Клобукова Л. П. Метод квазіортогонального частотного розділення каналів в когнітивних радіомережах

У дисертаційній роботі вирішується актуальне науково-технічне завдання підвищення ефективності використання доступного частотного ресурсу в безпроводових мережах когнітивного радіо, шляхом формування частотних планів квазіортогонального частотного розділення каналів. Метою дисертаційної роботи є розробка методу підвищення ефективності використання когнітивних радіомереж за рахунок застосування квазіортогонального доступу на піднесучих частотах. У процесі досліджень і моделювання було отримано наступні наукові і практичні результати: 1. Удосконалено метод квазіортогонального доступу на піднесучих частотах, який базується на неортогональному використанні частотних смуг підканалів. Метод дозволяє значно знизити кількість появи частотних колізій та дозволяє збільшити абонентську ємність когнітивної радіосистеми за рахунок паралельної роботи субканалів в загальній смузі частот, кожен з яких має свою кількість абонентів. 2. Вперше розроблено метод визначення співпадаючих частотних позицій піднесучих для квазіортогонального доступу на піднесучих частотах (QOFDM). Використання методу дозволяє спростити процес формування частотних планів і зменшити рівень внутрішньосистемних завад в системах когнітивного радіо, що виникають при одночасному використанні багатьма користувачами одних і тих же частотних смуг. 3. Удосконалено метод отримання функції OFDM-сигналу з використанням методу Фейєра, підсумовуванням середніх арифметичних сум ряду. Метод дає можливість розрахувати часткові суми сигнальної функції, а також провести порівняльний аналіз різних сигнальних функцій за критеріями енергетичної та спектральної ефективності. 4. Вперше розроблено імітаційну модель процесу формування ансамблю частотних планів для QOFDM, яка, на відміну від існуючих, дозволяє визначити ширину підканалів в частотних планах ансамблів складних сигналів з урахуванням їх кількості. Це дозволяє синтезувати ансамблі складних сигналів з низькою взаємодією в частотній області. У вступі наведено загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність вибраної теми досліджень, сформульовано мету та задачі досліджень, сформульовано наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, відзначено особистий внесок автора, наведено дані про апробацію та практичне впровадження, наявні публікації та структуру роботи. У першому розділі здійснено огляд сучасних проблем і перспектив передачі даних в телекомунікаційних системах з мультиплексуванням сигналу, проведено аналіз загальних характеристик когнітивних радіосистем. Для вирішення задачі реалізації спільного використання спектральних дір багатьма користувачами когнітивної радіомережі запропоновано використати розроблений метод на основі квазіортогонального частотного мультиплексування каналів (QOFDM). В другому розділі дисертації детально розроблено метод квазіортогонального частотного розділення каналів, який вирішує задачу спільного доступу для багатьох користувачів когнітивної радіосистеми однієї і тієї ж смуги частот. Запропоновано алгоритм формування ансамблю із врахуванням різного значення ширини підканалів у відповідних частотних планах та отримано графічну інтерпретацію методу. В третьому розділі дисертації розроблено метод визначення співпадаючих частотних позицій, шляхом попарного порівняння частотних планів при QOFDM. Проведено статистичний аналіз кореляційних властивостей складних сигналів, утворених на основі квазіортогонального доступу на піднесучих частотах. Розглянуто питання зменшення похибки відновлення сигналів після прийому та опрацювання цифровими методами. В четвертому розділі розроблено імітаційну модель процесу формування частотних планів для квазіортогонального частотного розділення каналів та проведено статистичну оцінку взаємокореляційних властивостей із врахуванням в них різного значення кількості підканалів, їх ширини та загальної ширини спектру ансамблю частотних планів. Ключові слова: телекомунікаційні системи, когнітивні радіомережі, OFDM-сигнал, квазіортогональний доступ, метод Фейєра