Курсовая работа: Дослідження математичної моделі WiMax та розрахунок покриття на її основі

· зворотного декодування (TBD).

Рис.1.17. Блок-схема декодера Вітербі.

Як приклад, побудова BMC для 1/2 швидкості та nsdec = 3 буде наступною:

Рис.1.18. Будова блоку гілкового метричного обчислення(BMC).

ACS складову в загальному вигляді відображає наступний рисунок:

Рис.1.19. Будова блоку додавання-порівняння і відбору( FCS ).

o Block Decoder

Рис.1.20. Блочний декодер.

- Bit to Integer Converter 2(Перетворювач біт – ціле десяткове число2) перетворює послідовність з 8 бітів в одне ціле десяткове число.

- Selector 1( Прилад відбору1) відбирає елементи з порядковим номером від 2 до 40, а перший елемент додається в кінець послідовності.

- Zero Pad to Code Word Size 1 (Доповнювач нулями до розміру кодового слова1) збільшує розмір повідомлення з 40 до 239 додаючи на початок повідомлення необхідну кількість нулів.

- Zero Pad to Code Word Size 2 (Доповнювач нулями до розміру кодового слова2) збільшує розмір повідомлення з 239 біт до 255 додаючи необхідну кількість нулів у кінці повідомлення.

- Integer - Output RS Decoder (Декодер Ріда-Соломона з цілочисельним значенням на виході) відновлює повідомлення із кодового слова Ріда-Соломона. Для належного декодування параметри даного блока повинні збігатися із параметрами кодера. В результаті декодування отримується 239бітна послідовність.

- Selector 2(Прилад відбору2) вибирає біти з індексами 204-239 та будує з них вихідну послідовність.

- Integer to Bit Converter 3(Перетворювач ціле десяткове число – біт3) перетворює ціле число у послідовність із 8 бітів.

o De-Randomizer відбирає перші 280 біт із 288бітного вхідного вектора та проводить логічну операцію XOR між отриманою послідовністю після селектора та псевдовипадковою послідовністю, в результаті чого отримується початковий сигнал.

Рис.1.21. De-Randomizer.

3.Теоретичний огляд розрахунку покриття WiMax

Розрахунок покриття WiMax – досить неоднозначний процес, що залежить від великої кількості параметрів середовища передачі та тих, що закладені в будову системи WiMax. Розрізняють дві стратегії побудови мережевої інфраструктури WIMAX.

Перша стратегія орієнтована на отримання максимальної щільності потоку даних на заданій території. Дана стратегія застосовується в великих містах з високою щільністю населення з розвиненою проводовою мережевою інфраструктурою. Основною метою є забезпечення конкурентності з проводовим широкосмуговим доступом DSL і надання мультимедійних послуг.

Друга стратегія, застосовна в умовах відсутності або низького рівня конкуренції з боку дротяних систем, припускає таке розміщення базових станцій, яке забезпечує отримання максимальної зони покриття із забезпеченням заданої щільності потоку даних. Дана стратегія застосовна в сільських районах, а також в містах і обласних центрах з низьким розвитком дротяної інфраструктури, що характерний для більшості регіонів України. Реалізація даної стратегії дозволяє отримувати щільність потоку даних 1-6 Mbps/кв.км. Мета реалізації даної стратегії полягає в забезпеченні потрібної для послуг швидкості, що надаються оператором, передачі на максимальних територіях.

Реалізація стратегії максимізації щільності потоку даних на дозволяє при обмеженому частотному ресурсі отримати конкурентну з DSLгустину потоку даних (20-40 Mbps/ кв.км) при високій щільності розміщення базових станцій (БС) BaseSpacing,що рівна 1-2 км. При цьому TDD БС мають можливість повторного використання частот на одній БС і можливості collocation БС - синхронізації роботи БС з метою виключення взаємних перешкод. В умовах обмеженості частотного ресурсу це дозволяє TDD БС досягати великих значень щільності потоку даних в порівнянні з продуктивнішим устаткуванням FDD, що вимагає для своєї роботи значного частотного ресурсу.

Реалізація стратегії максимізації площі територій, що покриваються послугою, ускладнюється відносно високими втратами потужності радіосигналу при розповсюдженні радіохвиль в діапазоні порядку частот 5 Ггц. Ці втрати на частоті 5 Ггц декілька вище за аналогічні втрати на нижчих частотах 2.5 Ггц і 3.5 Ггц. Проте, застосування стратегії максимізації території, що покривається, на частоті 5 Ггц для фіксованого безпровідного доступу достатньо ефективно. Річ у тому, що фіксований доступ припускає оснащення абонентських терміналів зовнішніми антенами. У мережах WIMAX це можуть бути антени для використання усередині приміщень, якими оснащуються (self-installable) абонентські термінали, що інсталюються абонентами самостійно, і зовнішні антени, що встановлюються поза приміщеннями, вимагають професійної інсталяції оператором зв'язку. По оцінках фахівців, більшість абонентських терміналів, що працюють в мережах WIMAX фіксованого доступу в діапазоні частот 5 Ггц, будуть оснащені зовнішніми антенами. При цьому зовнішні антени 5 Ггц мають в середньому на 5-7 dbi більше посилення в порівнянні з антенами аналогічних розмірів діапазону 2.5 і 3.5 Ггц. Вище посилення зовнішніх абонентських антен якраз і компенсує підвищені втрати при розповсюдженні радіосигналу.

Таким чином, застосування устаткування стандарту IEEE 802.16-2004 дозволяє покривати послугою широкосмугового доступу обширні території з мінімумом витрат, тобто ефективно реалізовувати стратегію максимізації території, що покривається. При цьому важливою особливістю WIMAX мереж є відносно невеликий радіус обслуговування self-installable абонентських терміналів. Втрати потужності при розповсюдженні радіосигналу в умовах міської забудови поза прямою видимістю в діапазоні 5 Ггц набагато більш значні чим, наприклад, в діапазоні частот 2.5 Ггц. Ці підвищені втрати неможливо компенсувати застосуванням в self-installable абонентських терміналах потужних антен. Тому максимальна дальність обслуговування таких абонентів поза прямою видимістю базової станції значно менша, ніж на нижчих частотах, і не перевищує 1 км. Таким чином, в мережах WIMAX діапазону частот 5 Ггц self-installable абонентські термінали практично застосовуватися не будуть. Установка абонентських outdoor терміналів із зовнішніми направленими антенами (зокрема з інтегрованими в корпус терміналу антенами) вимагає професійних навиків і зазвичай проводиться силами оператора зв'язку. Установка абонентського терміналу не вимагає наявності прямої видимості на базову станцію за умови дотримання двох умов: