Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема регулирования мощности передатчиков мобильных станций в системе сотовой связи с кодовым разделением каналов 8
1.1. Сотовые системы мобильной радиосвязи с кодовым разделением каналов 8
1.2. Проблема регулирования мощности передатчиков в системах CDMA 16
1.3. Методы повышения эффективности "быстрого" регулирования мощности 20
1.4. Канал мобильной радиосвязи и его место в проблеме регулирования мощности 27
1.5. Постановка задач исследования 31
Глава 2. Исследование характеристик широкополосного канала мобильной радиосвязи 33
2.1. Постановка задачи 33
2.2. Модель средних потерь и медленных замираний сигнала на трассе распространения 34
2.3. Каналы мобильной радиосвязи со случайно изменяющимися параметрами 35
2.4. Широкополосный канал мобильной радиосвязи 46
2.5. Возмущающее воздействие канала связи на систему "быстрого" регулирования мощности 59
Выводы 68
Глава 3. Характеристики обратного канала системы сотовой связи CDMA с регулированием мощности передатчиков мобильных станций 69
3.1. Постановка задачи 69
3.2. Математическая модель обратного канала связи в системе CDMA 69
3.3. Статистический анализ сигналов и помех 79
3.3.1. Классификация аддитивных помех 79
3.3.2. Анализ средней мощности помех со стороны мобильных станций соседних сот 84
3.3.3. Статистический анализ сигналов и помех при различных режимах "быстрого" регулирования мощности 92
3.3.4. Анализ влияния архитектурно-технических параметров системы связи на уровень внутрисистемных помех 98
3.4. Анализ помехоустойчивости и пропускной способности системы сотовой связи 102
Выводы 114
Глава 4. Метод повышения эффективности регулирования мощности передатчиков мобильных станций в системе CDMA 116
4.1. Постановка задачи 116
4.2. Математическая модель процесса "быстрого" регулирования мощности 116
4.3. Принцип адаптации базового шага при "быстром" регулировании мощности 121
4.4. Алгоритм адаптации базового шага регулирования мощности 135
Выводы 143
Заключение 145
Литература 146
Приложение 153
- Проблема регулирования мощности передатчиков в системах CDMA
- Модель средних потерь и медленных замираний сигнала на трассе распространения
- Анализ помехоустойчивости и пропускной способности системы сотовой связи
- Принцип адаптации базового шага при "быстром" регулировании мощности
Введение к работе
К главным чертам современного развития науки и техники можно отнести безусловный прорыв в сфере обработки и передачи информации. Телекоммуникации стали в буквальном смысле нервной системой человеческого социума. Одно из важнейших направлений в области доставки информации основано на использовании технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).
Научно-технический прогресс последних десятилетий создал необходимую базу для широкого внедрения систем мобильной радиосвязи на основе CDMA. В настоящее время коммерческие системы связи с кодовым разделение каналов находятся в фазе стремительного развития. Рост числа абонентов сетей cdmaOne (коммерческое название стандарта IS-95) во всем мире с июня 1998-го по июнь 1999-го г. составил 171%, что превосходит аналогичные показатели роста любой другой радиотехнологии [2,80]. Общее количество пользователей к середине 1999-го года превысило 35 млн. человек, а к началу 2000-го - 50 млн. человек. Развитие сетевой инфраструктуры cdmaOne происходит по всему миру. Особенно интенсивный рост наблюдается в странах Северной, Южной и Латинской Америки, Китае и Юго-Восточной Азии, Японии и Австралии.
Предварительный анализ структуры Глобальной системы связи III поколения однозначно показывает, что будущее телекоммуникаций неразрывно связано с технологией CDMA. Одной из главных причин столь быстрого развития является высокая спектральная эффективность метода кодового разделения каналов, возможность построения систем с выгодными эксплуатационными характеристиками.
Плата за достигаемые преимущества состоит в усложнении методов обработки, предъявлении жестких требований к условиям функционирования систем CDMA. Одно из таких требований заключается в строгом соблюдении энергетического баланса между каналами множественного доступа. Даже незначительное по мерам систем FD/TDMA различие мощностей принимаемых сигналов приводит в системах CDMA к взаимному подавлению каналов и резкой деградации пропускной способности. Во избежание указанных явлений в системах с кодовым разделением применяют высокоточное управление мощностью передатчиков радиотерминалов. Как ньше действующие, так и перспективные системы наземной мобильной радиосвязи на основе CDMA реализуют автоматическое регулирование мощности (АРМ) передатчиков мобильных станций по схеме с замкнутой обратной связью, с частотой подстройки от 500 Гц до 2000 Гц. Будучи вынужденным, данное техническое решение привело не только к серьезному усложнению архитектуры системы связи, но также и к значительному расходу частотно-временного ресурса при передаче команд АРМ с базовой стан-
7 ции на мобильную.
Результаты моделирования и полевых испытаний показали, что даже при столь сложной организации системы АРМ эффективное управление мощностью возможно только в ограниченном диапазоне скорости движения мобильных абонентов. Для улучшения качества автоматического регулирования существуют 2 пути: экстенсивный, заключающийся в увеличении частоты регулирования, а следовательно, и скорости передачи команд АРМ в ущерб полезному трафику, и интенсивный, не требующий перерасхода выделенного частотно-временного ресурса. Последний способ наиболее предпочтителен и может быть реализован с помощью адаптации рабочих параметров системы АРМ к характеристикам рассеяния радиоканала.
Таким образом, диссертационная работа, посвященная повышению эффективности системы сотовой связи с кодовым разделением каналов методом адаптации параметров "быстрого" регулирования мощности передатчиков мобильных станций, соответствует современной научной проблематике в области мобильной радиосвязи и является актуальной.
Цель диссертационной работы состоит в повышении эффективности и улучшении эксплуатационных характеристик обратного канала системы сотовой связи на основе CDMA.
Научной задачей диссертации является обоснование и разработка алгоритма адаптации параметров "быстрого" регулирования мощности передатчиков мобильных станций в системе сотовой связи с кодовым разделением каналов.
Защищаемые в диссертационной работе научные положения могут быть сформулированы следующим образом: построение матеметической модели и анализ характеристик широкополосного канала мобильной радиосвязи; разработка математической модели и исследование характеристик обратного канала системы сотовой связи на основе CDMA при различной эффективности "быстрого" регулирования мощности передатчиков мобильных станций; предложения по реализации алгоритма, направленного на повышение эффективности системы "быстрого" управления мощностью передачиков мобильных станций методом адаптации базового шага регулирования к характеристикам радиоканала.
Названные положения отвечают требованиям научной новизны, имеют теоретическую ценность и практическую значимость.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений.
Проблема регулирования мощности передатчиков в системах CDMA
Среди вопросов, находящихся в стадии постоянного изучения, особое место занимает проблема регулирования мощности передатчиков базовых и мобильных радиотерминалов в системе связи с кодовым разделением каналов. Процедура управления мощностью передатчиков направлена на оптимизацию эксплуатационных характеристик системы сотовой связи, важнейшими из которых являются помехоустойчивость передачи информации и пропускная способность.
Проблема регулирования мощности в системе CDMA имеет длительную историю изучения. Основные требования к энергетическим соотношениям между сигналами физических каналов были сформулированы Magnuski в 1961 г. Установлено, что различия в уровнях мощности принимаемых сигналов, вызванные неодинаковой удаленностью пользовательских терминалов от базовой станции, могут привести к подавлению "слабых" сигналов "сильными" и, как следствие, снизить пропускную способность системы. Для обозначения эффекта взаимного подавления каналов в англоязычных источниках зачастую используют термины "near-far problem" и "self-jaming".
Специфика мобильной радиосвязи такова, что средние потери на трассе распростра нения радиоволн, обусловленные дальностью связи, высотой антенн и прочими факторами, определяют лишь среднюю мощность принимаемых сигналов. В то же время затенения, вызыванные глобальными неоднородностями трассы распространения (рельефом местности, застройкой, растительностью и т.д.), и обусловленные текущим местоположением абонента, порождают медленные флюктуации сигналов при приеме. Поэтому в результате даже незначительных перемещений абонента (порядка десятков длин волн) возможны существенные изменения уровня принимаемого сигнала [48,106].
Многолучевое распространение радиоволн, когда в ходе рассеяния в дальней и ближней зоне на приемное устройство прибывают лучи со случайными амплитудами, начальными фазами, временными и частотными сдвигами, приводит к быстрым замираниям огибающей суммарного сигнала. Известно, что максимумы и минимумы интерференционной картины чередуются с интервалом порядка половины длины волны, а глубина замираний может достигать 30...40 дБ [107].
С целью решения проблемы взаимного подавления каналов было предложено ввести систему автоматического регулирования мощности (АРМ) передатчиков базовых и мобильных радиотерминалов, которая бы с заданной точностью обеспечивала эквализацию уровней мощности сигналов разных каналов при приеме [23]. В современных системах мобильной радиосвязи на основе CDMA система АРМ передатчиков радиотерминалов выполняет 3 основные функции. Первая из них заключается в компенсации затухания и медленных замираний сигналов на трассе распространения ("медленное" регулирование или "медленная" АРМ), вторая - в компенсации быстрых замираний ("быстрое" регулирование или "быстрая" АРМ). Третья функция заключается в формировании энергетического бюджета радиолиний: установка и поддержание требуемого отношения с/ш при приеме в соответствии с типом трафика, качеством канала связи и текущим значением коэффициента ошибок; адаптивное выделение энергетических запасов на замирания; балансирование энергетических потенциалов отдельных радиолиний с целью контроля уровня внутрисистемных помех и минимизации вероятности сбоя.
Архитектура сотовых систем мобильной радиосвязи обуславливает различия в условиях функционирования и требованиях, предъявляемых к системам АРМ передатчиков MS и BS: в обратном канале связи проблема взаимного подавления стоит наиболее остро [3]. Произвольные перемещения MS в зоне обслуживания сети делают индивидуальным характер затуханий, медленных и быстрых замираний сигналов на трассах MS-»BS разных абонентских станций: проблема взаимного подавления стоит во всей полноте. В прямом стволе фильтрация группового сигнала на трассе распространения BS-»MS приводит к эквивалент ным изменениям канальных сигналов: посылки, переданные по каналам некоторой BS,
испытывают одинаковые затухания и замирания. Следовательно, энергетические соотношения между отдельными сигналами в пределах группового сообщения одной BS будут выдержаны и при приеме на MS; уникальность трасс распространения для каждой из MS здесь уже не играет такой роли, как в стволе MS-»BS. Проблема взаимного подавления в прямом канале связи в большей степени обусловлена базовыми станциями соседних сот. При этом средние потери на трассах, ассоциированных с данными BS, обычно больше потерь на трассе, связанной с текущей BS обслуживания. Поэтому проблема взаимного подавления в прямом канале связи стоит не столь остро, как в обратном, и задача управления мощностью передатчиков MS объективно имеет более высокий приоритет.
В 1986 г. в основополагающей работе о принципах так называемого совместного детектирования [114] (англоязычные термины - "joint detection", "multiuser detection") Verdu показал, что теоретически проблему взаимного подавления в системе CDMA можно решить, не прибегая к помощи "быстрой" АРМ. Суть метода совместного детектирования заключается в использовании информации о параметрах сигналов всех принимаемых каналов при выделении и обработке сигнала одного из них. К сожалению, объем вычислений, необходимых при работе предложенного Verdu алгоритма растет экспоненциально с количеством обрабатываемых каналов. Поэтому был разработан ряд упрощенных алгоритмов совместной обработки, которые при меньшем объеме необходимых вычислений предъявляют ряд требований к условиям функционирования системы. В частности, технические условия работы совместных детекторов, используемых в системах CDMA III поколения, предполагают "быстрое" регулирование мощности передатчиков MS. Таким образом, "быстрая" АРМ составляет неотъемлемую часть системы мобильной радиосвязи с кодовым разделением каналов.
Поскольку АРМ оказывает значительное влияние на качество работы систем сотовой связи CDMA, корректная оценка пропускной способности таких систем невозможна без учета качества регулирования мощности. Исследования пропускной способности обратного канала системы сотовой связи CDMA используют различные модели АРМ.
Наиболее простой подход заключается в моделировании управляющего воздействия системы АРМ MS величиной, пропорциональной средним потерям с расстоянием на трассе MS-BS [3,72]. Подобная аппроксимация минимизирует математическую сложность модели, обеспечивает простой способ оценки параметра помехового воздействия MS соседних сот, так называемое overspill ratio [82,87,116]: по результатам большинства работ его значение составляет 0.5...0.7 в условиях города
Модель средних потерь и медленных замираний сигнала на трассе распространения
В соответствии с п. 1.4 величину средних потерь с расстоянием будем аппроксимировать степенной зависимостью где RMS-BS " расстояние между MS и BS, а ju - параметр, зависящий от характеристик среды распространения; в городе // = 4 (гл.1). Общие потери на затенения трассы распространения будем рассматривать как результат затенений в ближней зоне LNnear и затенений в дальней зоне LNj-ar приема BS: При этом будем считать, что случайные величины (СВ) LNnear и LNjar распределены по логарифмически нормальному закону: где „, у = N(0, T2L) - нормальные СВ с нулевым математическим ожиданием и дисперсией о\, зависящей от типа среды распространения; а,Ь - весовые коэффициенты медленных замираний в ближней и дальней зонах. В районах крупных городов значение дисперсии медленных замираний а\ принимают равным 6...10 дБ [117]; весовые коэффициенты пронормируем так, чтобы Предполагая независимость медленных замираний в ближней и дальней зонах, вводим условие некоррелированности нормальных СВ:
Поскольку в реальных условиях приема средние потери с расстоянием неотделимы от потерь на затенения, введем параметр FL, заключающий информацию о "глобальных" характеристиках трассы распространения: есть суперпозиция СВ %п и у, нормальная СВ с нулевым математическим ожиданием и дисперсией а\: д = Лч0,a2L). Структурная схема канала связи со средними потерями и медленными замираниями на трассе распространения показана на рис.2.1. Процессы средних потерь и медленных замираний определяются общей структурой трассы распространения, и их количественные характеристики слабо изменяются в пределах больших участков зоны обслуживания сети. Поэтому статистические параметры случайной величины FL являются характеристиками так называемой глобальной зоны приема. При этом ближняя и дальняя зоны приема могут рассматриваться в качестве соответствующих областей, принадлежащих глобальной зоне. Как отмечалось в п. 1.4, быстрые замирания возникают при многолучевом распространении радиоволн. В результате рассеяния на неоднородностях в точку приема приходят многочисленные микросигналы - копии переданного колебания со случайными амплитудами, начальными фазами и частотно-временными сдвигами. Интерференция микросигналов приводит к быстрым флюктуациям огибающей принимаемого колебания. В отличие от средних потерь и медленных замираний точное описание быстрых замираний возможно лишь в пре делах ограниченных, локальных областей [91]. Это связано с тем, что при перемещении приемного или передающего радиотерминалов на расстояние в несколько десятков длин волн текущие параметры отражения/рассеяния сигналов в реальных каналах связи могут полностью измениться.
Математические методы описания каналов наземной мобильной радиосвязи используют теорию линейной фильтрации (п. 1.4). Моделируемый канал представляют с помощью эквивалентного линейного фильтра с переменными параметрами. Сигналы на входе и выходе фильтра могут быть исчерпывающе описаны как в частотной, так и во временной областях. Поэтому сам фильтр может быть задан как минимум четырьмя системными функциями, по области действия каждой из них: время (/), сдвиг по времени (г), частота (/), сдвиг по частоте (v). Будем использовать комплексное представление сигналов в основной полосе частот с помощью комплексных огибающих; при этом системные функции фильтра будем также представлять их комплексными огибающими в той форме, как это сделано в [81]. Во временной области канал связи может быть задан импульсной характеристикой h(t,r), представляющей реакцию канала связи в момент t на воздействие дельта-импульса в момент t-т. При подаче сигнала y{t) на вход канала, выходной сигнал
Анализ помехоустойчивости и пропускной способности системы сотовой связи
Полученные в п.3.2 и п.3.3 соотношения позволяют определить вероятность ошибки на выходе решающего устройства приемника BS (рис.3.2). Под решающим устройством здесь будем понимать жесткий квантователь, включенный на выходе MRC-комбайнера RAKE-демодулятора: di0 = sign[Z(/0)]. В результате статистического анализа, проведенного в п.3.3, были определены первые две моментные характеристики помех на входе решающего устройства приемника, однако не был сделан вывод относительно закона распределения внутрисистемных помех. Воспользуемся рассуждениями, ставшими традиционными при анализе систем множественного доступа с кодовым разделением каналов [118]. В обратном канале системы мобильной сотовой связи на основе CDMA имеют место следующие условия: Nu»l активных абонентов в режиме асинхронного доступа передают независимые информационные посылки, манипулированные адресными последовательностями длины N»1; используемые ансамбли адресных последовательностей обеспечивают низкий уровень корреляции поднесущих разных рабочих каналов, а также низкий уровень автокорреляции поднесущей одного канала при ненулевом сдвиге; быстрые замирания сигнала на трассах распространения, ассоциированных с разными мобильными станциями, независимы. В силу указанных фактов помеховая составляющая отклика RAKE-приемника будет представлять суперпозицию большого числа независимых случайных величин с одинаковыми законами распределения.
Поэтому в соответствии с центральной предельной теоремой закон распределения помеховой составляющей можно считать нормальным [17]. Поскольку ширина полосы полезного сигнала на выходе корреляторов приемника в N раз меньше ширины спектра внутрисистемных помех (Rb = \JNTch ), СПМ помех в пределах полосы сигнала допустимо считать постоянной. Таким образом, внутрисистемные помехи и тепловой шум ЛТП BS на входе решающего устройства приемника можно аппроксимировать стационарным аддитивным белым гауссовским шумом с односторонними СПМ /0 и iV0 соответственно. Следовательно, в силу соотношений (3.44, 3.45) вероятность ошибки при передаче z -ro бита информационной посылки соответствует вероятности ошибки при оптимальном различении детерминированных противоположных сигналов: Это означает, что при "идеальной" компенсации замираний коэффициент ошибок соответствует вероятности ошибки при передаче сообщения в канале с аддитивным белым гауссов-ским шумом. При работе АРМ в "среднем" режиме закон распределения СВ х2 может быть выражен через свертку распределений %2п с двумя степенями свободы (п.2.5). При работе АРМ MS по "реальному" сценарию СВ х распределена по закону Nakagami-w с параметром фединга т, характеризующим качество регулирования мощности передатчика MS (п.3.3). В этом случае коэффициент ошибок при передаче в обратном канале соответствует выражению Из выражения (3.91) следует, что коэффициент ошибок при передаче зависит от среднего отношения с/ш и "жесткости" замираний решающей статистики. На рис.3.7 выделены верхняя и нижняя границы коэффициента ошибок, соответствующие каналам с релеевскими замираниями (т=\) и без замираний (тя-»+оо). Анализ графических зависимостей рис.3.7 показывает, что при одинаковой энергетике (Е qb = const) большей помехоустойчивостью будет обладать система, обеспечивающая лучшую компенсацию замираний в радиоканале (т = max(w)). Введем понятие энергетического выигрыша от "быстрой" АРМ:
Величина e2l(n BERd) показывает, во сколько раз среднее отношение с/ш Е qb при работе АРМ в "среднем" режиме должно быть больше, чем при работе АРМ в "реальном" режиме для обеспечения требуемого коэффициента ошибок при передаче BERd. Напомним, что при работе в "среднем" режиме АРМ компенсирует только средние потери и медленные замирания сигнала на трассе распространения, обеспечивая при этом параметр фединга полезного сигнала ттеап. Так, если в канале с релеевскими замираниями (ттеап = 1) система АРМ обеспечивает параметр фединга принимаемого полезного сигнала т = 2.5, энергетический выигрыш от "быстрого" регулирования мощности при требуемом коэффициенте ошибок 106 BERd = 10 2 составляет 6.4 дБ (рис.3.7). При релеевской статистике возмущающего воздействия "быстрая" АРМ системы cdmaOne обеспечивает замирания полезного сигнала, которые можно аппроксимировать логарифмически-нормальным распределением с дисперсией 5 = 1.5 дБ [115,118]. Если дисперсия логарифмически-нормальной СВ ограничена неравенством s 3...3.5дБ, условное значение параметра фединга распределения Nakagami-w может быть найдено по формуле т ехр -1 (s-O.llnlO)2 при дисперсии s = 1.5 дБ параметр фединга т = 7.9 и энергетический выигрыш составляет e2i (т = 7.9 BERd = Ю-2) = 8.8 дБ. При тех же начальных условиях "идеальная" АРМ обеспе чивает энергетический выигрыш е21 (т -» +со BERd =10 ) = 9.5 дБ (рис.3.7). В зависимости от текущих параметров рассеяния энергии в радиоканале качество "быстрого" регулирования мощности может меняться в широких пределах. В п.2.5 было показано, как эффективная длительность профиля многолучевости эквивалентного WSSUS-канала влияет на коэффициент вариации возмущающего воздействия. В то же время, из соотношений (2.51, 2.52) следует, что с расширением СПМ замираний уменьшается интервал когерентности канала связи и, следовательно, возрастают требования к частоте регулирования АРМ, необходимой для эффективного подавления быстрых флюктуации. Известно, что в большинстве действующих и перспективных систем CDMA доля частотного ресурса, выделенного для "быстрого" регулирования мощности строго фиксирована, а скорость передачи команд регулирования постоянна: Rpc = const [9]. Поэтому с изменением скорости движения мобильного абонента, а также в зависимости от характеристик многолучевости в текущей зоне обслуживания параметр фединга принимаемого полезного сигнала будет меняться. Следовательно, будут меняться и требования к среднему отношению с/ш, обеспечивающему заданный коэффициент ошибок при передаче: с усилением "жесткости" замираний необходимо увеличивать среднее отношение с/ш, и наоборот. Таким образом, для обеспечения требуемой помехоустойчивости при передаче информации в системе связи необходимо адаптировать энергетические запасы на замирания. Это означает, что в зависимости от "жесткости" замираний сигнала в радиоканале следует адаптивно изменять пороговое отношение с/ш системы регулирования мощности передатчиков радиотерминалов (п. 1.2). Математически концепцию адаптивных порогов регулирования можно сформулировать следующим образом:
Принцип адаптации базового шага при "быстром" регулировании мощности
Рассматриваемая схема "быстрой" АРМ использует режим ДМ при передаче команд управления мощностью передатчика MS. Погрешность (ошибка кодирования) в режиме ДМ складывается из двух основных компонент: перегрузки по наклону (slope overload) и ошибки квантования (granular noise) [26,98]. Известно, что, если кодируемый сигнал (в данном случае возмущающее воздействие канала связи) проявляет стационарные свойства, может существовать такое значение шага квантования, при котором среднеквадратическая ошибка кодирования минимальна. Значение шага, обеспечивающего минимум среднеквадратической ошибки, будем в дальнейшем именовать оптимальным.
Сказанное выше справедливо и в отношении режима адаптивной дельта-модуляции (АДМ), который также может быть использован для "быстрой" АРМ (п. 1.4). При АДМ текущее значение шага устанавливают, исходя из фиксированного базового дискрета. Во избе жание двусмысленности будем использовать термин базовый шаг регулирования, понимая под ним фиксированную величину приращения при ДМ, а также значение базового дискрета при АДМ. Очевидно, что эффективность "быстрой" АРМ будет тем выше, чем ближе величина базового шага регулирования мощности к значению, оптимальному в смысле минимума среднеквадратической ошибки управления.
Статистические характеристики возмущающего воздействия в системе "быстрой" АРМ определяются параметрами рассеяния энергии сигнала в канале связи и уровнем внутрисистемной интерференции. При большом количестве абонентов внутрисистемные помехи приобретают квазистационарный характер и их СПМ можно считать постоянной (п.3.4). Следовательно, аддитивный шум определяет, главным образом, постоянную составляющую возмущающего воздействия и величина оптимального базового шага практически зависит только от статистических характеристик рассеяния в радиоканале. В п.2.5 было показано, что линейный канал связи с рассеянием можно представить в виде эквивалентного стационарного в ШС канала с некоррелированными путями распространения (WSSUS). Характеристики рассеяния при этом могут быть заданы профилем многолучевости и СПМ замираний эквивалентного WSSUS-канала. Из п.2.5 также следует, что профиль многолучевости эквивалентного WSSUS-канала определяет параметр фединга (коэффициент вариации) возмущающего воздействия. При этом параметр фединга в неявном виде выступает показателем частотной селективности быстрых замираний, корреляции флюктуации в лучах исходного (не приведенного к WSSUS-форме) канала, соотношения мощностей регулярной и случайной компонент. Сказанное выше позволяет предположить, что при адаптации базового шага регулирования мощности в качестве характеристики рассеяния энергии сигнала по времени может быть принят параметр фединга возмущающего воздействия
Анализируя рассеяние энергии сигнала по частоте, можно сделать дуальное предположение о том, что при адаптации базового шага регулирования в качестве параметра рассеяния по частоте может быть принята эффективная ширина СПМ возмущающего воздействия есть СПМ возмущающего воздействия1. Физически эффективная ширина СПМ характеризует "скорость" замираний решающей статистики "быстрой" АРМ. Следует отметить, что вследствие нелинейной обработки при детектировании огибающей СПМ возмущающего воздействия F(t) отличается от СПМ импульсной характеристики WSSUS-канала. Подробный анализ, связывающий эти СПМ, приведен в [17].
Объединяя выдвинутые предположения, приходим к гипотезе, согласно которой оптимальный базовый шаг регулирования мощности может быть выбран, исходя из параметра фединга и эффективной ширины СПМ возмущающего воздействия радиоканала.
Для проверки истинности данного предположения было предпринято экспериментальное исследование, суть которого состоит в следующем. В соответствии с уравнением дискретного регулирования (4.5) был организован симулятор АРМ, позволяющий проводить компьютерное моделирование процесса "быстрого" регулирования мощности. С целью имитации возмущающего воздействия были сформированы реализации процессов замираний в лучах эквивалентного WSSUS-канала, воспроизведена RAKE-обработка с оптимальным линейным сложением ветвей в MRC-комбайнере. Симулятор АРМ построен таким образом, что для одной реализации возмущающего воздействия параллельно моделировалось несколько альтернативных процессов регулирования, с разными значениями шага. Сравнение характеристик сигналов, полученных в ходе многоальтернативного регулирования, позволяет a posteriori выбрать вариант, которому соответствует оптимальный при данных параметрах рассеяния шаг регулирования мощности.
