Prostorno-frekvencijsko blok kodiranje sa odsjecanjem i filtriranjem kao tehnika predajni diverziti u SC-FDMA

The paper presents Space-Frequency Block Coding (SFBC) as a transmit diversity technique in Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA). SC-FDMA is known as a low Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) modulation technique. SFBC requires changing the order of the samples in the frequency domain, which results in increase of the PAPR. Because of that, additional clipping and filtering is proposed to be performed after SFBC to preserve low PAPR level and to avoid the out-of-band radiation. This affects the performance, but still provides significant advantage to the existing techniques, as is shown using simulationsOvaj papir predstavlja prostorno-vremensko blok kodiranje (SFBC) kao tehniku predajnog diverzitija u Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) sustavima. SC-FDMA je poznat kao modulacijska tehnika sa niskim omjerom vršne i srednje snage (PAPR). SFBC zahtjeva izmjenu redoslijeda uzoraka u frekvencijskoj domeni, što rezultira povećanjem PAPR-a. Zbog toga, dodatno odsjecanje (clipping) i flitriranje signala nakon SFBC-a je predloženo u cilju očuvanja niske vrijednosti PAPR-a i izbjegavanja zračenja van opsega. Ovo utječe na performance, ali idalje pruža značajnu prednost nad postojećim tehnikama, kao što je pokazano kroz simulacije

Brzi paketni pristup

Data services and multimedia are expected to have significant growth over the next few years and will likely become the dominant source of 3G traffic. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) provides large enhancements over Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) for the downlink. HSDPA was standardized as part of Third Generation Partnership Project (3GPP) Release 5 and improved in later releases. The HSDPA peak date rate available in the terminals was initially 1.8 Mbps, but it has increased to 42 Mbps. HSDPA has been designed to increase downlink packet data throughput by means of fast physical layer retransmission and transmission combining as well fast link adaptation controlled by the Node B – i.e. a base transmission station (BTS). High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) was part of 3GPP Release 6 with the first specification version in December 2004. The HSUPA peak data rate in the initial phase is expected to be 1–2 Mbps with later phase pushing the data rate to 11.5 Mbps. HSDPA and HSUPA together form High Speed Packet Access (HSPA).Očekuje se da će podatkovne usluge i multimedija imati značajan rast te će vjerojatno postati dominantan izvor 3G prometa u sljedećih nekoliko godina. Brzi paketski pristup u silaznom smjeru (HSDPA) pruža veliko unaprjeđenje u usporedbi sa na širokopojasnim višestrukim pristupom po kodnoj raspodjeli (WCDMA) za silazni smjer. HSDPA je normiran kao Release 5 od strane 3GPP te je unaprjeđivan u daljnjim izdanjima. U početku je raspoloživa brzina prijenosa podataka u korisničkim uređajima iznosila 1,8 Mbit/s, ali je sad povećana na 42 Mbit/s. HSDPA je osmišljen kako bi povećao brzinu prijenosa podataka u silaznom smjeru te pritom se koristi tehnikama brzog ponovnog slanja podataka na fizičkom sloju, brzom prilagodbom veze u baznoj postaji, itd. Brzi paketski pristup u uzlaznom smjeru pojavio se kao dio 3GPP Relase 6, a izišao je u prosincu 2004. U početnoj fazi HSUPA je omogućavala vršne brzine prijenosa podataka od 1 do 2 Mbit/s, dok trenutno omogućava brzine prijenosa podataka od 11,5 Mbit/s. Obje tehnologije, HSDPA i HSUPA zajedno, nazivaju se brzi paketski pristup (HSPA)

Differential demodulation optimization in fractal modulation wireless systems

U fraktalnoj modulaciji istovremeno se prenose podaci različitim brzinama prijenosa kroz kanal. Ova nova diverziti tehnika omogućava poboljšani prijam poruke u odnosu na standardne modulacijske postupke: ako se poruka uslijed smetnji u kanalu ne može primiti jednom brzinom prijenosa, ona se može primiti drugom brzinom prijenosa. Prethodna istraživanja uključivala su svojstva fraktalne modulacije s koherentnom demodulacijom u Gaussovom i vremenski promjenjivim kanalima. Ova disertacija nadopunjuje istraživanje demodulacije postupkom koji je puno praktičniji u pokretnim uvjetima - diferencijalnim postupkom demodulacije. Korištena su dva oblika fraktalne modulacije koja pružaju mogućnost diferencijalne demodulacije: fraktalna modulacija s DCBPSK simbolima i fraktalna modulacija s π/4 DQPSK simbolima. Pokretni radijski kanal modeliran je kao kanal sa sporim ravnim Rayleighevim zamiranjem i kao frekvencijski selektivni kanal dobiven pomoću dvije zrake koje imaju Rayleighevu razdiobu uz dodani Gaussov šum. Optimizacija demodulacije provedena je na više različitih kanala u smislu izbora skale (na svakoj skali podaci se prenose različitom brzinom) s najmanjom vjerojatnosti pogreške. Ako se iskoriste različite brzine prijenosa podataka u postupku demodulacije rezultati se poboljšavaju. Zaključno, uspoređeni su rezultati π/4 DQPSK modulacije s rezultatima fraktalne modulacije s π/4 DQPSK simbolima.Fractal modulation simultaneously sends data at multiple rates through the channel. This novel multirate diversity strategy offers improved message recovery over conventional modulation techniques: if the message is not received at one rate due to the channel disturbances, it can be received at another rate. Previous research has demonstrated the performance of fractal modulation with coherent demodulation in Gaussian and time varying channels. Coherent demodulation is not suitable for mobile channels. So, this thesis extends the investigation of demodulation which is more practical in mobile conditions - differential demodulation. Two types of fractal modulation are implemented which offer differential demodulation: fractal modulation with DCBPSK symbols and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols. The mobile radio environment was modeled as a slow Rayleigh flat fading channel and a frequency selective, two-ray, Rayleigh fading channel with additive Gaussian noise. Demodulation optimization was carried out for all channel types in the sense of scale selection (each scale is of different data rate) for minimal error rate. Improvement in fractal demodulation performance may be achieved when multiple rates are used for demodulation. Finally, a comparison of π/4 DQPSK modulation and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols is carried out

Inteligentni antenski nizovi za prostornu selekciju signala

U radu su razmotreni inteligentni antenski nizovi za prostornu selekciju signala. Prikazani su suvremeni radiokomunikacijski sustavi i utjecaj modernih tehnologija na njihove karakteristike (CDMA, adaptivni antenski nizovi). Pokazano je da adaptivni antenski sustavi koji vrše veliku prostornu selekciju signala (fokusiraju glavnu laticu na korisnika, a nule dijagrama zračenja na neželjene signale) znatno poboljšavaju svojstva sustava. Uporabom inteligentnih nizova povećava se kapacitet sustava te područje pokrivanja. Kritički su uspoređeni antenski sustavi koji rade na osnovama različitih algoritama, a također su međusobno uspoređene i metode (algoritmi) određivanja smjera dolaska signala. Detaljno je razmotren i projektiran odašiljački antenski niz s elektroničkim zakretanjem dijagrama zračenja. Osnovu njega čini upravljački sklop koji se sastoji od faznih zakretača i pojačala. Mjerenja su obavljena na svim izvedenim komponentama i cijelom sustavu. Područje rada napravljenog niza je frekvencija 1800 MHz, a niz ispravno radi i na frekvencijama ±100 MHz od centralne frekvencije. Ostvareno je pomicanje glavne latice od ±27.30. Radi poboljšavanja karakteristika sustava moguće je: a) Povećati fazne zakrete (spojiti više izvedenih faznih zakretača) i time ostvariti veći prostorni pomak glavne latice. b) Koristiti pojačala s većim rasponom pojačanja kako bi se moglo ostvariti nizove s nejednolikom raspodjelom uzbuda antena (binomni niz, Čebiševljev niz). Napravljeni sklop upotpunjuje postojeću laboratorijsku opremu.This work is focused on smart antenna arrays with spatial signal selection. Modern radiocommunication systems are shown. The influence of the modern technologies on radiocommunication systems is also presented (CDMA, adaptive antenna arrays). It is shown that adaptive antenna arrays with spatial signal selection (the systems that focus the main lobe on user, and nulls of radiation pattern on interfering signals) considerably improve system performance. With the usage of smart antenna systems, the capacity of the system and covering area can be improved. The antenna systems based on different kind of alghoritms are compared. Several different methods for estimation of Direction-Of-Arrival are also compared. Transmitting antenna array with electronically controlled radiation pattern is analyzed and designed. The base of this array is the control circuit constructed with phase shifters and amplifiers. Extensive measurements were done on every system component, as well as on entire system. Designed array operates at 1800 MHz with operating frequency bandwidth of 200 MHz. Achieved steering of the main lobe is ± 27.3°. System can be improved further in several ways: a) Increased phase shifts (cascade of several phase shifters) will result with larger steering range of the main lobe. b) The amplifiers with larger scale of gain control can be used in order to achieve array with uneven distribution of the antenna feeding signals (binome array, Chebyshev array). Designed circuit can be used as an addition to the existing lab equipment

Inteligentni antenski nizovi za prostornu selekciju signala

U radu su razmotreni inteligentni antenski nizovi za prostornu selekciju signala. Prikazani su suvremeni radiokomunikacijski sustavi i utjecaj modernih tehnologija na njihove karakteristike (CDMA, adaptivni antenski nizovi). Pokazano je da adaptivni antenski sustavi koji vrše veliku prostornu selekciju signala (fokusiraju glavnu laticu na korisnika, a nule dijagrama zračenja na neželjene signale) znatno poboljšavaju svojstva sustava. Uporabom inteligentnih nizova povećava se kapacitet sustava te područje pokrivanja. Kritički su uspoređeni antenski sustavi koji rade na osnovama različitih algoritama, a također su međusobno uspoređene i metode (algoritmi) određivanja smjera dolaska signala. Detaljno je razmotren i projektiran odašiljački antenski niz s elektroničkim zakretanjem dijagrama zračenja. Osnovu njega čini upravljački sklop koji se sastoji od faznih zakretača i pojačala. Mjerenja su obavljena na svim izvedenim komponentama i cijelom sustavu. Područje rada napravljenog niza je frekvencija 1800 MHz, a niz ispravno radi i na frekvencijama ±100 MHz od centralne frekvencije. Ostvareno je pomicanje glavne latice od ±27.30. Radi poboljšavanja karakteristika sustava moguće je: a) Povećati fazne zakrete (spojiti više izvedenih faznih zakretača) i time ostvariti veći prostorni pomak glavne latice. b) Koristiti pojačala s većim rasponom pojačanja kako bi se moglo ostvariti nizove s nejednolikom raspodjelom uzbuda antena (binomni niz, Čebiševljev niz). Napravljeni sklop upotpunjuje postojeću laboratorijsku opremu.This work is focused on smart antenna arrays with spatial signal selection. Modern radiocommunication systems are shown. The influence of the modern technologies on radiocommunication systems is also presented (CDMA, adaptive antenna arrays). It is shown that adaptive antenna arrays with spatial signal selection (the systems that focus the main lobe on user, and nulls of radiation pattern on interfering signals) considerably improve system performance. With the usage of smart antenna systems, the capacity of the system and covering area can be improved. The antenna systems based on different kind of alghoritms are compared. Several different methods for estimation of Direction-Of-Arrival are also compared. Transmitting antenna array with electronically controlled radiation pattern is analyzed and designed. The base of this array is the control circuit constructed with phase shifters and amplifiers. Extensive measurements were done on every system component, as well as on entire system. Designed array operates at 1800 MHz with operating frequency bandwidth of 200 MHz. Achieved steering of the main lobe is ± 27.3°. System can be improved further in several ways: a) Increased phase shifts (cascade of several phase shifters) will result with larger steering range of the main lobe. b) The amplifiers with larger scale of gain control can be used in order to achieve array with uneven distribution of the antenna feeding signals (binome array, Chebyshev array). Designed circuit can be used as an addition to the existing lab equipment

Differential demodulation optimization in fractal modulation wireless systems

U fraktalnoj modulaciji istovremeno se prenose podaci različitim brzinama prijenosa kroz kanal. Ova nova diverziti tehnika omogućava poboljšani prijam poruke u odnosu na standardne modulacijske postupke: ako se poruka uslijed smetnji u kanalu ne može primiti jednom brzinom prijenosa, ona se može primiti drugom brzinom prijenosa. Prethodna istraživanja uključivala su svojstva fraktalne modulacije s koherentnom demodulacijom u Gaussovom i vremenski promjenjivim kanalima. Ova disertacija nadopunjuje istraživanje demodulacije postupkom koji je puno praktičniji u pokretnim uvjetima - diferencijalnim postupkom demodulacije. Korištena su dva oblika fraktalne modulacije koja pružaju mogućnost diferencijalne demodulacije: fraktalna modulacija s DCBPSK simbolima i fraktalna modulacija s π/4 DQPSK simbolima. Pokretni radijski kanal modeliran je kao kanal sa sporim ravnim Rayleighevim zamiranjem i kao frekvencijski selektivni kanal dobiven pomoću dvije zrake koje imaju Rayleighevu razdiobu uz dodani Gaussov šum. Optimizacija demodulacije provedena je na više različitih kanala u smislu izbora skale (na svakoj skali podaci se prenose različitom brzinom) s najmanjom vjerojatnosti pogreške. Ako se iskoriste različite brzine prijenosa podataka u postupku demodulacije rezultati se poboljšavaju. Zaključno, uspoređeni su rezultati π/4 DQPSK modulacije s rezultatima fraktalne modulacije s π/4 DQPSK simbolima.Fractal modulation simultaneously sends data at multiple rates through the channel. This novel multirate diversity strategy offers improved message recovery over conventional modulation techniques: if the message is not received at one rate due to the channel disturbances, it can be received at another rate. Previous research has demonstrated the performance of fractal modulation with coherent demodulation in Gaussian and time varying channels. Coherent demodulation is not suitable for mobile channels. So, this thesis extends the investigation of demodulation which is more practical in mobile conditions - differential demodulation. Two types of fractal modulation are implemented which offer differential demodulation: fractal modulation with DCBPSK symbols and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols. The mobile radio environment was modeled as a slow Rayleigh flat fading channel and a frequency selective, two-ray, Rayleigh fading channel with additive Gaussian noise. Demodulation optimization was carried out for all channel types in the sense of scale selection (each scale is of different data rate) for minimal error rate. Improvement in fractal demodulation performance may be achieved when multiple rates are used for demodulation. Finally, a comparison of π/4 DQPSK modulation and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols is carried out

Differential demodulation optimization in fractal modulation wireless systems

U fraktalnoj modulaciji istovremeno se prenose podaci različitim brzinama prijenosa kroz kanal. Ova nova diverziti tehnika omogućava poboljšani prijam poruke u odnosu na standardne modulacijske postupke: ako se poruka uslijed smetnji u kanalu ne može primiti jednom brzinom prijenosa, ona se može primiti drugom brzinom prijenosa. Prethodna istraživanja uključivala su svojstva fraktalne modulacije s koherentnom demodulacijom u Gaussovom i vremenski promjenjivim kanalima. Ova disertacija nadopunjuje istraživanje demodulacije postupkom koji je puno praktičniji u pokretnim uvjetima - diferencijalnim postupkom demodulacije. Korištena su dva oblika fraktalne modulacije koja pružaju mogućnost diferencijalne demodulacije: fraktalna modulacija s DCBPSK simbolima i fraktalna modulacija s π/4 DQPSK simbolima. Pokretni radijski kanal modeliran je kao kanal sa sporim ravnim Rayleighevim zamiranjem i kao frekvencijski selektivni kanal dobiven pomoću dvije zrake koje imaju Rayleighevu razdiobu uz dodani Gaussov šum. Optimizacija demodulacije provedena je na više različitih kanala u smislu izbora skale (na svakoj skali podaci se prenose različitom brzinom) s najmanjom vjerojatnosti pogreške. Ako se iskoriste različite brzine prijenosa podataka u postupku demodulacije rezultati se poboljšavaju. Zaključno, uspoređeni su rezultati π/4 DQPSK modulacije s rezultatima fraktalne modulacije s π/4 DQPSK simbolima.Fractal modulation simultaneously sends data at multiple rates through the channel. This novel multirate diversity strategy offers improved message recovery over conventional modulation techniques: if the message is not received at one rate due to the channel disturbances, it can be received at another rate. Previous research has demonstrated the performance of fractal modulation with coherent demodulation in Gaussian and time varying channels. Coherent demodulation is not suitable for mobile channels. So, this thesis extends the investigation of demodulation which is more practical in mobile conditions - differential demodulation. Two types of fractal modulation are implemented which offer differential demodulation: fractal modulation with DCBPSK symbols and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols. The mobile radio environment was modeled as a slow Rayleigh flat fading channel and a frequency selective, two-ray, Rayleigh fading channel with additive Gaussian noise. Demodulation optimization was carried out for all channel types in the sense of scale selection (each scale is of different data rate) for minimal error rate. Improvement in fractal demodulation performance may be achieved when multiple rates are used for demodulation. Finally, a comparison of π/4 DQPSK modulation and fractal modulation with π/4 DQPSK symbols is carried out

Geometrijski opis utjecaja bočnih ulica u modelu uličnog kanjona zasnovanog na metodi slijeđenja zrake

In this paper, we present a geometrical description of some side street effects in a ray-tracing street canyon model. The introduction of side streets in a ray-tracing model results with the loss of some rays, and the street canyon model loses its strength. These effects are investigated using a 6-ray model. Simulation results are compared with the ITU-R P.1411-4 recommendation.U ovom radu prikazan je utjecaj bočnih ulica na razdiobu polja u glavnoj ulici u modelu uličnog kanjona. Uključenje bočnih ulica u model, rezultira gubitkom određenih zraka u glavnoj ulici, tj. gubitkom doprinosa modela uličnog kanjona na propagaciju. Utjecaj bočnih ulica ispitan je u okviru modela 6 zraka. Rezultati simulacija uspoređeni su s ITU-R P.1411-4 preporukom