSK..................................................................................... 53

3.7 Ортогональная модуляция .............................................................................. 56

3.7.1 Биортогональные сигналы ............................................................................57

3.7.2 Демодуляция (корреляционный прием) ортогональных сигналов ................ 57

3.7.3 Оценки помехоустойчивости при когерентном приеме ............................... 59

3.8 Ортогональное частотное мультиплексирование данных (OFDM)................... 60

4 Моделирование каналов со множественным доступом .................................... 65

4.1 Множественный доступ с частотным разделением......................................... 67

4.2 Множественный доступ с временным разделением ...................................... 71

4.3 Множественный доступ с кодовым разделением........................................... 74

4.4 Множественный доступ с ортогональным частотным

мультиплексированием (OFDMA)......................................................................... 77

5 Моделирование сигналов с расширением спектра .......................................... 85

5.1 Псевдослучайные последовательности и их свойства.................................... 87

5.2 Линейные последовательности

максимальной длины (m-последовательности) ................................................... 90

5.3 Последовательности Голда (g-последовательности) ...................................... 95

5.4 Последовательности Касами (k-последовательности).................................... 96

6 Моделирование пространственно-временного кодирования ........................ 107

6.1 Канал передачи данных для систем MIMO 2×2 ........................................... 109

6.2 Методы оценки сообщения по принимаемому сигналу ............................... 111

7 Моделирование систем мобильной связи третьего поколения ...................... 115

8 Моделирование радиорелейных систем связи .............................................. 149

8.1 Построение пролетов ЦРРЛ......................................................................... 151

8.2 Расчет уровней сигналов ............................................................................. 159

Заключение........................................................................................................163

Литература......................................................................................................... 164

Глоссарий........................................................................................................... 166