1 Особенности мониторинга перспективных сетей радиосвязи Др. Сергей Бунин 2004 UCRF

2 Предисловие Весь менеджмент МСЭ в области радио базируется на частотном разделении. Это результат истории развития радио. UCRF

3 Немного истории... UCRF До 20-х годов большинство радиопередатчиков было искровым с широкополосным излучением и неопределенным значением несущей частоты. Радисты селектировали сигналы по их звучанию и почерку работы на телеграфном ключе Морзе. Эффект резонанса в LC контурах и преобразование Фурье, а также свойство усиления в изобретенных электронных лампах позволили получить незатухающие колебания (Continuos Waves), устанавливать частоту передачи и осуществлять частотную селекцию при приеме. С тех пор частотная селекция стала основным видом селекции.

4 ITU Radio Regulations С тех пор вся регулирующая деятельность МСЭ базируется на распределении полос частот между различными службами. При сравнимых уровнях принимаемых сигналов частотная селекция не позволяет использовать частоту более чем одним передатчиком. Частотная селекция требует наличия защитных частот между спектрами соседних сигналов. В результате использование спектра радиочастот в освоенных участках не превышает 5 - 7%. Кроме того, согласно теории Максвелла, синусоидальная несущая является наихудшим видом сигнала для излучения. UCRF

5 Загрузка диапазона традиционными сигналами UCRF

6 Что такое перспективные сигналы? Основным направлением развития радиосистем является применение широкополосных сигналов. Широкополосные сигналы требуют широкие полосы для их размещения. Это сложно сделать учитывая потребность в частотах. Решением является использование не только частотной, но и других видов селекции и, в первую очередь, кодовой селекции. При кодовой селекции возможно коллективное использование частот. UCRF

7 Современные системы радиосвязи 2G CDMA, 3G и 4G, Wireless LANs базирующиеся на IEEE и протоколах, Bluetooth и Ultra Wide Band (UWB) системы уже используются. Следует ожидать появления новых широкополосных систем в ближайшее время. UCRF

8 Свойства широкополосных сигналов Широкополосные сигналы (ШПС) имеют шумоподобный спектр и низкую спектральную плотность. Частотное сканирующее устройство либо обнаруживает широкополосные сигналы как повышение шума, либо не обнаруживает его совсем при уровне сигналов ниже уровня шума. Даже если работа широкополосной сети обнаружена, трудно мониторить передачи отдельных передатчиков из-за взаимной маскировки. Таким образом, простой мониторинг ШПС в частотной и временной областях неэффективен. UCRF

9 Образцы широкополосных сигналов Время Частота UCRF

10 Широкополосный сигнал и уровень шума при частотном сканировании UCRF NoiseSignal(s)

11 Типы широкополосных сигналов IS-95 CDMA и подобные системы используют ортогональные коды, модулирующие синусоидальные несущие (напр., QPSK). Псевдослучайные цифровые последовательности используются как адреса и коды для селекции сигналов. Часто используют коды Голда и Касами. При приеме сигналы коррелируют с образцами кодов. Корреляционный пик индицирует прием конкретного сигнала. Остальные сигналы создают системный шум. UCRF

12 Апериодическая (а) и периодическая (б) корреляционные функции псевдослучайных последовательностей UCRF

13 Требования мониторинга При мониторинге IS-95 CDMA сигналов необходимо знать: –Частотный диапазон системы; –Тактовую частоту (частоту синхронизации); –Коды пользователей. Оборудование для мониторинга должно быть, по крайней мере, столь же сложным, как базовая станция системы. Обычно оборудование для мониторинга должно поставляться производителем системы. UCRF

14 Основные параметры Direct Sequense Spread Signal (DSSS) несущая частота; излучаемый спектр; количество абонентов; чиповая скорость; вид модуляции; непосредственная принимаемая мощность; направление прихода сигнала (при пеленгации) UCRF

15 Основные параметры Frequency Hope Spread Signal полный диапазон скачков; вид модуляции сигнала; минимальная величина между частотами скачков; принимаемая мощность; скорость и фаза скачков; направление прихода сигнала (при пеленгации). UCRF

16 Мониторинг UWB Еще нет достаточного опыта и сообщений о мониторинге UWB. «Узкополосный» подход не работает при мониторинге UWB. Для мониторинга UWB необходимо знать все параметры сигналов и иметь оборудование, способное принимать эти сигналы. В противном случае на выходе приемника мы сможем обнаружить только шум. UCRF

17 Широко используемый элемент UWB сигнала UCRF

18 Impulse Carrier & Modulation UCRF

19 UCRF

20 UCRF

21 Требования к лицензии UWB При выдаче UWB лицензии, все параметры передаваемого сигнала должны быть представлены органу мониторинга. В противном случае полноценный мониторинг становится невозможным (за исключением измерения уровня шумов, генерируемых UWB передатчиком). UCRF

22 Благодарю за внимание! UCRF