ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВЯЗИ В ТЕХНОЛОГИИ LTE C МIMO НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДАПТИВНОГО ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО КОДИРОВАНИЯ

Краткое описание

Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроники

На правах рукописи

Хуссам Дхеа Камиль Aл-Джанаби

УДК 621.382

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВЯЗИ В ТЕХНОЛОГИИ LTE C МIMO
НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДАПТИВНОГО
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО КОДИРОВАНИЯ

05.12.02 – Телекоммуникационные системы и сети

Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Научный руководитель
Лошаков Валерий Андреевич
доктор технических наук
профессор

Харьков – 2013

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ......................... 5
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 7
1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПРИЧИН УХУДШЕНИЯ КАЧЕСТВА СВЯЗИ
В СИСТЕМАХ LTE ............................................................................................ 12
1.1 Основные тенденции эволюции систем широкополосного
радиодоступа ................................................................................................. 12
1.2 Сетевая архитектура для технологиии LTE ............................................... 14
1.3 Сравнение радиоинтерфейсов технологий LTE и WIMAX .................... 16
1.4 Основные причины ухудшения характеристики качества связи
в системах LTE .............................................................................................. 23
1.5 Методы уменьшения влияния замираний сигналов, связанных с
межлучевой интерференцией в системах LTE .......................................... 31
1.5.1 Использование OFDM ......................................................................... 31
1.5.2 Пространственное разнесение – использование MIMO .................. 35
1.6 Системы LTE c МІМО и обратной связью между терминалом и
базовой станцией .......................................................................................... 37
1.7 Анализ пропускной способности cистемы LTE с МIМО ........................ 43
1.8 Использование адаптивной модуляции в системах LTE .......................... 47
1.9 Направления совершенствования систем LTE с MIMO ........................... 49
Выводы по разделу 1 .............................................................................................. 51
2 АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ LTE С MIMO
НА ФИЗИЧЕСКОМ УРОВНЕ............................................................................ 53
2.1 Математическое моделирование процессов в системах LTE с МІМО .... 53
2.2 Математическая модель релеевского канала.............................................. 54
2.3 Вероятность битовой ошибки в релеевском канале .................................. 57
2.4 Вероятность битовой ошибки в многолучевом релеевском канале
при произвольном числе антенн в системе MIMO .................................... 63
3
2.5 Математическая модель райсовского канала ............................................. 66
2.6 Вероятность битовой ошибки в райсовском канале .................................. 68
2.7 Результаты имитационного моделирования процессов
физического уровня в системе LTE с MIMO .............................................. 70
Выводы по разделу 2 .............................................................................................. 74
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ МОДУЛЯЦИИ В
КАНАЛАХ MIMO .............................................................................................. 76
3.1 Адаптивная модуляция в LTE ...................................................................... 76
3.1.1 Адаптивная модуляция в каналах MIMO .......................................... 77
3.1.2 Оценка элементов матрицы канала .............................................. 82
3.2 Использование калмановской фильтрации для оценки
матрицы канала ............................................................................................. 84
3.3 Предсказание матрицы канала в системе LTE c MIMO ............................ 88
3.4 Адаптивная модуляция в частотной области ............................................. 92
3.5 Решение задачи управления передающими устройствами при
адаптивной модляции в LTE с MIMO. Использование
пространственно-временного кодирования ................................................ 93
Выводы по разделу 3 .............................................................................................. 97
4 ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА В СИСТЕМЕ LTE,
ОСНОВАННАЯ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ АДАПТИВНЫХ
АНТЕННЫХ РЕШЕТОК .................................................................................... 99
4.1 Методы адаптивной пространственно-временной обработки в LTE ...... 100
4.2. Адаптивное формирование диаграммы направленности в LTE ............. 102
4.3 Особенности реализации однорежимного алгоритма адаптивной
пространственно-временной обработки в LTE с MIMO ........................... 109
4.4 Результаты моделирования работы MIMO LTE с использованием
однорежимного алгоритма адаптации по пилотному сигналу ................. 113
Выводы по разделу 4 .............................................................................................. 117
4
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
ТЕХНОЛОГИИ LTE С MIMO ......................................................................... 118
5.1 Результаты имитационного моделирования LTE с адаптивной
модуляцией в каналах МIMO ....................................................................... 118
5.2 Результаты экспериментального исследования механизма адаптации
системы связи с MIMO .................................................................................. 122
5.3 Рекомендации по использованию систем LTE с MIMO в
беспроводных сенсорных сетях .................................................................... 125
5.3.1 Обеспечение произвольного доступа в беспроводной
сенсорной сети ................................................................................ 125
5.3.2 Оценка энергетической эффективности беспроводной
сенсорной сети на основе технологии LTE c MIMO ......................... 126
Выводы по разделу 5 .............................................................................................. 129
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ ......................................................................................... 131
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................. 134
Приложение А. Адаптивная модуляция в каналах МIMO ................................. 144
Приложение Б. Адаптивная модуляция в каналах MIMO с
использованием фильтра Калмана ............................................. 151
Приложение В. Tекст программы анализа сходимости процесса адаптации .. 157
Акт внедрения результатов в НИР ....................................................................... 159
Акт внедрения результатов в учебный процесс .................................................. 160

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
LTE – Long Term Evolution – технология мобильной связи,
предполагающая ее эволюционное долговременное развитие
WiMAX – Worldwide Interoperability for Microwave Access – технология
широкополосного радиодоступа в микроволновом диапазоне
CDMA – Code Division Multiple Access – многостанционный доступ с
кодовым разделением каналов
MIMO – Multi Input Multi Output – система со многими входами – многими
выходами
MISO – Multi Input Single Output – система со многими входами – одним
выходом
SIMO – Single Input Multi Output – система с одним входом – многими
выходами
SISO – Single Input Single Output – система с одним входом – одним
выходом
SDMA − Spatial Division Multiple Access – множественный доступ с
пространственным разнесением
CDD − Cyclic Delay Diversity – разнесения с циклически изменяющимися
сдвигами
OSTBC – Orthogonal Space-Time Block Codes – ортогональные
пространственно-временные коды
OSTTC – Orthogonal Space Time Trellis Codes – ортогональные
пространственно-временные решетчатые коды
OSTPBC – Orthogonal Space Time-Polarization Block Codes – ортогональные
пространственно-временные поляризационные блочные коды
BLAST – Bell laboratories LAyered Space-Time – метод пространственно-
временных слоев лаборатории Белла
OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing – мультиплексирование с
ортогональным частотным разделением сигналов
6
SC-FDMA – Single-Carrier-FrequencyDivision Multiple Access – множественный
доступ с частотным разделением каналов с одной несущей
IDFT – Inverse Discrete Fourier Transform – обратное дискретное
Фурье-преобразование
CP − Сyclic-Prefix – циклический префикс
RI − Rank Indicator – индикатор ранга
CQI − Channel Quality Indicator – индикатор качества канала
PMI − Precoding Matrix Indicator – индикатор прекодирующей матрицы
HARQ − Hybrid Automatic Repeat reQuest – процедура повторной передачи
FPC − Fractional Power Control – частичное управление мощностью
OI − Overload Indicator – индикатор перегрузки
BPSK – Binary Phase Shift Keying – двухпозиционная фазовая манипуляция
CCK – Complementary Code Keying – комплементарная кодовая манипуляция
QAM – Quadrature Amplitude Modulation – квадратурная амплитудная
модуляция
BER – Bit Error Rate – вероятность битовых ошибок
SNR – Signal to Noise Ratio – отношение сигнал/шум (ОСШ)
ZF – Zero Forcing – метод обнуления
MMSE – Minimum Mean Square Error – оценка по минимуму
среднеквадратической ошибки
ML – Maximum Likelihood – метод максимально правдоподобной оценки
FIR – Finite Impulse Response Filter – фильтр с конечной характеристикой
(КИХ-фильтр)
ПВОС − пространственно-временная обработка сигналов
ААР − адаптивная антенная решетка
АКП – адаптивный компенсатор помех

ВВЕДЕНИЕ
Развитие мобильной связи идет в двух направлениях – революционном и
эволюционном. Революционный путь заключается в разработке принципиально
новых радиотехнологий. Эволюционный подход более прагматичный, он требует
меньших капитальных затрат и времени, поскольку опирается на существующие,
хорошо освоенные операторами, технологии и предполагает активное
привлечение последних достижений революционных технологий. Одной из
наиболее развитых концепций беспроводных сотовых сетей поколения 4G,
предполагающей эволюционное развитие систем мобильной связи, является
программа LTE, отраженная в документах Release 8 проекта 3GPP [1, 2, 3].
Использование множественных антенн MIMO является одним из наиболее
важных направлений в развитии технологии LTE. При этом высокая
пропускная способность, которую должны обеспечивать эти системы, зависит
от эффективности использования каналов связи, а, значит, от способности
адаптироваться к реальным, быстро меняющимся, характеристикам
широкополосных беспроводных каналов связи. Направления совершенствования
систем LTE с МIMO и выбор метода адаптации к изменению этих
характеристик зависят от наличия или отсутствия прямой видимости.
В условиях отсутствия прямой видимости каналы MIMO оказываются
практически некоррелированными, что значительно повышает эффективность
применения MIMO. В MIMO-системах для разделения каналов применяется
пространственно-временное или пространственно-частотное кодирование.
При этом важным резервом улучшения качества связи систем LTE с MIMO
является их адаптация к изменениям параметров отдельных пространственных
каналов, обеспечивающая наиболее полную реализацию имеющегося временного
и частотного ресурса за счет соответствующих изменений параметров сигналов
во временной или (и) частотной областях.
При наличии прямой видимости резко возрастает степень корреляции
сигналов в MIMO-каналах, что делает возможным организацию связи с
8
абонентом по узкому лучу, формируемому в соответствии с заявкой.
Для формирования пучка узких лучей могут быть использованы программные
методы и алгоритмы адаптивных антенных решеток, синтезированные
для нестационарной сигнально-помеховой обстановки, т.е. физическое и
математическое формирование лучей, где первый метод физически зависит от
изменения направления передачи и приема, а второй выбирает наилучшую
составляющую канала математически. При этом совершенствование методов
адаптивной пространственно-временной обработки сигналов в системах LTE
также является весьма актуальным.
Очевидно, что дальнейшее эволюционное развитие систем сотовой
связи LTE с множественными антеннами немыслимо без использования
всех имеющихся ресурсов во временной, частотной, пространственно-
временный и пространственно-частотной областях, а также помехоустойчивого
кодирования, чтобы минимизировать передаваемую мощность и, в то же время,
увеличивать пропускную способность системы связи путем адаптации к
состоянию радиоканала.
Таким образом, актуальной является научная задача, которая состоит в
разработке методов повышения качества передачи информации в системах
сотовой связи LTE с MIMO на основе пространственно-временного кодирования с
использованием адаптивных методов модуляции и пространственно-временной
обработки сигналов.
Связь работы с научными программами, планами и темами
Диссертационные исследования связаны с реализацией положений
«Концепции национальной информационной политики» и «Основных принципов
развития информационного общества в Украине на 2007–2015 годы».
Материалы диссертации использованы в научно-исследовательской работе
№261-1 «Методы повышения продуктивности беспроводных сетей следующего
поколения», которая выполнялась в Харьковском национальном университете
радиоэлектроники (ХНУРЕ), и где диссертант был исполнителем.
9
Цель и задачи исследований
Целью исследования является улучшение качества связи в технологии
LTE с MIMO с использованием адаптивных методов модуляции и
пространственно-временной обработки сигналов. Для достижения этой цели в
работе решены следующие задачи:
− исследование влияния замираний в пространственных каналах на
характеристики качества связи техологии LTE с применением имитационного
моделирования и анализ возможностей повышения качества связи за счет
рационального выбора конфигурации MIMO и методов пространственно-
временного и пространственно-частотного кодирования;
− анализ влияния вида многопозиционной модуляции на работоспособность
технологии MIMO в условиях реального существенного отличия характеристик
отдельных пространственных каналов при различной конфигурации MIMO;
− разработка управляющей модели адаптивной модуляции в каналах
MIMO с использованием калмановской фильтрации для оценки изменений
параметров отдельных пространственных каналов;
− разработка метода пространственно-временной обработки сигналов в
технологии LTE, основанного на использовании адаптивных антенных решеток;
− анализ эффективности предложенных адаптивных методов повышения
качества связи с использованием имитационного моделирования и натурных
испытаний, а также разработка практических предложений по улучшению
качества технологии LTE с MIMO и ее использования в беспроводных
сенсорных сетях.
Объект исследования. Процессы функционирования систем сотовой
связи технологии LTE с MIMO.
Предмет исследования. Модели и методы повышения качества связи в
системах LTE с MIMO, основанные на использовании адаптивных методов
модуляции и пространственно-временной обработки сигналов.
Методы исследований базируются на основных положениях радиофизики,
теории электросвязи, системного анализа, математической статистики, теории
10
вероятностей, теории оптимизации, теории оценивания и управления, методах
пространственно-временной обработки сигналов, имитационного моделирования
и натурного эксперимента.
Научная новизна полученных результатов
1. Предложен новый метод адаптивной модуляции в каналах МIМО
технологии LTE, основанный на выборе более высокой кратности
многопозиционной модуляции в пространственных каналах с низким уровнем
затуханий и с меньшей кратностью модуляции в каналах с высоким уровнем
затухания сигналов.
2. Предложен новый метод оценивания параметров пространственных
каналов MIMO технологии LTE на основе калмановской фильтрации, которая
обеспечивает повышенные качество и скорость оценки, необходимые для
адаптивного выбора вида многопозиционной модуляции.
3. Усовершенствован метод пространственно-временной обработки
сигналов в системе LTE, основанный на использовании адаптивных антенных
решеток c однорежимным алгоритмом адаптации по пилотному сигналу.
Практическое значение полученных результатов
Разработанные математические модели и метод адаптивной моуляции в
каналах МIМО, учитывающие особенности базовых станций и пользовательских
терминалов, позволили выявить и предложить новые практические пути
повышения производительности систем сотовой связи LTE на основе более
полного использования пространственного, временного и частотного ресурса.
Результаты диссертации использованы в научно-исследовательской работе
№261-1 «Методы повышения продуктивности беспроводных сетей следующего
поколения», которая выполнялась в Харьковском национальном университете
радиоэлектроники, и где диссертант был исполнителем. Предложенный метод
адаптивной модуляции в каналах МIМО использован в учебном процессе
кафедры телекоммуникационных систем, в частности, в дисциплине «Системы
абонентского радиодоступа». Использование результатов диссертационной
работы подтверждено соответствующими актами внедрения.
11
Личный вклад соискателя в совместных публикациях
В работах [51–63] автору принадлежат такие научные результаты:
в работе [51] – предложено использование метода линейного предсказания
коэффициентов передачи каналов МІМО, проведен расчет по этому методу;
в работе [52] – анализ особенностей использования ОFDM и МІМО в
технологии LTE; в работе [53] – исследование зависимости вероятности
ошибки от отношения сигнал/шум при различных конфигурациях MIMO;
в работе [54] – анализ эффективности использования метода эквализации в
технологии LTE; в работе [55] – предложено адаптивное управление
параметрами сигналов в частотной области и принцип его реализации в
технологии LTE; в работе [56] – анализ возможости энергосбережения в
беспроводных сенсорных сетях на основе технологии LTE с MIMO; в работе
[57] – анализ эффективности использования метода адаптивной модуляции в
LTE с MIMO; в работе [58] – сравнительный анализ радиоинтерфейсов WiMАХ
и LTE; в работе [59] – анализ возможностей улучшения характеристик качества
связи в беспроводных сенсорных сетях за счет использования технологии LTE с
MIMO; в работе [60] – анализ производительности LTE с MIMO при OFDMA и
SC-FDMA; в работе [61] – сравнительный анализ методов адаптации в
технологии LTE с MIMO; в работе [62] – методика экспериментального
исследования мобильного WiMAX; в работе [63] – использование адаптивной
модуляции в системах радиодоступа с MIMO в частотной области.
Апробация результатов диссертации
Результаты докладывались на научных семинарах кафедры телекоммуни-
кационных систем ХНУРЭ, а также на пяти международных форумах и
конференциях. Все выступления по теме диссертации.
Публикации
Основные положения диссертации отражены в восьми статьях,
опубликованных в специализированных изданиях, включенных в перечень
МОН Украины, а также в шести тезисах докладов на международных форумах
и конференциях.

Список литературы

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
В диссертационной работе решена актуальная научно-прикладная задача
повышения качества передачи информации в системах сотовой связи LTE с
MIMO на основе использования адаптивных методов модуляции и адаптивной
пространственно-временной обработки сигналов.
Значение результатов диссертациоонного исследования для науки и
практики состоит в том, что разработанные математические модели и методы
адаптивной модуляции, которые учитывают особенности базовых станций и
терминалов пользователей, позволили выявить и предложить новые
практические пути повышения производительности технологии LTE.
Выводы и рекомендации по научному и практическому использованию
полученных результатов следующие:
1. Важным направлением развития систем LTE с MIMO является их
адаптация к изменениям параметров радиоканала, чтобы как можно полнее
использовать пространственный, временной и частотный ресурсы, а также
минимизировать мощность на передачу при одновременном увеличении или
сохранении пропускной способности системы связи.
2. Разработка рациональных путей и оптимальних по выбранному
критерию алгоритмов адаптации невозможна без объективной оценки
параметров быстро меняющихся субканалов. При этом для корректного анализа
процессов физического уровня необходимо применять адекватные модели
многолучевых каналов. В работе для анализа процессов в условиях отсутствия
прямой видимости использована релеевская модель, а при совместном приеме
прямого и нескольких отраженных лучей – райсовская.
3. Результаты моделирования показали, что адаптивная модуляция,
предусмотренная стандартом LTE, не всегда достаточно эффективна.
Поэтому предложен усовершенствованный метод адаптивной модуляции,
который заключается в одновременном использовании различных типов
многопозиционной модуляции в различных MIMO-субканалах в зависимости
132
от затухания в них. Это обеспечивает приспособление системы связи к
изменению сигнально-помеховой обстановки. Выигрыш в SNR может
достигать 15 дБ при некотором снижении скорости передачи информации.
4. Измерения параметров матрицы канала не полностью решают задачу
определения реального состояния канала из-за «замораживания» матрицы на
время передачи пакета символов. Для мобильных абонентов матрица канала
может существенно изменяться во времени. Это приводит к росту ошибок ее
определения и, соответственно, к увеличению битовых ошибок при приеме.
Для повышения скорости и точности оценок предложено использовать в
LTE с MIMO алгоритм с предсказанием матрицы канала по результатам
предыдущих измерений с учетом динамики изменений этих параметров.
Показано, что даже самое простое линейное предсказание матрицы канала для
систем MIMO с адаптивной модуляцией позволяет дополнительно снизить
уровень битовых ошибок в системе связи примерно в 3 раза.
5. Показана возможность и предложен метод адаптивной модуляции в
частотной области в LTE с MIMO. Суть адаптивной модуляции в частотной
области состоит в выявлении селективных затуханий, возникающих в
конкретной частотной области. На основании этой информации меняется вид
модуляции данной группы поднесущей. В результате заметно уменьшается
влияние селективных замираний на качество связи. Полученный по
результатам имитационного моделирования выигрыш в SNR достигает 6 дБ.
6. Реализация метода адаптивной модуляции в LTE с MIMO предполагает
решение задач управления. Предложена модель системы управления
передающим устройством, в которой для оценки матрицы канала применяется
фильтр Калмана. При этом оптимизация качества управления осуществляется с
использованием функции оптимизации параметров модуляции. Выбор
диапазона каждого из этих параметров осуществляется в соответствие с
критерием качества на основе разработанного алгоритма.
7. В настоящее время на рынке появились специально разработанные для
технологии LTE активно-пассивные антенные модули, сочетающие пассивную
133
и активную фазированные антенные решетки. Пассивная часть заменяет
имеющиеся у операторов антенны 2G и 3G, а активная позволяет решать задачи
адаптивной пространственно-временной обработки, существенно улучшающей
отношение сигнал/шум+помеха и обеспечивающая решение задач,
свойственных системам 4G. С использованием таких антенных систем могут
быть реализованы адаптивные антенные решетки для базовых станций LTE.
Ориентируясь на такие антенные системы, разработан алгоритм пространствнно-
временной обработки сигналов с адаптацией по пилотному сигналу. При этом
обеспечивается формирование максимума ДН в направлении на полезный
сигнал, а также определение направления на помеху и ее режекция.
8. Имитационное моделирование, проведенное с использованием
разработанной программной модели системы LTE с MIMO и пространственно-
временным кодированием, содержащей переменные программные модули
среды передачи, модуляторы, демодуляторы, пространственно-временные
кодеры и декодеры, подтвердило основные теоретические положения работы и
показало высокую эффективность предложенных методов адаптации. Результаты
экспериментального исследования системы связи с MIMO согласуются с
результатами теоретического анализа и имитационного моделирования. За счет
адаптации, даже в сложной сигнально-помеховой обстановке, реальная система
сохраняет заявленное качество передачи информации.
9. Использование сетей LTE позволяет, при проектировании БСС,
воспользоваться преимуществами существующей инфраструктуры централи-
зованной сотовой LTE-сети перед такими системами широкополосного
радиодоступа, как WiMAX. Использование LTE с MIMO обеспечивает более
высокую энергоэффективность, что способствует увеличению срока службы
датчика узлов БСС. Кроме того, LTE с адаптацией в каналах MIMO
поддерживает более высокие скорости передачи данных в каналах БСС,
поскольку позволяет использовать многопозиционную модуляцию с более
высоким порядком созвездий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Popovskij V., Barkalov A., Titarenko L. Control and adaptation in
telecommunication system: Mathematical foundations / System theory // Springer,
2011. – Р. 172.
2. Гепко И.А. Современные беспроводные сети: состояние и перспективы
развития / И.А. Гепко, В.Ф. Олейник и др.// ЕКМО. – К. 2009. – 672 с.
3. Stefania S. LTE – The UMTS Long Term Evolution: From Theory to
Practice / S. Stefania, T. Issam, B. Matthew // John Wiley and Sons Second Edition. –
2011. – P. 217–222.
4. 3GPP TS 36.213. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Physical layer Procedures (Rel. 8).
5. Sesia S. LTE – The UMTS Long Term Evolution. From Theory to Practice /
S. Sesia, I. Toufik, M. Baker // John Wiley & Sons Ltd. – 2009. – 611 p.
6. 3GPP TR 23.882. 3GPP System Architecture Evolution: Report on
Technical Options and Conclusions (Release 8). – 3GPP, 09.2008.
7. Вишневский В. Технология сотовой связи LTE – почти 4G /
В. Вишневский, А. Красилов, И. Шахнович // Электроника НТБ. Выпуск №1/2009.
8. Dahlman E., Ekström H., Furuskär A., Jading Y., Karlsson J., Lundevall M.,
Parkvall S. «The 3G Long-Term Evolution – Radio Interface Concepts and Performance
Evaluation», IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) 2006 Spring,
Melbourne, Australia, May 2006.
9. TR 36.806 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Relay
architectures for E-UTRA (LTE-Advanced).
10. ITU-R М.1457-8 Detailed specifications of the radio interfaces of
International Mobile Telecommunications – 2000 (IMT–2000).
11. Ergen M. Mobile Broadband – Including WiMAX and LTE.— Springer,
2009. – 336 c.
12. Тихвинский В.О. Сети мобильной связи LTE: технологии и архитектура /
В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук. – М.: Эко-Трендз. – 2010. – С. 284.
135
13. Варукина Л.А Производительность сети TD-LTE в сравнении с
WiMAX [Электронный ресурс] / Л. Варукина // Режим доступа:
http:// www.mforum.ru/arc/20100722_Varukina_TDLTEvsWiMAX_MForum.pdf.
14. Ермолаев В.Т. Влияние ошибок оценки канальной матрицы на
пропускную способность MIMO-систем с параллельной передачей информации
/ Ермолаев В.Т. и др. // Труды 6-й науч. конф. по радиофизике Нижегородского
гос. ун-та, 2009.
15. Тихвинский В.О. Использование радиочастотного спектра сетями LTE
и LTE Advanced /В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев. // Электросвязь. – 2010. –
№ 5. – С. 10–13.
16. Тихвинский В.О. Стандартизация, спецификации, эволюция технологии
и архитектура базовой сети LTE / В.О. Тихвинский, C.B. Терентьев, И.В. Минаев
// Сети и средства связи, № 2(10). Специальный выпуск «Сети доступа». –
2009. – №3.
17. Lee J., Han J.-K., Zhang J. «MIMO Technologies in 3GPP LTE and LTEAdvanced
», EURASIP Journal on Wirless Communication and Networking, 2009.
18. Parson D. The Mobile Radio Propagation Channel / D. Parson // New
York: John Wiley & Sons. – 1992. – Р. 418.
20. Jeffrey G.A. Fundamentals of WiMax: Understanding Broadband Wireless
Networking. – Pearson Education, Inc., 2007. – 449 p.
21. Papazian P. Basic transmission loss and delay spread measurements for
frequencies between 430 and 5750MHz. IEEE Transactions on Antennas and
Propagation, 53(2):694–701, February 2005.
22. Onggosanusi E.N., Dabak A.G., Schmidl T.A. High rate space-time block
coded scheme: Performance and improvement in correlated fading channels.
In Proceedings, IEEE Wireless Communications and Networking Conference,
1:194–199, Orlando, FL, March 2002.
23. Jeffrey, Rappaport T.S. Wireless Communications: Principles and Practice,
2’nd ed. Prentice-Hall, 2002.
136
24. Kuhn V. Wireless Communications over MIMO Channels Applications to
CDMA and Multiple Antenna Systems, John Wiley & Sons 2006.
25. Alamouti S.М. Space-time block coding: A simple transmitter diversity
technique for wireless communications. // IEEE Journal on Selected Areas in
Communications. Oct. 1998, vol. 16, – Р. 1451–1458.
26. Карпов А.А. Модель городского многолучевого радиоканала с
предварительной обработкой данных о городской застройке/ А.А. Карпов //
Журнал «Радиоэлектроника» № 8. – 2008. – С. 9.
27. Вишневский В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи
информации / В.М. Вишневский, А.И. Ляхов, С.Л. Портной, И.В. Шахнович –
М.: Техносфера, 2005. – С. 591.
28. Su W. On Space-Time Block Codes from Complex Orthogonal Designs /
W. Su, X.G. Xia // Wireless Personal Communications. Vol. 25. No. 1. –2003. – Р. 1–26.
29. Dahlman E., Furuskär A., Jading Yl., Lundevall M., Parkvall S. «Key
features of the LTE radio interface», Ericsson Review No.2, 2008.
30. Molisch, A.F.; Win, M.Z., «MIMO Systems with Antenna Selection», IEEE
Microwave Magazine, ISSN: 1527–3342, Vol. 5, Issue 1, pp. 46-56, March 2004.
31. Sheikh, K., Gesbert, D., Gore, D., Paulraj, «Smart antennas for broadband
wireless access networks», IEEE Communications Magazine, Volume: 37, Issue: 11,
Nov. 1999. – Р. 100 – 105.
32. Ермолаев В.Т. Теоретические основы обработки сигналов в
беспроводных системах связи. Монография / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман –
Нижний Новгород: ННГУ, 2011. – 368 с.
33. Ермолаев В.Т. Адаптивная пространственная обработка сигналов в
системах беспроводной связи / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман. – Нижний
Новгород, 2006. – 100 с.
34. Беван Д.Н. Сравнительная эффективность сотовых систем связи,
использующих адаптивную модуляцию и кодирование или управление
мощностью/ Д.Н. Беван, В.Т. Ермолаев, Е.А. Маврычев, А.Г. Флаксман // Изв.
вузов «Радиофизика». – 2001. Т. 44, № 12. – С. 1050–1061.
137
35. 3GPP TS 36.101: «Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
User Equipment (UE) radio transmission and reception». version 8.7.0 Release 8, – 2009.
36. Давыдов А.В. Сравнительный анализ методов детектирования
сигналов в MIMO-OFDM системах связи/ А.В. Давыдов, А.А. Мальцев //
Вестник ННГУ. Вып. 2. – 2004. – С. 80–86.
37. Сперанский В.С. Моделирование сигналов OFDM-MIMO систем
беспроводной передачи данных 802.16/ В.С. Сперанский, И.Л. Евдокимов //
Труды Московского технического университета связи и информатики. – М.:
МТУСИ, 2007.
38. Alamouti S.M. A simple transmit diversity technique for wireless
communications // IEEE Journal on SA in Com. – 1998. – V.16. – № 8. – P. 1451.
39. Tse D.N. Optimal power allocation over parallel Gaussian broadcast
channels // www.eecs.berkeley.edu/~dtse/broadcast2.pdf 1997.
40. Wei Yu, Cioffi J.M. On constant power water-filling // IEEE International
Conference on Communications. ICC 2001. Vol.6. – Р. 1665–1669.
41. Поповский В.В. Математические основы управления и адаптации в
телекоммуникационных системах / В.В. Поповский, В.Ф. Олейник – Х.: –
СМИТ, 2011.
42. Ng K.H., Tameh E.K., Doufexi A., Hunukumbure M., Nix A.R. «Efficient
Multielement Ray Tracing With Site-Specific Comparisons Using Measured MIMO
Channel Data», IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 56, Issue 3. –
Р. 1019 – 1032, May 2007.
43. Флаксман А.Г. Адаптивная обработка сигналов в антенных решетках
с учетом ранга матрицы импульсной характеристики многолучевого канала/
А.Г. Флаксман // Изв. вузов. Радиофизика. 2002. – Т. 45, № 12. – С. 1064–1076.
44. Eklund C., et.al. WirelessMAN: Inside the IEEE 802.16 Standard for
Wireless Metropolitan Area Networks. IEEE Press, – 2006.
45. Chung S.T. Degrees of freedom in adaptive modulation: a unified view /
S.T. Chung, A.J. Goldsmith // IEEE Transactions on Communications, Vol. 49,
No. 9. – 2001. – Р. 1561–1571.
138
46. Уидроу Б. Адаптивная обработка сигналов / Б. Уидроу, С. Стирнз. –
М.: Радио и связь, 1989. – 440 с.
47. Vadia Z. Increasing wide band wireless technology WiMAX transmition
quality by using multi-antenna ayatem / З. Вадия // Радиоэлектроника и молодежь
в XXI веке: XIV Международный молодежный форум. – Харьков, – 2011. –
С. 147.
48. Loshakov V. Methods of increasing the communication quality of WiMAX
by using MIMO/ V. Loshakov, Z. Vadia // Восточно-европейский журнал
передовых технологий (ISSN 1729-3774). – 2012. № 1–9 (55–2012).
49. Марчук А.В. Использование линейного предсказания матрицы
радиоканала для уменьшения вероятности битовых ошибок в системах связи
MIMO/ А.В. Марчук, З. Вадиа // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. –
2009. Вып. 159. – С. 288–293.
50. Бондарев В.Н. Цифровая обработка сигналов: методы и средства /
В.Н. Бондарев, Г. Трѐстер, В.С. Чернега. – Севастополь: СевГТУ, 1999. – 398 с.
51. Марчук А.В. Адаптивная модуляция в каналах MIMO/ А.В. Марчук,
З. Вадиа, Х. Ал-Джанаби // Радиотехника: Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. –
2010. – Вып. 163. – С. 122–128.
52. Al-Janabi H.D. Improving the performance of LTE technology with MIMO
and OFDM [Електронний ресурс] / H.D. Al-Janabi, Z. Vadia// Проблеми
телекомунікацій. – 2011. – № 3 (5). – С. 67–77. – Режим доступу до журн.:
http://pt.journal.kh.ua/2011/3/1/113_hussam_lte.pdf.
53. Loshakov V.A. Adaptive control signal parameters in LTE technology with
MIMO [Електронний ресурс] / V.A. Loshakov, H.D. Al-Janabi, H.K. Al-Zayadi //
Проблеми телекомунікацій. – 2012. – № 2 (7). – С. 78–90. – Режим доступу до
журн.: http://pt.journal.kh.ua/2012/2/1/122_loshakov_mimo.pdf.
54. Al-Janabi H.D. Using adaptive equalizing in LTE with MIMO /
H.D. Al-Janabi // Восточно-Европейский журнал передовых технологий
(ISSN 1729-3774). – 2012. – Vol. 6/9 (60). – Р. 68–72.
139
55. Loshakov V.A. Adaptive modulation in LTE technology by using OFDMA
and SC-FDMA with MIMO / V.A. Loshakov, H.D. Al-Janabi, Y.T. Hussein,
N.T. Nasif // Восточно-Европейский журнал передовых технологий
(ISSN 1729-3774). – 2013. – Vol. 2/9 (62). – Р. 8–11.
56. Al-Janabi H.D. Using LTE technology in wireless sensor networks /
H.D. Al-Janabi, Y.T. Hussein. // Радиотехника: Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. –
2013. – Вып. 172. – С. 81–87.
57. Лошаков В.А. Адаптивная пространственная обработка сигналов в
системах LTE с MIMO / В.А. Лошаков, В.Г. Лихограй, Х.Д. Ал-Джанаби,
Н.Т. Насиф //Вестник НГУ ХПИ №11, 2013. – С. 100–107.
58. Ал-Джанаби Х.Д. Сравнение технологий беспроводного доступа
WiMAX и LTE / Х.Д. Ал-Джанаби, Н.Т. Насиф, В.С. Вовченко // Радиотехника:
Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. – 2013. – Вып. 173. – С. 27–34.
59. Loshakov V.A. Improving Energy Consumption in Wireless Sensor
Networks by LTE with MIMO / V.A. Loshakov, H.D. Al-janabi, Y.T. Hussein //
The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics:
12-th International Conference (CADSM 2013) Lviv Polytechnic National University
(ISBN 978-617-607-393-2). – 2013. – Р. 226–227.
60. Ал-Джанаби Х.Д. Methods of adaptive modulation in MIMO for LTE
technology / Х.Д. Ал-Джанаби // XVI Международный молодежный форум
«Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке»: Сб. материалов форума. Т. 4. –
Харьков: ХНУРЭ. – 2012. – 5 с.
61. Ал-Джанаби Х.Д. Connection quality improving of systems with MIMO
in indirect visibility terms / Х.Д. Ал-Джанаби // XV Юбилейный Международный
молодежный форум «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке»: Сб.
материалов форума. Т. 4. – Харьков: ХНУРЭ. – 2011. – 5 с.
62. Loshakov V.A. Results of experimental research quality of communications
in WiMAX system / V. Loshakov, Z. Vadia, H. Al-Janabi // IV Международный
радиоэлектронный форум « МРФ – 2011». – Сб. н. тр., том II. – Х.: ХНУРЭ,
2011. – С. 237–239.
140
63. Ал-Джанаби, Х.Д. Adaptive modulation in frequency domain with
MIMO / Х.Д. Ал-Джанаби // XVII Международный молодежный форум
«Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке»: Сб. материалов форума. Т. 4. –
Харьков: ХНУРЭ. – 2013. – С. 13–14.
64. Марчук А.В. Влияние мобильности абонента на пропускную
способность MIMO систем радиодоступа / А.В. Марчук, З. Вадиа //
Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций (РТ – 2009):
Материалы 5-й междунар. молодежной научн. техн. конф. – Севастополь:
Вебер, 2009. – С. 129.
65. Марчук Л.А. Пространственно-временная обработка сигналов в
линиях радиосвязи / Л.А. Марчук. – Л.: ВАС, 1991. – 136 с.
66. Родимов А.П. Статистическая теория поляризационно-временной
обработки сигналов в линиях связи / А.П. Родимов, В.В. Поповский. – М.:
Радио и связь, 1984. – 272 c.
67. Харланов А.В. Построение адаптивной пространственно-
поляризационной системы защиты РЛС от активных шумовых помех с
произвольной пространственной структурой/ А.В. Харланов // Системи обробки
інформації. – 2010. – Вип. 2(83). – C. 182–187.
68. Balanis C.A. Introduction to Smart Antennas/ C.A. Balanis, P.I. Ioannides //
Morgan & Claypool Publishers. 2007. – Р. 184.
69. Shirokov I.B. Adaptive array of base station of mobile communication /
I.B. Shirokov, M.A. Durmanov, V.E. Chertkov // IEEE Proc. 6th Int. Conf. on
Antenna Theory and Techniques ICATT’07 (17–21 september 2007). – Sevastopol,
2007. – P. 332–334.
70. Журавлев А.К. Обработка сигналов в адаптивных антенных решетках/
А.К. Журавлев, А.П. Лукошкин, С.С. Поддубный. – Л.: Изд-во Ленинградского
университета. – 1983. – С. 240.
71. Кравченко В.Ф. Цифровая обработка сигналов и изображений
в радиофизических приложениях / В.Ф. Кравченко. – М.: ФИЗМАТЛИТ,
2007. – 544 с.
141
72. Поповский В.В. Проблемы и методы использования адаптивных
компенсаторов помех/ В.В. Поповский, Ю.Ю. Коляденко // Проблемы
интеллектуального и военного транспорта. – Санкт-Петербург: Международная
академия транспорта, 2003. – № 4. – С. 294 – 302.
73. Волосюк В.К. Статистическая теория радиотехнических систем
дистанционного зондирования и радиолокации / В.К. Волосюк, В.Ф. Кравченко;
под ред. В.Ф. Кравченко. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 704 с.
74. Atul S. Multiple Antenna Technology in WiMAX systems / S. Atul,
S. Sumeet, L. Qinghua, V. Minh-ANh, Xiaoshu // Inte Technical Journal, Volume 8,
Issue 3, 2004. – Р. 229–240.
75. Dahlman E., Parkvall S., Sköld J. 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile
Broadband, Elsevier Ltd., 2011. – Р. 11–12, 379–380.
76. 3GPP, 3rd generation partnership project; Technical specification group
radio access network; Requirements for Evolved UTRA (E-UTRA) and Evolved
UTRAN (E-UTRAN) (Release 7), 3GPP TR 25.913.
77. Воскресенский Д.И. Проектирование активных фазированных антенных
решеток / Д.И. Воскресенский. – М.: Радиотехника, 2003. – С. 334–351.
78. Флаксман А.Г. Адаптивная пространственная обработка в много-
канальных информационных системах / А.Г. Флаксман // Дис. д-ра физ.-мат.
наук. М.: РГБ, 2005.
79. Маврычев Е.А. Пространственная обработка сигналов в системах связи с
антенными решетками/ Е.А. Маврычев //Дис. канд. техн. наук: – М.: РГБ, 2003.
80. Бакулин М.Г. Повышение скорости передачи информации и
спектральной эффективности беспроводных систем связи/ М.Г. Бакулин,
В.Б. Крейделин, А.П. Шумов // Цифровая обработка связи, 1, 2006. – С. 2−12.
81. Khan F. LTE for 4G Mobile Broadband Air Interface Technologies and
Performance / Khan F. // Cambridge University Press, New York, 2009. – Р. 3.
82. Loshakov V. Comparative analysis of using transmission and receiving
diversity methods in WiMAX technology / V. Loshakov, Z. Vadia, А. Hasan //
Радиотехника: Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. – 2009. – Вып. 159. – С. 122–126.
142
83. Myung H.G., Lim J., Goodman D.J. «Single Carrier FDMA for Uplink
Wireless Transmission», IEEE Vehicular Technology Magazine, Sept. 2006. – Р. 30–38.
84. Loshakov V. Adaptive modulation of signals in MIMO channels /
V. Loshakov, Z. Vadia // Проблеми телекомунікацій. – 2010. – No.1 (1). – С. 102–
108. – Режим доступу до журн.:
http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/prtel/2010_1/10lvaimc.pdf.
85. Loshakov V. Using Kalman filtering in solving adaptive modulation
problems in MIMO channels / V. Loshakov, Z. Vadia // IV Международный
радиоэлектронный форум «МРФ – 2011»: Сб. науч. тр., том II. – Х.: ХНУРЭ,
2011. – С. 233–236.
86. Goldsmith A.J. Wireless Communications / A.J. Goldsmith // New York,
USA: Cambridge University Press. – 2005.
87. Proakis J.G. Digital Communications / J.G. Proakis // McGraw-Hill, New
York, NY, fourth edition, 2001.
88. 3GPP TS 36.101: «Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
User Equipment (UE) radio transmission and reception». version 8.7.0
Release 8, 2009.
89. Husso M. 4G Technology Features and Evolution towards IMT-Advanced,
Thesis submitted for Master of Science in Technology, AALTO UNIVERSITY,
Espoo, 7 May 2010. – Р. 72–74.
90. Dahlman, Parkvall, Skold, Beming: «3G Evolution: HSPA and LTE
for Mobile Broadband», Academic Press, Oxford, UK (2007). – Р. 651.
91. Chen R. Transmit selection diversity for multiuser spatial multiplexing
systems / R. Chen, J. Andrews, R.W. Heath // In Proceedings, IEEE Globecom.
Р. 2625–2629, Dallas, TX, December 2004.
92. Chen R. Transmit selection diversity for multiuser spatial division
multiplexing wireless systems / R. Chen, R.W. Heath, J.G. Andrews //IEEE
Transactions on Signal Processing, March 2007.
143
93. Tarokh Jafarkhani V.H., Calderbank A. Space-time block codes from
orthogonal designs // IEEE Transactions on Information Theory, vol. 45. – Р. 1456–
1467. May 1999.
94. Гуреев А.В. Волноводная модель беспроводных каналов связи внутри
зданий / А.В. Гуреев, В.А. Кустов // Электронный журнал «Исследовано в
России». – С. 1520 – 1536, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/135.pdf.
95. Пономарев Л.И. Оптимизация спектральной эффективности в
многоканнальных системах сотовой связи / Л.И. Пономарев, А.И. Скородумов //
Радиотехника и электроника, 2009. – Т. 54, № 1. – С. 81–97.
96. Rohde& Schwarz. 2007 «UMTS Long Term Evolution (LTE)
Technologies Introduction».
http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/upload/article/426.pdf, May 2010.
97. 3GPP TS 36.211: «Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Physical Channels and Modulation». version 8.8.0 Release 8, 2009.
98. Berardinelli G. «OFDMA vs. SC-FDMA: Performance comparison in local
area IMT-A Scenarios». / G. Berardinelli, L. Angel, S. Frattasi, etc. // IEEE Wireless
Communications, October 2008.