Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Інфокомунікації – сучасність та майбутнє”

Інфокомунікації – сучасність та майбутнє”




Сторінка5/21
Дата конвертації16.03.2017
Розмір3.09 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

УДК 621.396


Ковтун О. В., Иваницький А.М.

ОНАЗ ім. О.С. Попова

onat@onat.edu.ua
ДОСЛІДЖЕННЯ СМУГОВОГО ФІЛЬТРА ДІАПАЗОНУ БС-МС ПІДВИЩЕНОЇ ВИБІРКОВОСТІ ДЛЯ МОБІЛЬНИХ СТАНЦІЙ
Анотація. В даній роботі проведено дослідження смугового фільтра діапазону БС-МС підвищеної вибірковості для мобільних станцій. Перевірено як впливає зміна добротності пасивних елементів на амплітудно-частотну характеристику фільтра.
У конструкціях пасивних смугових фільтрів використовують зосереджені або розподілені реактивні елементи, такі як котушки індуктивності і конденсатори. Опір реактивних елементів залежить від частоти сигналу, тому, комбінуючи їх, можна домогтися посилення або ослаблення гармонік з потрібними частотами. Застосування смугових LC-фільтрів в радіоприймальних пристроях, викликає трудність, яка полягає в забезпеченні мінімального загасання в смузі пропускання фільтра та максимального за її межами. Це призводить до неефективного використання діапазону радіочастот. Тому в останні роки працюють над виготовленням елементів в яких знижені втрати. Це є полоскові і мікрополоскові лінії, а також зосереджені LC-елементи. Ціллю даної роботи є проведення дослідження впливу втрат на амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) смугових фільтрів.

В даній роботі потрібно розрахувати смуговий фільтр, який би задовольняв задані потреби АЧХ (Рис.1).


Рисунок 1 - Вихідні дані для дослідження


На рисунку 1 показані нижня і верхня смуги пропускання (f-1П і f) та смуги затримки (f-2П і f).

В даному випадку, на відміну від звичайного смугового фільтра в GSM-900, смуга пропускання збільшена на 5 МГц і становіть 30 МГц, тобто нижня частота f-1П=930 МГц, а верхня f=960 МГц. За рахунок цього збільшується кількість каналів передачі на 25.


(1)
де МГц, тому МГц.

Нижня вісь (Ω) показує нормовані значення частот, які знаходимо поділивши значення усіх частот на середню частоту (f0),


де . (2)
Затухання у смузі пропускання дорівнює 0,5 дБ; а у смузі затримки – 26 дБ.

Опір навантаження (R0) справа і зліва дорівнює 50 Ом.

Перетворюємо фільтр нижніх частот в симетричний смуговий фільтр.

Для того щоб перетворити фільтр НЧ в симетричний смуговий фільтр необхідно перетворити кожен елемент так, як представлено на Рис.2.


Рисунок 2 - Перетворення ФНЧ в смуговий фільтр


Для визначення кількості елементів фільтра-прототипа необхідних для виконання заданих вимог по затуханню, використали графіки [1], на котрих представлені характеристики затухання.

Використовуючи нормовані значення взяті з таблиці [1] розрахували потрібні значення елементів поліноміального фільтра п’ятого порядку. Фільтр складається з паралельних і послідовних коливальних контурів. За допомогою програми віртуального проектування електричних схем MULTISIM спроектували і дослідили амплітудно-частотну характеристику за допомогою пристрою Bode Plotter, яка задовольнила вихідні дані.

Табличні значення елементів фільтра Чебишева [1] дозволяють розрахувати смугові фільтри з симетричними відносно середньої частоти характеристиками. Схеми таких фільтрів містять послідовні і паралельні коливальні контури. Через суттєву різницю значень елементів послідовних і паралельних контурів ці схеми незручні в побудові, виготовленні і налаштуванні. Тому смугові фільтри часто реалізуються у вигляді схем, побудованих тільки із послідовних або паралельних контурів, зв’язаних між собою індуктивними або ємнісними зв’язками. Характеристика затухання смугового фільтра на зв’язаних контурах при малій відносній смузі пропускання, може бути близькою до характеристики затухання смугового поліноміального фільтра з такою ж кількістю коливальних контурів. Такі фільтри називають квазіполіноміальними, тому що розрахувати такий фільтр можна за допомогою таблиць поліноміальних прототипів. В даному випадку паралельні коливальні контури зв’язані між собою конденсаторами (Рис. 3).

Рисунок 3 - Схема ідеального квазіполіноміального фільтра


Розрахунок квазіполіноміального фільтра заснований на використанні ідеї інвертора. Тобто при наявності інверторів паралельні контури в поперечних гілках фільтра поводять себе як послідовні контури в повздовжних гілках і, навпаки.

Рисунок 4 - Схема квазіполіноміального фільтра з втратами


Зміна добротності призводить до зміни опору втрат(Рис.4). Тобто чим більша добротність, тим менший опір. Зміна опору втрат призводить до зміни АЧХ фільтра. На рисунку 5 приведені АЧХ фільтра в залежності від зміни добротності індуктивностей.

Рисунок 5 - АЧХ фільтрів: 1) ідеального; 2) полоскового; 3) мікрополоскового; 4) із зосередженими параметрами

Показники приладу Bode Plotter (А) зв’язані з робочими втратами (Ар) виразом:

, дБ

В табл.1 наведені значення робочих втрат на крайніх частотах і на середній геометричній частоті в залежності від зміни добротності.


Таблиця 1 - Зміна робочих втрат в залежності від добротності.



Добротність



70

200

800

Частота, Мгц

Робочі втрати Ар, дБ

1.

920

31,783

35,509

32,44

31,5

2.

930

3,65

24,34

17,15

13,46

3.

944,88

0,57

15,65

7,375

3,6

4.

960

0,585

17,25

7,852

3,16

5.

970,43

20,42

27,45

23,26

21,3

З приведеної таблиці видно, що при збільшенні добротності, зменшуються значення робочих втрат. Тобто при зменшенні добротності котушок індуктивності погіршуються робочі характеристики фільтра, не задовольняючи при цьому вихідні дані. До цього призводять втрати потужності на реактивних елементах.


Список літератури:

1. Ханзел Г.Е. Справочник по расчету фильтров/ Ханзел Г.Е.[пер. с англ. В.А. Старостина]. – М.: Советское радио, 1974. – 287 с.



УДК 621.396.93

Завтоньєва Ю.В., Іщенко К.П.

ОНАЗ ім. О.С. Попова
ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ LTE НА МЕРЕЖУ ОПЕРАТОРА МОБІЛЬНОГО ЗВ'ЯЗКУ
Анотація. Розглянута можлива стратегія впровадження технології LTE для мережі мобільного зв’язку на базі існуючих мереж GSM/GPRS/EDGE та UMTS.

Розвиток сучасних мереж мобільного зв’язку (ММЗ) супроводжується безперервною зміною технологій, впровадження яких дозволяє операторам забезпечити зростання попиту користувачів на надання мультимедійних послуг, що призводить до необхідності підвищення пропускної спроможності радіоінтерфейсу та забезпечення необхідних параметрів якості передавання інформації будь-якого типу. Перспективним напрямком розвитку ММЗ України є еволюційний перехід до технологій четвертого покоління Long Term Evolution (LTE) регламентованих Rel. 8, 9 і Rel.10 3GPP, який повинен логічно продовжити тенденцію збільшення швидкостей передачі інформації в мобільних мережах й суттєво спростити їхню архітектуру [1,2,3]. Значні переваги технології LTE зумовлені використанням сучасних методів мультиплексування OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing ), багатоантенних MIMO та пакетної архітектури мережі EPC(Evolved Packet Core) [4,5].

Мережева архітектура LTE/EPC базується на побудові нової мережі радіодоступу E-UTRAN та пакетного ядра мережі EPC. Мережа радіодоступу E-UTRAN забезпечує підключення мобільних станцій до пакетних базових станцій e-NodeB (evolved NodeB), які підтримують мобільність абонентів за рахунок модулів MME (Mobility Management Entity), встановлених при кожній e-NodeB. Базові станції e-NodeB керують використанням радіочастотного ресурсу, розподілом пакетного навантаження та виконують контроль мобільності абонента, які раніше виконувалися RNC (Radio Network Control). Важливою особливістю E-UTRAN є можливості замикання навантаження в мережі радіодоступу між e-NodeB за рахунок використання інтерфейсу X2, тому питання взаємоз’єднань між e-NodeB є досить важливими при розгортанні мережі. Пакетне ядро мережі EPC складається з апаратно-програмних засобів, які дозволяють обслуговувати пакетне навантаження з інтелектуальними можливостями за допомогою шлюзів S-GW та P-GW (Packet Data Network- Gateway), а логіка надання послуг забезпечується реалізацією підсистеми IMS (IP Multimedia Sybsystem). Приклад архітектури мережі LTE/EPC на базі мережі GSM/GPRS/EDGE та UMTS представлений на рис.1 [4,5].

При впровадженні технології LTE на мережі мобільного зв’язку операторів GSM/GPRS/EDGE та UMTS важливо обрати стратегію, яка може виконуватись як для одного або для декількох операторів мобільного зв’язку. При цьому розгортання мережі виконується «методом накладення», зі збереженням існуючої інфраструктури мережі GSM/GPRS/EDGE або UMTS та існуючих підключень абонентів [4,5].

Рекомендації 3GPP передбачають дві можливі стратегії впровадженні технології LTE. Доцільною є стратегія впровадження мережі технології LTE для декількох операторів на базі MVNO (Mobile Virtual Network Operator). Вона передбачає можливість сумісного використання мережі радіодоступу E-UTRAN декількома операторами, що вимагає від операторів договірної діяльності по залученню абонентів, використанню доступного частотного діапазону та інш. Однак, для операторів ММЗ України можливо розгортання мережі LTE на базі інфраструктури одного окремого оператора.

Розглянемо можливий варіант стратегії впровадження технології LTE для окремих операторів мереж GSM/GPRS/EDGE та стандарту UMTS, яка передбачає розглядання наступних питань: використання частотного діапазону, розробки моделі мережі LTE, обґрунтування принципів мережевої взаємодії, формування вимог до обладнання та побудови нової мережі E-UTRAN та питань необхідної реорганізації існуючої мережі мобільного зв’язку GSM/GPRS/EDGE та UMTS. Для розгортання мережі технології LTE в Україні регламентовано використання частини смуги GSM-900/1800 або залучення нових смуг частот 2620-2690 МГц та 2500-2690 МГц. Для мережі радіодоступу E-UTRAN необхідно визначити зони покриття однієї e-NodeB, їхню кількість для покриття потрібної території, місця встановлення та топологію з’єднань. Для існуючої мережі GSM/GPRS/EDGE та UMTS потрібно виконати необхідні розрахунки з метою обґрунтованого вибору обладнання шлюзів S-GW, для взаємодії між існуючими мережами і мережею LTE, та шлюзів P-GW для взаємодії з зовнішніми пакетними мережами. Також для впровадження технології LTE на базі існуючої мережі слід передбачити можливість розвитку та застосування існуючої транспортної мережі IP/MPLS.


Рисунок 1- Архітектура мережі LTE/EPC на базі мережі GSM/GPRS/EDGE та UMTS


Виконання вищезазначеної послідовності дій на базі проведеного аналізу стратегії, обґрунтування принципів мережевої взаємодії та формування вимог до обладнання за допомогою розрахунків параметрів навантажень, обґрунтоване за допомогою розрахунків техніко-економічних показників дозволить вирішити поставлену задачу впровадження технології LTE для мережі мобільного оператора.

Висновки:

1. Розглянута можливість впровадження технології LTE для мереж мобільного зв’язку GSM/GPRS/EDGE та UMTS.

2. Запропонована архітектура мережі LTE/EPC на базі мережі GSM/GPRS/EDGE та UMTS, визначені функціональні властивості основних мережевих об’єктів LTE та принципи мережевої взаємодії.

3. Згідно обраної стратегії впровадження мережі LTE/EPC наведений перелік основних заходів, які вважаються першочерговими для розгортання нової мережі LTE на базі існуючих ММЗ GSM/GPRS/EDGE та UMTS.

Список літератури:



  1. 3GPP TS 23.002 3rd Generation Parthership Project; Technical Specification Group Services and Systems Aspects; Network architecture (Release 8), 2010.

  2. 3GPP TR 23.882: 3GPP system architecture evolution (SAE): Report on technical options and conclusions.

3. 3GPP TS 36.101 3rd Generations Parthership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA).

4. В.Вишневский, д.т.н.; А.Красилов; И.Шахнович. Технология сотовой связи LTE- почти 4G. - М.: Электроника: Наука, Технология, Бизнес - 1/2009.

5. Тихвинский В.О. Сети мобильной связи LTE./ С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук// Технологии и архитектура. – М.: Эко-Трендз, 2010. – 284 с.: ил.

УДК 621.391

Шумліна Д.О.

ОНАЗ ім. О.С. Попова

dshumlina@gmail.com
INVESTIGATION OF CHARACTERISTICS OF MULTISERVICE SUBSCRIBER TRAFFIC IN LTE / SAE NETWORK
Abstract. In this abstract is observed the new technology of fourth generation communication, namely the LTE/SAE. Also is covered the investigation of the traffic characteristics, such as the delay of packets and packet loss.

During the last two decades in the world in the process of building the information society and the increasingly developing computing and information networks - a unique symbiosis of computers and communications.

The global reach of mobile services to the fourth quarter of 2011 was 85%, and today there are about 6 billion of cellular subscribers. Despite the fact that "the formal number of mobile phone users in the world, is about 6 billion, their actual number - about 4.1 billion," because many of them have subscribed to several operators. In this way, 60% of the world population are mobile subscribers [1].

Promising direction of development of mobile networks is an evolutionary transition to more modern technologies such as 4G (4th generation of cell phone mobile communications), which should logically continue the tendency of increasing data rate transmission in mobile networks and to simplify their architecture and provide a full range of services.

One of these new prospective technology that has gained a public attention, is LTE technology. The development and implementation of this technology will expand and improve communication services provided by existing mobile operators.

LTE (an initialism of Long Term Evolution), known also as 4G LTE, is a standard for wireless communication of high-speed data for mobile phones and data terminals. It is based on the GSM/EDGE and UMTS/HSPA network technologies, increasing the capacity and speed using a different radio interface together with core network improvements [2].

System Architecture Evolution (aka SAE) is the core network architecture of 3GPP's LTE wireless communication standard. SAE is the evolution of the GPRS Core Network, with some differences:


  • simplified architecture

  • all-IP Network (AIPN)

  • support for higher throughput and lower latency radio access networks (RANs)

  • support for, and mobility between, multiple heterogeneous access networks, including E-UTRA (LTE and LTE Advanced air interface), 3GPP legacy systems (for example GERAN or UTRAN, air interfaces of GPRS and UMTS respectively), but also non-3GPP systems (for example WiMAX or CDMA2000).

The SAE System Architecture Evolution offers many advantages over previous topologies and systems used for cellular core networks. As a result it is anticipated that it will be wide adopted by the cellular operators. LTE/SAE is an attempt to step into wireless broadband taken by cellular providers and equipment vendors [3].

LTE/SAE introduces evolved radio interface with major enhancement coming from the use of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and multiple antenna techniques.

The concept of LTE technology depends on the understood that it improves system performance in terms of data rate, throughput, latency, coverage and cost. LTE offers a pure packets assigned architecture, with viability of the movement management. The general view of the architecture of LTE/SAE network is shown on the fig.1, where we can see all the key and functional points.

Figure 1 General Representation of LTE System


As it was mentioned above, we will consider the delay of packets and packet loss as the LTE multiservice subscriber traffic characteristics. The investigation of them will be performed on the control points of LTE/SAE. They are:

  • base station

  • router.

In the access network, it is the responsibility of the eNodeB to ensure the necessary QoS for a bearer over the radio interface.

The set of standardized QCI (QoS class identfier)s and their characteristics (loss and delay of packets) is provided in fig.2. Following characteristics were taken from the 3GPP TS 23.203 [4].



Figure 2 Standardized QCIs for LTE


The QCI table specifies values for the priority handling, acceptable delay budget and packet loss rate for each QCI label.
Conclusions

LTE - the technology of mobile communication in the longer prospects. Its flexibility allows using more narrow channels - up to 1.4 MHz. In this case, due to more efficient use of the frequency band LTE download speed up to 300 Mbit / s. Following privileges make this technology more popular, worth and efficient to use it.

In order to know what peculiarities traffic has in this network, we need to investigate its characteristics. The goal of our research is to implement a traffic model of LTE network and try to evaluate and investigate the performance of network parameters, such, delay of packets and packet loss. And then to compare the obtained results with parameters of the other communication networks.

List of literature:



  1. Частка користувачів мобільного зв’язку серед населення України сягнула 85% [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.gfk.ua/public_relations/press/press_articles/009483/index.ua.html

  1. LTE – Long term evolution [Електронний ресурс]. – Режим доступу

http://businesstech.co.za/forum/showthread.php/2608-LTE-Long-Term-Evolution

  1. . 3GPP TS 23.203, “Policy and Charging Control Architecture,”Rel. 8.

  2. The LTE Network Architecture – A comprehensive tutorial. Copyright © 2009 Alcatel-Lucent.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21



  • Добротність ∞ 70 200 800
  • УДК 621.396.93 Завтоньєва Ю.В., Іщенко К.П. ОНАЗ ім. О.С. Попова ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ LTE НА МЕРЕЖУ ОПЕРАТОРА МОБІЛЬНОГО ЗВЯЗКУ
  • INVESTIGATION OF CHARACTERISTICS OF MULTISERVICE SUBSCRIBER TRAFFIC IN LTE / SAE NETWORK
  • Conclusions