Parametry komunikačních systémů založených na OFDM-CDMA

Abstract

Cíl disertační práce leží v oblasti modelování a vyhodnocení bezdrátových komunikačních systémů s dvojrozměrným rozprostíráním signálu a jejich klíčových parametrů v závislosti na vybraných vlastnostech moderního bezdrátového komunikačního řetězce. Výzkumné metody použité v této práci spočívají především ve vývoji softwarového simulátoru pro prostředí Matlab, s jehož pomocí, a s využitím statistického přístupu, jsou navržené algoritmy ověřeny. Dále je použit simulátor fyzické vrstvy dle 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (3GPP LTE), vyvinutý na Technické univerzitě ve Vídni. Tento představuje ideální platformu pro implementaci metody dvojrozměrného (2D) rozprostírání a její vyhodnocení s přihlédnutím k současným bezdrátovým komunikačním systémům. Zjištění prezentovaná v této práci představují především ověření účinnosti systému nazvaného jako Variable Spreading Factor - Orthogonal Code Frequency Division Multiplex (VSF-OFCDM), který využívá principu 2D rozprostírání signálu a zjištění, že VSF-OFCDM systém překonává systémy využívající Orthogonal Division Frequency Multiplex (OFDM), nebo Code Division Multiple Access (CDMA). Dále byla navržena metoda 2D rozprostírání signálu v systému LTE, kde se též potvrdila její účinnost. Díky účinnějšímu potlačení vlivu rychlé variace přenosového kanálu v závislosti na frekvenci a čase, dosahuje systém VSF-OFCDM znatelně vyšší datové prostupnosti.The focus of this research is in the area of modeling and evaluating of the wireless systems with two dimensional signal spreading, it’s key parameters and dependencies on other features in modern wireless communication chain. The research method adopted in this dissertation includes a development of Matlab based simulators which exploits a statistical approach to show a contribution of proposed algorithms. Furthermore, a model of physical layer of the 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (3GPP LTE), developed by the Vienna University of Technology, was utilized as a simulation environment suitable for implementation of a two dimensional (2D) signal spreading method and its evaluation as well as comparison of achieved results with the state-of-the-art systems. The findings from this research provide evidence that the Variable Spreading Factor - Orthogonal Code Frequency Division Multiplex (hereafter VSF-OFCDM) employing a 2D spreading is a promising wireless access scheme superior to Orthogonal Division Frequency Multiplex (OFDM) or Code Division Multiple Access (CDMA) and is capable to significantly increase the data rates in wireless transmission due to the capability of such system to effectively cope with fast time and frequency fluctuations in the wireless transmission channel.