Дослідження завадостійкості системи MIMO на основі технології LTE-Advanced у системах 5G
Автор: Качоровський Михайло Богданович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне адміністрування телекомунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Ця робота присвячена дослідженню завадостійкості мереж зв’язку п’ятого покоління, заснованих на стандарті LTE-Advanced, із застосуванням технології MIMO при різних методах модуляції, а також аналіз сучасних існуючих робіт на цю тематику за останні роки. Для реалізації поставлених завдань було обрано методи аналізу шляхом імітаційного моделювання системи зв’язку LTE-Advanced. У ході виконання роботи були отримані результати дослідження завадостійкості низхідної лінії зв’язку технології LTE-Advanced, а саме графіки залежності коефіцієнтів бітових помилок BER від значення відношення сигнал/шум. ? 0для цифрових систем. для наступних модуляцій: QAM-16, QAM-64, QAM-256, QAM-1024. Найкращий результат залежності BER від 0 вийшов під час використання модуляції QAM-16 Дані результати є актуальними, оскільки можуть використовуватися для досліджень та розвитку мереж п’ятого покоління мобільного зв’язку [1]. Невдовзі після запровадження технології 5G на передній план виходить її використання в поєднанні із стандартами LTE-Advanced. Це поєднання розвивається для забезпечення зовнішнього покриття та вдосконалення роботи великої кількості пристроїв в щільних міських областях. Однак, незважаючи на всі переваги, системи MIMO у контексті технології LTE-Advanced і мереж 5G піддаються впливу різноманітних завад та викликів, що може суттєво обмежити їхню ефективність та надійність. При написанні даної роботи використовувалася наукова література та навчальні посібники російських та зарубіжних авторів за останні роки. На основі цих робіт будуть досліджені технології зв’язку п’ятого покоління, у тому числі технологія LTE-Advanced та порівняння з її конкурентами, також буде наведено порівняння 4G, 5G та 6G. Крім цього, буде розглянуто джерела літератури, присвячені огляду імітаційних моделей систем зв’язку, які використовуються зараз при розробках зв’язку 5G LTE-Advanced та огляду різних програмних забезпечення для реалізації поставлених завдань. Також буде вивчено основні тренди дослідження в цій галузі за останній рік [2]. Роль фізичного рівня (PHY) полягає в кодуванні двійкових цифр, які представляють кадри MAC, сигнали, а також у передачі та прийомі цих сигналів через середовище зв’язку [12]. При описі і фізичного рівня розрізняють дві лінії зв’язку: низхідну, тобто. від базової станції (eNodeB) до обладнання користувача (UE), і висхідну – від UE до eNodeB. Можливості eNodeB та UE різні, тому фізичні рівні низхідної та висхідної лінії сильно відрізняються та розглядаються окремо в документах зі специфікаціями [3]. В роботі досліджується завадостійкість каналу зв’язку технології LTE-Advanced при різних типах цифрової модуляції: 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM та 1024-QAM. Розрахунок завадостійкості проводиться шляхом безпосереднього порівняння прийнятої одержувачем та переданої джерелом інформації та підрахунку кількості помилкових біт [4]. Технологія MIMO (Multiple Input Multiple Output) – це технологія, що використовується в системах бездротового зв’язку, в яких передача даних від джерела до приймача здійснюється через декілька радіоз’єднань. У MIMO використовуються адаптивні решітки з антени зі слабко корельованими антенними елементами. Ця технологія дозволяє суттєво підвищити спектральну ефективність системи, максимальну швидкість передачі даних та пропускну здатність мережі, а також боротися з ефектами багатопроменевого поширення [5]. Ефекти багатопроменевого поширення включають згасання та між символьну інтерференцію.