Анализ методов формирования карты радиосреды для когнитивной системы связи на базе LTE

В работе рассмотрены методы формирования карты радиосреды, которая представляет собой пространственно-временную базу данных всех активностей пользователей в сети и позволяет выявлять доступные частоты для использования вторичными пользователями в заданное время. Представлена оценка качества формирования карты радиосреды с большим разрешением с применением интерполяционных методов

Spectrum cartography techniques, challenges, opportunities, and applications: A survey

The spectrum cartography finds applications in several areas such as cognitive radios, spectrum aware communications, machine-type communications, Internet of Things, connected vehicles, wireless sensor networks, and radio frequency management systems, etc. This paper presents a survey on state-of-the-art of spectrum cartography techniques for the construction of various radio environment maps (REMs). Following a brief overview on spectrum cartography, various techniques considered to construct the REMs such as channel gain map, power spectral density map, power map, spectrum map, power propagation map, radio frequency map, and interference map are reviewed. In this paper, we compare the performance of the different spectrum cartography methods in terms of mean absolute error, mean square error, normalized mean square error, and root mean square error. The information presented in this paper aims to serve as a practical reference guide for various spectrum cartography methods for constructing different REMs. Finally, some of the open issues and challenges for future research and development are discussed.publishedVersio

Model for building of the radio environment map for cognitive communication system based on LTE

Статья посвящена вторичному использованию спектра в телекоммуникационных сетях. Акцентируется внимание, что одним из решений данной проблемы является применение технологий когнитивного радио и динамического доступа к спектру, для успешного функционирования которых необходим большой объем информации, включающий параметры базовых станций и абонентов сети. Хранение и обработка информации должны осуществляться при помощи карты радиосреды, которая представляет собой пространственно-временную базу данных всех активностей в сети и позволяет определять доступные для использования в заданное время частоты. В работе представлена двухуровневая модель для формирования карты радиосреды системы сотовой связи LTE, в которой выделены локальный и глобальный уровни, описываемая следующими параметрами: набор частот, ослабление сигнала, карта распространения сигналов, шаг сетки, текущий временной отсчет. Ключевыми объектами модели являются базовая станция и абонентское устройство. К основным параметрам базовой станции отнесены: наименование, идентификатор, координаты ячейки, номер, диапазон, мощность излучения, номера подключенных абонентских устройств, выделенные им ресурсные блоки. Для абонентских устройств в качестве параметров используются: наименование, идентификатор, местоположение, текущие координаты ячейки устройства, идентификатор рабочей базовой станции, частотный диапазон, номера ресурсных блоков для связи со станцией, мощность излучения, статус передачи данных, список номеров ближайших станций, расписания перемещения и сеансов связи устройств. Представлен алгоритм для реализации модели с учетом сценариев перемещения и сеансов связи абонентских устройств. Приводится методика расчета карты радиосреды в точке координатной сетки с учетом потерь при распространении радиосигналов от излучающих устройств. Программная реализация модели выполнена с использованием пакета MatLab. Описаны подходы, позволяющие повысить быстродействие ее работы. При моделировании выбор параметров осуществлялся с учетом данных действующих систем связи и экономии вычислительных ресурсов. Продемонстрированы результаты исследований программной реализации алгоритма формирования карты радиосреды, подтверждающие корректность разработанной модели