Simulimi Dhe Vlerësimi i Kanalit Në Shtresën e Aksesit Në Lte Downlink

8/17/2019 Simulimi Dhe Vlerësimi i Kanalit Në Shtresën e Aksesit Në Lte Downlink

1/76

TEMA : SIMULIMI DHE VLERËSIMI I KANALIT NË

SHTRESËN E AKSESIT NË LTE DOWNLINK


2/76

Parathënie

Parathënie

3GPP është evolimi i UMTS në përgjigje të kërkesave në rritje për cilësi më të lartë të

shërbimeve multimediale në përputhje me nevojat e përdoruesve. Meqenëse transmetimi në

donlink është gjithmonë një !aktor i rëndësishëm në aspektin e mbulimit dhe kapacitetit" një

vëmendje e ve#antë i është kushtuar për$gjedhjes së teknologjive në %T& donlink.

Teknologji të tilla si multipleksimi me ndaje ortogonale në !rekuencë si dhe teknikat e

antenave shumë'h(rje shumë'dalje M)M*" mund të përmirësojnë per!ormancën e

komunikimit të sistemeve aktuale radio. Shpejtësitë e larta dhe kapaciteti i lartë mund të

arrihen duke përdorur avanta$het e d( teknologjive. +ëto teknologji janë për$gjedhur për %T&

donlink.

Metoda e vlerësimit të kanalit me anë të simboleve pilot është një metodë në të cilën disa

sinjale të njohur të quajtur pilot" transmetohen së bashku me të dhënat për të marrë

in!ormacionin e duhur mbi kanalin dhe për ta dekoduar atë në marrës. +( projekt s(non të

kr(ejë simulim të hallkës transmetues , kanal , marrës duke konsideruar të gjithë parametrat

e nevojshëm të një mjedisi real komunikimi nga stacioni ba$ë deri tek përdoruesi. Gjatë

simulimit do të kr(hen parametri$ime të ndr(shme duke u nisur nga !unksionet që o!ron

simulatori të cilat përputhen me speci!ikimet e n-jerra nga 3GPP" si modelet shuares te

kanaleve të përhapjes" metodat e mesatari$imit te simboleve pilot Test&M dhe User/e!inedsi dhe do testohen metodat e korrigjimit 0ero 1orcing dhe Minimum Mean Square &rror.

Gjithashtu s(nohet të shikohet throughput'i i sistemit në rastin e transmetimit me antena

shumë!ishe për një raport S2 të paracaktuar.

UPT 4


3/76

Parathënie

Përmbajtja e projektit

Parathënie 555555555555555555555555555555...........4Lista e figurave55555555555555555555555555..................6

Lista e tabelave55555555555555555555555555..................7

KAPITULLI 1 Hyrje5555555555555555555555555..8

9.9 Motivimi55555555555555555555555555.......................8

9.4 +ërkesa teknike për %T&5555555555555555555555555..:

9.3 ështrim mbi arkitekturën e sistemit55555555555555555555....;

9.< Mbi përmbajtjen e punimit55555555555555555555555........;

KAPITULLI 2 Vështri bi shtresë! fi"i#e të LTE55555............................99

4.9 *1/M=55555555555555555555555555......................99

4.4 Struktura e !ramave55555555555555555555555555.....94

4.4.9 Struktura e !ramës të tipit'955555555555555.........................94

4.4.4 Struktura e !rmaës të tipit'455555555555555555555.93

4.3 >urimi 1i$ik dhe struktura e Slotit555555555555555555555..93

4.< >andat e !rekuencave për 1// dhe T//555555555555555555...96

4.


4/76

Parathënie

KAPITULLI ) Te#!i#at e a!te!ave të shufishta55555555555554:


5/76

Parathënie

7.3 )nterpolimi55555555555555555555555555...................66

7.< lerësimi i $hurmës55555555555555555555555555....66

KAPITULLI - .eali"ii i siuliit &he re"ultatet55555555555......68

8.9 Simulimi dhe korrigjimi i kanalit 55555555555555555555......688.9.9 e$ultatet gra!ike5555555555555555555.....................78

8.9.4 +odi ne Matlab .5555555555555555555......................7;

K%!#lu"i%!e5555555555555555555.................................................84

Teri!%l%gjia e +ër&%rur.......................................................................................................83

.efere!/a5555555555555555555.....................................................8<

%ista e !igurave1igura 9.9 +ëndvështrim i arkitekturës %T&555555555555555555.....;

1igura 4.9 Paraqitja e !ramës së tipit 955555555555555555555....94

1igura 4.4 Paraqitja e !ramës së tipit 455555555555555555555....93

1igura 4.3 Grila e burimeve në donlink555555555555555555559<

1igura 4.


6/76

Parathënie

1igura 7.3 /iagrama bllok e algoritmit të vlerësimit të kanalit55555...........................69

1igura 7.


7/76

Parathënie

C(rje Ka+itulli 1

9.9 Motivimi

%T& ' Long Term Evolution" e njohur ndr(she dhe si gjenerata 3.;G" është një standartrelativisht i ri i Projektit te Partneritetit 3GPP që s(non të përmirësojë standartin UMTS në

mën(rë që të arrihen kërkesat e nevojshme për të ardhmen. 3GPP është një marrëveshje

bashkëpunimi e vendosur në dhjetor 9;;: dhe përbëhet nga &TS) ?&vropë@" =)>ITTB

?Japoni@" BBS= ?+inë@" =T)S ?=merika eriore@ dhe TT= ?+ore e Jugut@.

=ktualisht rrjetet UMTS po evolojnë drejt =ksesit Paketë me Shpejtësi të %artë ?CSP=@ në

mën(rë që të rrisin shpejtësinë e të dhënave dhe kapacitetin për paketat e të dhënave. CSP=

aktualisht gjendet në !ormën CS/P= që i re!erohet /onlink dhe CSUP= që i re!erohet

Uplink. 1orma e parë CS/P= i përket versionit 6 të 3GPP kurse CSUP= i përket versionit 7 pra është standarti$uar më pas. Megjithatë evolimi i UMTS vijoi më tej me !utjen e CSP=K e

cila solli përmisime të ndjeshme përsa i përket aksesit radio" e!ektivitetit spektral" shpejtësisë

maksimale dhe vonesave. +( evolim s(non të sh!r(të$ojë plotësisht potencialin e DB/M=

në operim 6 MC$. Gjithashtu përdoret teknika M)M* në donlink" modulime të rendeve më

të larta" përmisime në protokollet e shtresës së d(të si dhe vijueshmëri në dërgimin e

paketave.

Por për të pasur siguri për 9A vitet në va$hdim e tutje" në versionin : të 3GPP u pa e

nevojshme konceptimi i standartit të ri që u quajt %T&. *bjektivi është të rritet shpejtësia e të

dhënave" të $vogëlohen vonesat në rrjet dhe optimi$imi i teknikës së radio aksesit. %T& i

re!erohemi gjithashtu dhe si &'UT= ?=kses adio Tokësor i &voluar UMTS@ ose &'UT=2

që i re!erohet rrjetit &'UT=. 2ë va$hdim të projektit do të jetë pikërisht aksesi radio ai që do

të trajtohet dhe disa nga teknikat për përmirësimin e tij.

Versioni3GPP

3GPP Versioni 99/4 3GPP Versioni 5/6 3GPP Versioni 7 3GPP Versioni 8 Version në studim

Data 2003/42005/6 (HSDPA)2007/8 (HSUPA)

2008/2009 200

Shpejtësia

Downlin

384 !"#$ (%&!') 4 M"#$ (*) 28 M"#$ (*)LTE+ 50 M"#$

HSPA,+ 42 M"#$

00 M"#$ (-"&.&%'% I .%)

1"#$ (-"&.&%'% I .%)Shpejtësia!plin

28 !"#$ (%&!') 57 M"#$ (*) M"#$ (*)LTE+ 75 M"#$HSPA,+ M"#$

Vonesat 50 MS 00 MS 50 $ LTE+ 0 $

Tabela 9.9 ersionet e 3GPP

2ë mënr(ë që %T& të përmbushë kërkesat e cituara më sipër nevojiten teknika të reja në

transmetim të cilat janë *1/M për pjesën e donlink dhe SB'1/M= për uplink. Gjithashtu

dhe përdorimi i antenave M)M* përbën një pjesë të rëndësishme të %T&. 2ë mën(rë që të

thjeshtohet arkitektura e protokollit" %T& ka sjellë disa ndr(shime të mëdha në konceptet e protokolleve ek$istues të UMTS. )mpaktit në arkitekturën e përgjithshme të rrjetit duke

UPT 8


8/76

Parathënie

për!shirë dhe pjesën qëndrore të tij ?core netëork@ i re!erohemi si S=& ?S(stem =rchitecture

&volution@.

%T& për!shin d( mën(ra operimi që janë 1// ?1requenc( /ivision /uple-@ dhe T// ?Time

/ivision /uple-@. 2ë vijim të këtij projekti dhe në pjesën e simulimeve do ti re!erohem

mën(rës së operimit në 1// pasi në $hvillimet aktuale të rrjetit ajo është më e!ektive simetodë.

9.4 +ërkesat teknike për %T&

%T& !okusohet në suportin optimal për shërbimet në komutim paketë PS. +ërkesat kr(esore

për projektimin e sistemit %T& u identi!ikuan në !illim të punës mbi standarti$imin e %T&.

+ëto mund të gjenden në speci!ikimin T 46.;93 Le!.9 të 3GPP. =to përmblidhen si më

poshtë

' 'h+ejtësia e të &hë!ave. =jo do të jetë si më poshtë dhe supo$ohet operim në bre$in

4A Mh$ dhe 4 antena marrëse dhe 9 transmetuese në aparatin celular. +ëto vlera janë

arritur dhe tejkaluar tashmë

o 9AA Mbps në donlink

o 6A Mbps në uplink

' Thr%ugh+ut 2ë drejtimin donlink mesatarisht ajo do të jetë 3'< herë më e lartë se

në versionin 7 dhe në drejtimin uplink 4'3 herë më e lartë se në versionin 7.

' V%!esat. Përmisim të vonesave në nivel radio aksesi ?U& , e2ode> , U&@

o 6 ms për alokim spektral 6 MC$ e sipër o 9A ms për alokim spektral më të vogël se 6 MC$.

+alimi nga gjendja idle në atë aktive nuk duhet të jetë më tepër se 9AA ms.

' 0re"i /uhet të jetë !leksibël dhe i shkallë$ueshëm. lerat e suportuara duhet të jenë

9.


9/76

Parathënie

' 0ash#ëe#"iste!/a /uhet siguruar kur jemi në të njëjtën $onë gjeogra!ike me rrjetet

G&=2IUT=2. Gjithashtu dhe ek$istenca ndërmjet operatorëve në bandat të a!ërta

është një nga kërkesat.

' Kualiteti i shërbiit %' /uhet suportuar kualiteti !und më !und dhe shërbimet

*)P të kenë minimalisht të njëjtën cilësi si ajo në rrjetet aktuale UMTS.

9.3 ështrim mbi =rkitekturën e sistemit

2ë !igurën e mëposhtme paraqiten ndër!aqet komunikuese mes rrjetit të aksesit tek i cili

!okusohet k( projekt dhe elementëve qëndrorë të rrjetit të cilët shërbejnë si ndër!aqe mes

rrjetit të aksesit dhe elementëve të tjerë ek$istues ose të rinjë të rrjetit të cilët nuk paraqiten në

!igurë si >a$a e të dhënvae të abonentit CSS" 2ënsistemi Multimedial i )P ?)MS@ dhe n(ja e

GGS2 për shërbimet ek$istuese paketë.

1igura 9.9 +ëndvështrim i arkitekturës %T&

9.< Mbi përmbajten e punimit

Te$a ndahet në 8 kapituj të cilët janë si më poshtë

• 2ë kapitullin e parë bëhet një h(rje mbi standartin %T& duke paraqitur rolin e kësaj

teknologjie në sistemet aktuale të komunikimeve të lëvi$shme si dhe kërkesat teknike

që duhen përmbushur.

• +apitulli i d(të jep detaje mbi ndër!aqen ajrore të %T& e cila përbën edhe pjesën e

rrjetit tek e cila !okusohet punimi i mikrote$ës. /o të trajtohen speci!ikimet teknike"

struktura e !ramës në donlink" mën(rat e operimit në 1// dhe T// si dhe kanaletdhe sinjalet !i$ikë.

UPT ;


10/76

Parathënie

• 2ë kapitullin e tretë jepet diagrama bllok e modelit të sistemit në donlink si dhe një

spjegim mbi !unksionimin.

• 2ë kapitullin e katërt paraqiten teknikat e antenave të shum!ishta M)M* ku

kon!igurimi i antenave varet në varësi të shuarjes dhe kemi tre teknika kr(esore që

janë diversiteti" multipleksimi hapsinor dhe !ormimi i rre$es ?beam'!orming@

• 2ë kapitullin e pestë paraqiten detaje mbi modelet e përhapjes radio për %T&. +apitulli

përshkruan ba$at e modelimit të kanalit multipath si dhe modelet standartë të shuarjes

të speci!ikuara nga 3GPP dhe që janë implementuar në simulatorin e përdorur.

• +apitulli i gjashtë paraqet metodat e vlerësimit të kanalit duke u ba$uar në

speci!ikimet e %T& si dhe algoritmat e korrigjimit 01" %S dhe MMS& të cilët janë

implementuar dhe përdorur në simulimet praktike.

• +apitulli i shtatë dhë i !undit paraqet në detaj hapat e simulimit së bashku me

!unksionet e përdorura nga simulatori për të kr(er një anali$ë mbi vlerësimin e kanalit

të përhapjes nën kushte të ndr(shme shuarjesh.

ështrim mbi shtresën !i$ike të %T& Ka+itulli 2

UPT 9A


11/76

Parathënie

2jë nga ndr(shimet ba$ë të adaptuara në sistemin %T& në ndr(shim nga ai UMTS është

shtresa !i$ike. 2ë sistemet e gjeneratës së tretë" DB/M= ka qenë teknologjia më e

për$gjedhur. 2jë këndvështrim i karakteristikave të UTMS përpara versionit 8 tregohet më

poshtë

' bitet e in!ormacionit të përdoruesit shpërndahen në një bre$ të gjerë duke shumë$uar tëdhënat e përdoruesit me kodin e shpërhapjes. Përdorimi i !aktorëve të variueshëm të

shpërhapjes lejon një variacion në shpejtësinë e biteve.

' >re$i është 6 MC$. 2jë operator mund të përdorë shumë banda 6 MC$ për të rritur

kapacitetin.

' Gjatësia e !ramës është 9A ms. Gjatë kësaj !a$e" shpejtësia e të dhënave të përdoruesit

mbahet konstante. Megjithatë ajo ndërmjet përdoruesve mund të ndr(shojë nga !rama

në !ramë.

2ë %T& kjo do të jetë shumë më e ndr(shme. Sistemi i ri do të paraqesë një strukturë të ba$uar në *1/M. 2ë këtë kapitull do të paraqiten pikërisht aspektet e këtij modulimi.

4.9 *1/M=

2ë një sistem *1/M" spektri i disponueshëm ndahet në shumë bartëse të quajtura nënbartëse.

Secila nga këto nënbartëse modulohet në mën(rë të pavarur nga një !luks i ulët të dhënash.

Teknika e modulimit e përdorur në sistemin *1/M ndihom që të kapërcehen e!ektet e kanalit

me selektivitet në !rekuencë. +( selektivitet ndodh kur sinjali i transmetuar kalon në mjedis

multipath'i. 2ë kushte të tilla një simbol i i caktuar mund të korruptohet nga një numër simbolesh të mëparshme. +( e!ekt njihet ndr(she dhe si inter!erenca ndër'simbol ?)S)@. Për ta

shmangur këtë inter!erencë kohë$gjatja e simbolit duhet të jetë shumë më e madhe sesa

vonesat e shkaktuara nga kanali multipath. +jo arrihet duke shtuar para #do simboli një

pre!iks ciklik ?BP@ në mën(rë që )S) të minimi$ohet. *1/M është superiore ndaj 1/M sepse

nënbartëset mbivendosen por janë ortogonale" pra nuk do të ketë inter!erenca midis

nënbartëseve. Capësira e !rekuencave ndërmjet nënbartëseve është S

hapësirës

IT

! !

N = O 96 kC$.

2ë ndr(shim nga *1/M" skema e multipleksimit *1/M= lejon shumë përdorues që tëndajnë mes t(re bre$in e disponueshëm. do përdoruesi i alokohet një burim kohë'!rekuencë i

caktuar që njihet ndr(she dhe si >llok >urimi ?>@. Principi kr(esor i &'UT= është se

kanalet e të dhënave janë kanale të përbashkëta" që do të thotë se për #do interval kohe

transmetimi ?TT)@ prej 9ms" një vendim i ri skedulimi merret në e2ode> në lidhje se me cilët

përdorues janë caktuar në cilat burime kohëI!rekuencë gjatë intervalit TT).

2ë %T& përdoret vetëm transmetim në komutim paketë. *1/M= përputhet shumë mirë me

transmetimin në komutim paketë meqenëse blloqe burimi ?>@ të ndr(shme mund ti alokohen

përdoruesve të ndr(shëm për të mundësuar HoS në nivele të ndr(shme.

UPT 99


12/76

Parathënie

2dër!aqja ajrore e %T& sh!r(të$on të d( mën(rat 1// dhe T// për të suportuar spektrin e

#i!tuar dhe jo të #i!tuar.

4.4 Struktura e !ramave

/( tipe strukturash të !ramave radio janë projektuar për %T&

' Struktura e Tipit'9 e cila aplikohet për 1// ?1requenc( /ivision /uple-@

' Struktura e Tipit'4 e cila aplikohet për T// ?Time /ivision /uple-@

23231 'tru#tura e fraës të Ti+it1

+jo lloj !rame është projektuar për ndarje dupleks në !rekuencë 1// dhe është e vle!shme si

për gj(smë dupleks ashtu dhe dupleks të plotë. 1rama ka një kohë$gjatje prej 9A ms dhe

konsiston në 4A slote" secili prej A.6 ms.

2jë nën!ramë përbëhet nga 4 slote" pra një radio !ramë ka 9A nën'!rama. 2umri i simboleve

*1/M në një slot varet nga gjatësia e pre!iksit ciklik ?BP@ dhe mund të jetë 7 ?BP e gjatë@ ose

8 ?BP e shkurtër@.

1igura 4.9 Paraqitja e !ramës së tipit 9

9 adio1ramë O 3A84AA O 9A ms O 4A slote

9 Slot 9637A OA.6 ms

9 2ën!ramë O 4 slote O 9 ms

ku njësia ba$ë e kohës që i korrespondon 3A.84 MC$

9 Slot 7'8 Simbole *1/M

A.6 ms9 Simbol *1/M 89"

8

! S

S

S

T T

T

T

⇒ ×

= ×

→→

→ = < ?kur kemi BP normal@ s µ

2ë mën(rën 1//" gj(sma e nën!ramave është e disponueshme për donlink dhe gj(sma

tjetër është e disponueshme për uplink në #do interval 9A ms ?njohur ndr(she dhe si TT) ,

Transmission Time )nterval@" ku transmetimet ne donlink dhe uplink janë të ndara në

rra!shin e !rekuencës.

UPT 94


13/76

Parathënie

23232 'tru#tura e fraës së Ti+it2

+jo !ramë është projektuar për ndarje dupleks në kohë T//. =jo përbëhet nga d( gj(sëm

!rama identike secila me kohë$gjatje 6 ms. do gj(sëm'!ramë ndahet më tej në 6 nën'!rama

që kanë kohë$gjatje 9 ms. /( slote me gjatësi A.6 ms përbëjnë një nën'!ramë e cila nuk është

një nën'!ramë speciale. 2ën!ramat e tipit special përbëhen nga 3 !usha /onlink Pilot

Timeslot ?/ëPTS@" GP ?Guard Period@ dhe Uplink Pilot Timeslot ?UpPTS@.

1igura 4.4 Paraqitja e !ramës së tipit 4

4.3 >urimi 1i$ik dhe struktura e Slotit

2ë #do slot të disponueshëm sinjali i transmetuar mund të shihet si një grile kohë'!rekuencë

me "# N nënbartëse dhe sim N simbole *1/M. 2ë mën(rë që të arrihet aksesi i shumë!ishtë"

bre$i i alokohet paisjeve të përdoruesit U& në !ormën e blloqeve burim.

UPT 93


14/76

Parathënie

1igura 4.3 Grila e burimeve në donlink

2jë bllok burim R" N konsiston në 94 nënbartëse të njëpasnjëshme në rra!shin e !rekuencës

dhe $ë në total 9:A kC$. 2ë rra!shin e kohës një bllok !i$ik konsiston në sim N simbole *1/M

të njëpasnjëshme. sim N është i barabartë me numrin e simboleve *1/M në një slot i cili është

8 për BP të shkurtër dhe 7 për BP të gjatë. Madhësia e bllokut burim është e njëjtë për të

gjithë bre$at" kështu që numri i burimeve të disponueshme !i$ike varet nga bre$i.

"re#i i analit

$%'4 3 5 0 5 20

(umri i )llo*e+e

)urim6 5 25 50 75 00

Tabela 4.9 2umri i bllok burimeve për gjerësi bre$i

2ë rastin e parashtesës ciklike të shkurtër" një bllok burimi përmban :< elemente burimi ?&@

dhe kur përdoret parashtesë e $gjatur ciklike do të kishim 8< elemente burimi. Për skema me

antena të shumë!ishta do të kishim një grilë burimesh për antenë. 2ë varësi të shpejtësisë së

kërkuar të të dhënave" secilit U& i caktohet 9 ose më tepër blloqe burim në secilin interval

UPT 9


15/76

Parathënie

prej 9 ms të radio!ramës. endimi i skedulimit bëhet në stacionin ba$ë e2ode>. Të dhënat e

përdoruesit barten në kanalin P/SBC. 2dërsa kanali i sinjali$imit P/BBC përdoret për të

transportuar vendimet e skedulimit në paisjet U& individuale. P/BBC vendoset në simbolet e

para *1/M të një sloti.

4.< >andat e !rekuencave për 1// dhe T//

%T& mund të përdoret si në spektër të #i!tuar ?1//@ ashtu dhe në atë të pa#i!tuar ?T//@.

Produktet e para nga !urnitorët do ti suportojnë të d( skemat dupleks. 2ë përgjithsi 1// është

më e!ektive dhe o!ron volume më të mëdha si në in!rastrukturë ashtu dhe në volume" por

T// është një plotësues i mirë në rastet kur kemi mungesë !rekuencash. Meqenëse paisjet

%T& janë të njëjtat si për 1// ashtu dhe T// me përjashtim të njësive radio" atëherë do të

jenë paisjet 1// që do të implementohen të parat dhe ata operatorë që përdorin paisje T//

do të duhet të ndr(shojnë një pjesë të paisjeve të t(rë për tu përshtatur me tregun.Për përdorimin e %T& janë caktuar 96 banda të ndr(shme !rekuencash në operim 1// dhe :

banda të ndr(shme për T//. +ëto paraqiten në tabelat më poshtë.

"andat $$ "andat T$$

"anda ,reuen-at !./D. %h#0 "anda ,reuen-at !./D. %h#0

920 980 / 20 270 3334900 , 920

200 , 2025

2 850 , 90 / 930 , 990 3536 850 , 90930 , 990

3 70 , 785 / 805 , 880 37 90 , 9304 70 , 755 / 20 , 255 38 2570 , 26205 824 , 849 / 869 , 894 39 880 , 9206 830 , 840 / 875 , 885 40 2300 , 24007 2500 , 2570 / 2620 , 26908 880 , 95 / 925 , 9609 750 , 785 / 845 , 8800 70 , 770 / 20 , 270 428 , 453 / 476 50

2 698 , 76 / 728 7463 777 , 787 / 746 7564 788 , 798 / 758 7687 704 , 76 / 734 , 746

Tabela 4.4 >andat e !rekuencave 1// dhe T//

)n!rastruktura e parë e rrjetit %T& dhe celularët do të suportojnë shumë nga bandat e

mësipërme që në momentin e h(rjes në treg që do të thotë se %T& do të mundësojë mbulim

global që në !illimet e saj.

UPT 96


16/76

Parathënie

%T& është caktuar që të suportojë bre$a bartësesh !leksibël që !illojnë nga 9.< Mh$ deri në 4A

Mh$" në shumë nga bandat e paraqitura në tabelë për të d( mën(rat e operimit. +jo do të thotë

që një operator mund të implementojë %T& në banda të reja por dhe ato ek$istuese.

Të parat mund të jenë banda ku përgjithsisht është më e lehtë të implementohen bartëset 9A

Mh$ dhe 4A Mh$" për shembull >anda 8 në 4.7 GC$" >anda < ?=QS@ ose bandat në 8AA Mh$" por eventualisht %T& do të implementohet në të gjitha bandat e celularëve. 2ë ndr(shim nga

sistemet e mëparshme celulare" %T& do të instalohet shpejt në shumë banda.

23)31 4+erii 566 &he T66

Të gjithë sistemet celulare aktuale përdorin 1// dhe më tepër se ;A R e !rekuencave të

disponueshme janë banda #i!te. Me 1//" tra!iku në uplink dhe donlink transmetohet

njëkohësisht në banda të ndr(shme !rekuence. Me T//" tra!iku në d( drejtimet transmetohet

me rradhë brenda të njëjtës bandë !rekuence. Për shembull nqs ndarja kohore ndërmjetdonlink dhe uplink është 9I9" uplinku përdoret gj(smën e kohës. 1uqia mesatare për secilën

lidhje është gjithashtu sa gj(sma e !uqisë maksimale. Meqenëse !uqia maksimale ku!i$ohet

nga entet rregullatore" re$ultati është që për të njëjtin nivel !uqie" T// do të o!rojë më pak

mbulim sesa T//.

1igura 4.


17/76

Parathënie

{ }9"....."n "# N N + " ku n N është 38I86I96AI3AAIartësat e papërdorur vendosen në

këndet e spektrit në mën(rë të tillë që bre$i i okupuar të jetë më i vogël sesa ai i caktuar. +jo

mund të ba$ohet në reduktimin e kërkesave për !iltrat analogë në krahun transmetues dhe

marrës.

1igura 4.6 endosja e nënbartëseve

4.7 Transmetimi i të dhënave në donlink 2ë këtë drejtim të transmetimit suportohen kanale !i$ikë të cilët bartin in!ormacion nga

shtresat më të larta të protokolleve të %T& si dhe sinjale !i$ike të cilat përdoren vetëm për

shtresën !i$ike. +analet !i$ike vendosen ?map@ në kanale transporti të cilat janë pika aksesi të

shërbimit ?S=P@ për shtresat %4I%3. 2ë varësi të !unksionit të caktuar kanalet dhe sinjalet

!i$ike përdorin parametra të ndr(shëm modulimi dhe kodimi.

23,31 Paraetrat e %&uliit

Si# është përmendur tashmë" skema e modulimit në /% është *1/M. Capësira ndërmjetnënbartëseve është 96 kC$ dhe në disa raste mund të përdoret dhe 8.6 kC$. 2ë tabelën më

poshtë paraqiten parametrat e modulimit *1/M.

'& & %:$'%&&% 4 MH 3 MH 5 MH 0 MH 5 MH 20 MH

K-;


18/76

Parathënie

1on2iurimi Gjatësia e Pre2isit ili

CP :-.60 # .0

44 # .255

52 # .0

469 # .255

CP &


19/76

Parathënie

• Parakodimin

• Përcaktimin e elementëve burim

Parakodimi dhe vendosja e shtresës lidhen me aplikimet M)M*. 2jë shtresë i përket një

kanali hapsinor multipleksimi. Sistemet M)M* përcaktohen në terma transmetues marres N N × . Për

%T&" kon!igurime të përcaktuara janë 9-9" 4-4" 3-4 dhe


20/76

Parathënie

23,3) 'i!jalet 5i"i#e

Sinjalet !i$ike përdorin elementë burim të caktuar. Sidoqo!të në ndr(shim nga kanalet !i$ike"

sinjalet !i$ike nuk bartin in!ormacion nga shtresat më të larta. +a d( tipe sinjalesh !i$ike

• Sinjalet e re!erencës që përdoren për te përcaktuar përgjigjen impulsive të kanalit B)

• Sinjalet e sinkroni$imit që bartin in!ormacion mbi sinkroni$imin e rrjetit

Sin*alet e Re!eren+ës

Struktura e sinjalit të re!erencës është e rëndësishme për të kr(er kërkimin e cell'it dhe

vlerësimin e kanalit. &lementët burim në rra!shin e !rekuencës bartin sekuencën e sinjaleve të

re!erencës e cila është e paracaktuar për secilin cell.

Simbolet e re!erenës vendosen në simbolin e parë *1/M të njërit slot dhe në tre simbolet

*1/M të !undit. Capësira ndërmjet simboleve të re!erencës është gjithmonë 7 nënbartëse dhe

norma është gjithmonë 9 pavarësisht se cila skemë modulimi përdoret për simbolet e të

dhënave.

2ë %T&" 2ode> dhe U&'të kanë 4 ose < antena dhe kur aplikohen d( ose më shumë antena

transmetuese" simbolet e re!erencës transmetohen në mën(rë të tillë që të jenë ortogonale në

hapësirë. *rtogonaliteti në hapësirë arrihet duke i lënë të gjitha antenat e tjera në qetësi në

elementin burim në të cilën njëra antenë trasnmeton simbolin re!erencë.

2ë !igurën më poshtë paraqiten po$icionet e simboleve të re!erencës për transmetim me d(

antena. +ur antena 9 transmeton një simbol re!erencë antena 4 është në qetësi dhe e anasjellta.Sinjalet e re!erencës do të trajtohen gjerësisht në kapitullin mbi vlerësimin e kanalit.

Sin*alet e sinkroni&imit

Gjatë kërkimit të cellit" duhen identi!ikuar tipe të ndr(shme in!ormacioni nga U& të tilla si

koordinimi i radio'!ramës" !rekuenca" identiteti i cellit" bre$i i plotë i transmetimit"

kon!igurimi i antenës" gjatësia e pre!iksit ciklik. Përve# simboleve të re!erencës" nevojiten dhe

sinjalet e sinkroni$imit gjatë kërkimit të cell'it. 2ë &'UT= ?&volved UMTS Terrestrial

adio =ccess@ marrja e sinkroni$imit dhe e identi!ikuesi i grupit të cellit merren nga kanalet endr(shme të sinkroni$imit ?SBC@.

2ë %T& ka d( sinjale sinkroni$imi në drejtimin donlink të cilat përdoren nga U& për të

marrë identitetin e Bell'it dhe sinkroni$imin e !ramës. +ëto janë

' Sinjali Primar i sinkroni$imit ?PSS@

' Sinjali Sekondar i sinkroni$imit ?SSS@

2darja në d( sinjale bëhet me qëllim që të reduktohet kompleksiteti i kërkimit të cell'it.

Modelimi i identitetit të cell'it

UPT 4A


21/76

Parathënie

)dentiteti !i$ik i cell'it ,ELL I$ N përcaktohet si

?9@ ?4@3,ELL I$ I$ I$ N N N = +

ku kemi

?9@

I$ N → është identiteti i Grupit te cell'it ?nga A në 978@

?4 @

I$ N → është identiteti brenda grupit ?A deri në 4@

+( lloj rregullimi siguron deri në 6A< identitete !i$ik për cell'et.

Sin*alet e sinkroni&imit dhe për+aktimi i Identitetit te ,ell-it

Sinjali primar i sinkroni$imit ?PSS@ lidhet me identitetin e cellit brenda grupit ( )?4 @ I$ N .

Sinjali sekondar i sinkroni$imit ?SSS@ lidhet me identitetin e cellit të grupit ( )?9@ I$ N dhe

identitetin e cellit brenda grupit?4 @

I$ N .

?4 @ I$ N mund të sigurohet duke demoduluar në mën(rë të suksesshme PSS. Më pas SSS mund të

demodulohet dhe kombinohet me ?4 @ I$ N për të marrë?9@

I$ N . Pasi njohim vlerat si të?9@

I$ N ashtu

dhe të?4 @

I$ N mund të përcaktohet identiteti i ( ),ELL

I$ N .

23,3* Ka!alet e tra!s+%rtit

+analet e transportit për!shihen në shtresën !i$ike %T& dhe veprojnë si pika aksesi shërbimi

për shtresat më të larta. +analet e Transportit në donlink janë

+anali >roadcast ?>BC@

• 1ormat i !iksuar

• /uhet të transmetohet në gjithë $onën e mbulimit të cellit

+anali i Përbashkët në /% ?/%'SBC@

• Suporton C'=H

• Suporton përshtatje dinamike të linkut duke ndr(shuar modulimin" kodimin dhe !uqinë

e transmetimit

• ) përshtatshëm për transmetim në të gjithë $onën e mbulimit të cellit

• Suporton alokimin dinamik dhe gj(sëm statik të burimeve

•Suporton marrje me shkëputje për të ruajtur energjinë

UPT 49


22/76

Parathënie

+anali Paging ?PBC@

• Suporton marrje me shkëputje për U&

• +ërkohet për tu transmetuar në të gjithë $onën e mbulimit të cellit

• endoset në burimet !i$ike të alokuara në mën(rë dinamike

+anali Multicast ?MBC@

• +ërkohet për tu transmetuar në të gjithë $onën e mbulimit të cellit

• Suporton transmetime multimediale

• Suporton alokimin gj(sëm statik të burimeve.

23,3, Ve!&%sja e #a!aleve fi"i#e 6L !ë #a!ale tra!s+%rti

+analet e transportit vendosen në kanalet !i$ike si# tregohet në !igurën më poshtë

1igura 4.7 endosja e kanaleve /% të transportit në ato !i$ike

+analet e transportit të suportuara janë

9. +anali >roadcast ?>BC@

4. +anali Paging ?PBC@

3. +anali i Përbashkët në /% ?/%'SBC@


23/76

Parathënie

23,3- K%&ii i #a!alit !ë 6L

Për kanalet !i$ike ne /% përdoren algoritme të ndr(shëm kodimi. Për kanalin e kontrollit

BBPBC modulimi ku!i$ohet në HPS+. P/SBC përdor modulim deri në 7< H=M. Për kanalet

e kontrollit mbulimi është kërkesa thelbësore. +odimi konvolucional është për$gjedhur për

përdorim tek BBPBC. 2dërsa në kanalin P/SBC" përdoren modulime me kompleksitet më të

lartë për të arritur shpejtësinë më të madhe të mundshme në donlink. P/SBC përdor HPS+"

97 H=M dhe 7< H=M në varësi të kushteve të kanalit. +odimi 9I3 turbo është për$gjedhur

për P/SBC.

UPT 43


24/76

Parathënie

Modeli i Sistemit %T& në /onlink Ka+itulli $

3.9 Skema e modelit

2ë këtë kapitull jepet një përshkrim të %T& në donlink" modelin e sistemit ba$uar në skema

transmetimi me antena shum!ishe dhe *1/M. +ombinimi i teknologjive të reja si M)M*'

*1/M ka si qëllim që të përmbushë kërkesat e ndër!aqes radio të %T&. Teknikat M)M* të

diskutuara më parë janë konsideruar si #elësi kr(esor për arritjen e e!ektivitetit të kërkuar të

bre$it dhe shpejtësitë e larta në evolimin e sistemeve të lëvi$shme të komunikimit për

gjeneratat e ardhshme. 2ë krahun tjetër" *1/M është një rast i ve#antë i skemës së

transmetimit me shumë bartëse e cila është shumë e përshtatshme për të implementuar skema

të modulimit më shumë bartëse për të lu!tuar inter!erencën )S) në mjediset me shuarje

multipath dhe ka e!ektivitet të lartë spektral për transmetimet në %T& donlink. *1/M

përdor shumë sinjale bartëse të cilat janë të mbivendosura por pingule" pra sFkanë inter!erencë

mes t(re. +( sh!r(të$im i shumë nënbartëseve në vend të një të vetme sjell ndjeshëm rritjen e

e!ektivitetit spektral dhe transmetimit të të dhënave.

Modeli i sistemit të %T& në donlink jepet në !igurën më poshtë

1igura 3.9 Modeli i sistemit në donlink

UPT 4


25/76

Parathënie

3.4 Përshkrim i përgjithshëm

2ë hapin e parë !luksi i të dhënave h(rëse në !ormë bitesh konvertohet në !lukse paralele tëdhënash përmes një konvertuesi serial në paralel. Më pas secili !luks paralel të dhënash

modulohet me !rekuenca nënbartëseje të ndr(shme duke përdorur skema konstelacioni të

ndr(shme ?HPS+" 97H=M" 7


26/76

Parathënie

marrë !luksin !illestar të të dhënave" simbolet komplekse të marra nga të d( antenat dërgohen

në stadin e detektimit M)M*. Pas kësaj simbolet komplekse të konstelacionit do të n-irren

?de'map@ në vlera binare dhe k( in!ormacion paralel konvertohet në të dhëna seriale për të

marrë !luksin !illestar.

3.3 Modulimi

Gjatë modulimit është e nevojshmë të normali$ohen simbolet e transmetuar në mën(rë që të

rregullohet raporti sinjal'$hurmë. 2ormali$imi arrihet duke shkallë$uar simbolet si në tabelën

më poshtë. >itet modulohen duke përdorur modelin Gra(.

M-B.&&@!%-& & $;!..&&%

Knorm

PSK 9

4

6AM 9

9A

64AM 9

7<

Tabela 3.9 1aktori i normali$imit për modulimin M'H=M

1igura 3.4 +onstelacioni 97'H=M me vlerat binare pas normali$imit

UPT 47


27/76

Parathënie

3.< Trans!ormimi )11T

2ë !igurën e mëposhtme tregohet sesi bëhet map i simboleve pra kalimi nga rra!shi i

!rekuencës në atë të kohës përmes operimit )11T.

1igura 3.3 Trans!ormimi )11T

2ë qo!tëse do të kishim n N nënbartëse dhe simbolet *1/M do të ishin

N?9@" N?4@" N?3@" N?


28/76

Parathënie

Teknikat e antenave të shum!ishta Ka+itulli )

+ëto teknika sh!r(të$ojnë antena të shum!ishta në transmetues dhe marrës në kombinim me

përpunim adaptiv të sinjalit për të o!ruar përpunim inteligjent" kombinim në diversitet ose

a!tësi multipleksuese hapsinore të sistemve ëireless. 2ë të shkuarën në sistemet me antenë të

vetme" dimensionet e sh!r(të$uara ishin vetëm koha dhe !rekuenca ndërsa sistemet me antena

të shum!ishta sh!r(të$ojnë një dimension hapsinor shtesë. Përdorimi i dimensionit hapsinor

me teknika antenash të shum!ishta përmbush kërkesat e %T& mbulim të përmirësuar

?mundësi për celle më të mëdha@" kapacitet të përmirësuar të sistemit ?më shumë përdoruesIcell@" HoS dhe rritjen e shpejtësisë së të dhënave.

%idhja radio in!luencohet nga !enomeni i shuarjes multipath për shkak të inter!erencave

konstruktive dhe destruktive në marrës. /uke aplikuar antena të shum!ishta në transmetues

dhe marrës reali$ohen shumë rrugë radio ndërmjet secilës antenë transmetuese marrëse.

+ështu që rrugë të ndr(shme do të pësojnë shuarje të pakoreluar. Për të arritur këtë gjë duhet

që po$icioni relativ i antenave në kon!igurimet me shumë antena të jetë i madh nga njëri'

tjetri. 2dërsa për shuarje të koreluar ?shuarje e momentit@" antenat janë pranë e pranë.

2ë varësi të tipit të shuarjes që nevojitet kemi dhe tipin e kon!igurimit të antenave ?diversitet"

beam'!orming apo multipleksim hapsinor@. Përgjithsisht" teknikat e antenave të shum!ishta

mund të ndahen në tre kategoritë e lartpërmendura.

& të përmirësuar. 2ë mën(rë që të arrijmë

ampli!ikime të mëdha me antena të shum!ishta duhet të ketë korelim të ulët ndërmjet antenave

transmetuese dhe marrëse. lera e ulët arrihet kur hapsira mes antenave është e madhe. +jo

është e vështirë të arrihet në aparatet celularë. Për këtë ars(e përdoret një alternativë tjetër që

është vektorët e antenave me polari$ime kr(q" dmth vektorë me polari$ime ortogonale. 2umri

i rrugëve të pakoreluara të disponueshme në transmetues ose marrës i re!erohet rendit të

diversitetit dhe k( rend bie eksponencialisht me probabilitetin e humbjes së sinjalit. Për të

arritur diversitet hapsinor përdorim antena të shum!ishta në krahun transmetues ose marrës.

+ur këto antena janë në transmetues kemi të bëjmë me sisteme M)S* ?shumë'h(rje një'dalje@

dhe në rastin tjetër kemi S)M* ?një'h(rje shumë'dalje@. +urse M)M* është o!ron jo vetëm

diversitet por dhe shkallë shtesë lirie në komunikim.

UPT 4:


29/76

Parathënie

)3131 6iversiteti !ë arrje

/iversiteti në marrje është mën(ra më e përdorur e kon!igurimit të antenave shum!ishe e cila

ba$ohet në përdorimin e 4r N ≥ antena në marrës për të arritur diversitetin. /iversiteti në

marrje do të përmirësojë per!ormancën e sistemit kur sinjalet nga antena të ndr(shme

kombinohen optimalisht në mën(rë që sinjali re$ultues një reduktim në variacionet e

amplitudës kur krahasohet me amplitudën e sinjalit nga një antenë e vetme. endi i

diversitetit është i njëjtë me numrin e antenave marrëse në kon!igurimet S)M* dhe siguron

më tepër energji në marrje për të përmirësuar raportin S2 në krahasim me S)S* ?një'h(rje

një'dalje@. +a d( metoda të ndr(shme për të implementuar diversitetin në marrje ?kombinim

në selektivitet dhe kombinim në ampli!ikim@. 2ë kombinimin në selektivitet" dega me S2

më të lartë $gjidhet nga kombinuesi për detektim dhe në kombinimin në ampli!ikim përdoret

kombinimi linear i të gjithë degëve për detektim.

1igura


30/76

Parathënie

në transmetim" për të lu!tuar shuarjen e momentit dhe arritur një ampli!ikim të

konsiderueshëm në S2" marrësi pajiset me shumë kopje të sinjalit të transmetuar. +ështu që

diversiteti në transmetim aplikohet për të pasur kualitet linku më të mirë në kushtet e rënda të

kanalit.

Shtresa !i$ike e %T& suporton skema e diversitetit me lak të hapur dhe me lak të mb(llur. 2ëskemat me lak të hapur" in!ormacioni mbi gjendjen e kanalit ?BS)@ nuk nevojitet në

transmetues" kështu që antenat nuk mund të o!rojnë !ormimin e rre$es dhe vetëm ampli!ikimi

në diversitet mund të arrihet. +urse skemat me lak të mb(llur o!rojnë si diversitetin hapsinor

ashtu dhe !ormimin e rre$es.

1igura


31/76

Parathënie

ndjekin rrugë hapsinore të ndr(shme përmes kanalit multipath i cili i lë vendin rritjes së

e!ektit të diversitetit dhe selektivitetit në !rekuencë.

1igura B është më i përshtatshëm për *1/M dhe skema të tjera transmetimi

ba$uar në rra!shin e !rekuencës.

=vanta$hi i S1>B ndaj ST>B është se kodimi bëhet përgjatë simboleve brenda intervalit të

simboleve *1/M ndërsa ST>B e aplikon kodimin përgjatë numrit të simboleve *1/M

ekuivalent me numrin e antenave transmetuese. 1unksionimi i S1>B reali$ohet përmes

#i!teve të simboleve të modulimit në vlerë komplekse.

+ështu" #do #i!t simbolesh moduluese vendosen ?map@ drejpërsëdrejti në nënbartëset *1/M

të antenës së parë ndërsa vendosja e #do #i!ti simbolesh korespondues të antenës së d(të

renditen në krah të kundërt" konjugohen në kompleks dhe me shenjë të kundërt.Për marrje të saktë" celulari duhet të njo!tohet mbi transmetimin S1>B dhe një operim linear

duhet aplikuar ndaj sinjalit të marrë.

Simbolet e transmetuara nga d( antenat transmetuese në #do #i!t nënbartësesh !qinje

karakteri$ohen si vijon

V?A@ ?9@A 9

V?A@ ?9@9 A

?9@ ?9@

?4@ ?4@

S S . . /

S S . .

−= = ÷ ÷

?


32/76

Parathënie

ku ? @ ? @ p . k paraqet simbolet e transmetuara nga porta antenës EpF në nënbartësen e k -të . Simboli

i marrë mund të shprehet si

0 %s n= + ?


33/76

Parathënie

sinjalet e ndr(shme të transmetuar. Për teknikën e multipleksimit hapsinore janë $hvilluar disa

algoritme dekodues për eleminimin e inter!erencës për shuarjen e sheshtë në !rekuencë me

bre$ të ngushtë. 2ë një marrës me kompleksitet të ulët përdoret teknika MMS&.

A A AAA A9

9A 999 9 9

0 S nh h 0 % s n

h h 0 S n

= = + = × + ÷ ÷ ÷

?


34/76

Parathënie

diversitetit në hapsirë nëse transmetuesi njeh një pjesë të !a$ave relative të kanalit e cila nuk

është një kriter për teknikat e diversitetit hapsinor dhe multipleksimit në hapsirë.

2ë skemat e transmetimit me antena të shum!ishta" !ormimi i rre$es mund të arrihet në

përmes korelimit të ulët dhe të lartë të antenave reciproke. 2ë skemën e korelimit të lartë të

antenës reciproke" ndarja ndërmjet antenave është relativisht e vogël dhe rre$ja e përgjithshmetransmetuese mund të orientohet në drejtim të ndr(shëm duke aplikuar !a$a $hvendosje !a$ore

të ndr(shme ndaj sinjalit që do të transmetohet. Me $hvendosje të ndr(shme !a$ore aplikuar

ndaj antenave që kanë korelim të lartë reciprok i re!erohemi si !ormim klasik i rre$es e cila

nuk mund të o!rojë ndonjë diversitet kundrejt shuarjes së kanalit radio por vetëm një rritje në

!uqinë e sinjalit të marrë. 2ë !ormimin konvencionale të rre$es" për të arritur një S2

optimale mbi linkun radio" i njëjti simbol të dhënash transmetohet njëkohësisht nga antena të

ndr(shme pasi një peshim kompleks aplikohet tek secili path të dhënash me s(nim e

orientimit të vektorit antenë.+orelimi reciprok i ulët i antenave $akonisht për!shin ose një ndarje të madhe mes antenave

ose polari$ime të ndr(shme të t(re. +jo paraqitet në !igurën ?b@ më poshtë. Sidoqo!të" në këtë

rast secila antenë transmeton njëkohësisht një kombinim të peshuar të vlerës së përgjithshme

komplekse ?dmth edhe amplituda dhe !a$a e sinjalit transmetohen në antena të ndr(shme@ të

d( simboleve të të dhënave. Për shkak të korelimit të ulët reciprok të antenës" secila antenë

mund të provojë ampli!ikime dhe !a$a të #astit të kanalit të ndr(shme.

Peshimet e ndr(shme komplekse ?matrica parakoduese@ aplikohen ndaj simboleve

A 9 4 3

" " " "...S S S S që do të transmetohen nga antena të ndr(shme. Pas aplikimit të peshimeve

parakoduese" d( !lukse të ndara të dhënash transmetohen nga d( antena të ndr(shme

njëkohësisht si multipleksim hapsinor. Si# mund të shikohet në !igurë" simboli A .

transmetohet nga antena e sipërme gjatë kohës së simbolit të parë i cili është një kombinim

linear i d( simboleve të të dhënave" A s dhe 9 s . Gjatë të njëjtës kohë" simboli i të dhënave 9 .

transmetohet me kombinime të ndr(shme të të njëjtëve simbole të dhënash nga antena më e

ulët" duke d(!ishuar shpejtësinë e të dhënave në mën(rë e!ektive. +ështu marrëdhënia

ndërmjet të dhënave të transmetuara dhe simboleve h(rëse tregohet si vijon

A AAA A9

9A 999 9

. s) ) / # s

) ) . s

= = = × ÷ ÷ ÷

?


35/76

Parathënie

1igura


36/76

Parathënie

Modelet e Përhapjes adio Ka+itulli *

6.9 C(rje

Hë në !illimet e komunikimeve radio ka pasur një kërkesë të lartë për modele realiste tëkanaleve shuarës. =rs(eja vjen si shkak i rëndësisë që kanë modelet e kanaleve në anali$ën"

projektimin dhe implementimin e sistemeve të komunikimit për trans!erim të besueshëm të

in!ormacionit ndërmjet d( plëve. Modelet e sakta të kanaleve janë gjithashtu të rëndësishme

për testimin" optimi$imin e parametrave dhe evolimin e per!ormancës së sistemeve të

komunikimit. Per!ormanca dhe kompleksiteti i algoritmave të përpunimit të sinjalit"

projektimit të transmetuesve dhe antenave smart" varen së tepërmi në metodat e projektimit të

përdorura për modelimin e kanaleve të lëvi$shëm shuarës. Prandaj njohja e saktë e kët(re

kanaleve është një nga kërkesat kr(esore për projektimin e sistemeve të komunikimit radio.

6.4 +anali i Përhapjes Multipath

Sinjalet multipath arrijnë në marrës me gjatësi rruge të ndr(shme të përhapjes të quajtura

multipath tap-s. Gjatësitë e ndr(shme të përhapjes shkaktojnë vonesa kohore të përhapjes të

ndr(shme. 2ë !igurën më poshtë paraqitet pro!ili i !uqisë së vonesave të një kanali multipath

me tre rrugë të ndr(shme. 2ë varësi të !a$ave sinjali multipath vepron në mën(rë konstruktive

ose destruktive në marrës. +jo bën që !uqia e kanaleve tap të variojë në kohë duke re$ultuar si

në !igurën më poshtë.

1igura 6.9 Pro!ili i !uqisë për për tre rrugë të ndr(shme në kanal multipath

Shpërndarja e !uqisë së kanaleve tap përshkruet nga një !unksion shpërndarje që varet nga

mjedisi i përhapjes. +anali multipath me më tepër shuarje është ai a(leigh pasi at( nuk ka

linjë shikimi të drejtpërdrejtë dhe rrugët e ndr(shme janë të pavarura. +urse në rastin e kanalit

shuarës ician do të kishim linjë shikimi dhe shuarjet janë më të vogla. 2jë kanal radio mund

të përshkruhet si me ba$ë të ngushtë dhe me bandë të gjerë në varësi të karakteristikave të

kanalit dhe kohë$gjatjes së simbolit. Për shkak të mekani$mave të mësipërm" përgjigja

impulsive e një kanali multipath konsiston në një seri impulsesh të shpërndara në kohë ose

!rekuencë. 2qs di!erenca kohore mes impulsit të parë dhe të !undit është më e vogël se

kohë$gjatja e simbolit atëherë sistemi quhet në bandë të ngushtë. 2ë rast të kundërt do të kemitë bëjmë më sistem në bandë të gjërë. Përgjithsisht përdoren karakteristikat e kanaleve në

UPT 37


37/76

Parathënie

bandë të gjërë për të përshkruar sjelljen e kanalit multipath. /egradimi në nivelin e sinjalit të

marrë për shkak të e!ekteve multipath mund të klasi!ikohet në komponente me humbje në

shkallë të madhe" komponente më humbje në shkallë të mesme dhe në shkallë të ulët që janë

komponente me shuarje të shpejtë më shpërndarje a(leigh ose ician dhe që kanë ndikimin

më të madh në përhapje.

1igura 6.4 Pro!ili i shuarjeve për rrugë të ndr(shme ?taps@

6.3 +onsiderata matematikore

Përhapja e valëve radio mund të përshkruhet nga rrugë të shum!ishta që ndodhin për shkak të

re!lektimeve ?ndërtesa" pemë etj@ në mjedis. +ur modelojmë një kanal radio konsiderojmë

vetëm një numër të !undëm rrugësh për të përa!ruar mjedisin real i cili tregohet në !igurën më

poshtë.

1igura 6.3 Mjedisi i transmetimit multipath

Sinjali i marrë tek U& është superpo$im i të gjitha rrugëve të sinjalit. +a in!init rrugë të

vendosura pranë t(re në kohë por vetëm një numër i !undëm mund të modelohet. Për të

përshkruar sjelljen e këtij sistemi dinamik do të duhet të aplikojmë një sinjal impulsiv në

UPT 38


38/76

Parathënie

h(rje dhe do të shikojmë reagimin e sistemit ndaj ndikimeve të jashtme që në rastin tonë janë

shuarjet multipath. Pra përgjigja impulsive shërben për vlerësimin e sistemit.

&kuacioni ?


39/76

Parathënie

Shpërndarja e vonesës së kanalit τ lidhet ngushtë me shuarjen në term a!atshkurtër. 2ë

mën(rë që të përshkruajmë vonesën mesatare të kanalit përdoret vlera MS e shpërndarjes së

vonesës e cila është përcaktuar si momenti i d(të qëndror i pro!ilit të vonesës së !uqisë së

kanalit.

9 4

A9

A

? @ '

k k mk RMS '

k k

P

P

τ τ τ

−

=−

=

−= ∑

∑?6.


40/76

Parathënie

+oha gjatë së cilës karakteristikat e kanalit nuk ndr(shojnë në mën(rë të ndjeshme emërtohen

si koherenca në kohë. eciproku i $hvendosjes /oppler përshkruhet si koherenca në kohë e

kanalit. Matematikisht koherenca në kohë mund të paraqitet si

9

4+

RMS

T vπ

= ?6.7@

ku RMS v është vlera MS e shpërhapjes /oppler.

+oherenca në kohë lidhet me skemat e kontrollit të !uqisë" korrektimin e gabimeve" skemat

interleave dhe me projektimin e teknikave në marrës.

*3)3) 'h+ërha+ja 6%++ler

+jo shpërhapje vjen si shkak i lëvi$jes së terminalit. Për shkak të kësaj lëvi$je kundrejt valës

së qëndrueshme do të kemi që amplituda" !a$a dhe !iltrimi i pësuar nga sinjali i transmetuar

variojnë me kohën në përputhje me shpejtësinë e U&. Për një bartës të pamoduluar" dalja është

e variueshme në kohë dhe ka gjerësi spektrale jo $ero e cila është shpërhapje /oppler. Për një

rrugë të vetme ndërmjet U& dhe e2ode> do të ketë shpërhapje $ero /oppler dhe një spostim i

thjeshtë i !rekuencës bartëse ?spostim në !rekuencë /oppler@ në e2ode>. 1rekuenca /oppler

varet nga këndi i lëvi$jes së terminalit të lëvi$shëm kundrjet stacionit ba$ë. +( është edhe tipi

i shuarjes i për!shirë në simulatorin e përdorur.

6.6 +analet shuarës të a(leigh

+ur një sinjal transmetohet në një mjedis me pengesa duke re$ultuar kështu në një përhapje

pa shikim të drejtpërdrejtë ?2%*S@" atëherë si pasojë e re!lektimeve do të sh!aqet më tepër se

një rrugë transmetimi. Marrësit do ti duhet të përpunojë sinjalin i cili është superpo$im i disa

rrugëve kr(esore të transmetimit.

Secila nga rrugët kr(esore në të vërtetë re$ultat i shumë valëve të shpërndara ose ndr(she

nënrrugë. 2ëse ka një numër të madh rrugësh të tilla ato mund të modelohen si të pavarura

statistikisht teorema e limitit qëndor i jep kanalit karakteristikat statistikore të shpërndarjes

a(leigh. Pjesët reale dhe imagjinare të koe!icientëve të shuarjes të njërës rrugë kr(esore α

janë të pavarura dhe kanë shpërndarje identike Gausiane me mesatare $ero dhe variancë4

4

σ

e cila #on në !unksionin e densitetit të probabilitetit4

444

? @ " A p eη

σ η

η η σ

−= ≥ ?6.8@

9? @ "

4 p ϕ π ϕ π

π = − ≤ ≤ ?6.:@

ku ? @ p η është shpërndarja a(leigh"η

është amplituda e koe!icientit të shuarjes dheϕ

është!a$a e shpërndarë njëtrajtësisht.

UPT


41/76

Parathënie

Secila nga rrugët e multipath ?tap@ modelohet pra me pjesë reale dhe imagjinare Gausiane me

mesatare $ero dhe me variancë në përputhje me pro!ilin e vonesës së !uqisë. Hëllimi është që

të modelohen variacionet kohore të vetive të kanalit gjithashtu.

6.7 +anali i variueshëm në kohëPër ars(e se në këtë projekt trajtohen shuarjet në kanalet e variueshem në kohë ku ndikimi

kr(esor jepet nga shpërhapja /oppler" po trajtoj pak më tepër nga ana matematikore këtë

!enomen. %ëvi$jet e terminaleve shkaktojnë spostime /oppler në !rekuencë. +a shumë

spostime /oppler të cilat !ormojnë spektrin /oppler. +( spektër është paraqitur në vijim të

këtij kapitulli për raste të ndr(shme të lëvi$jes. Më poshtë do të konsiderojmë vetëm një rrugë

tap.

*3,31 'h+ërha+ja 6%++ler 7#%!si&erata ateati#%re9

1aktori kr(esor që ndikon në sasinë e shuarjës është lëvi$shmëria e marrësit në përputhje me

transmetuesin. 2dërsa U& lëvi$ me shpëjtësi UE v kundrejt stacionit e2ode> ajo shkakton një

spostim /oppler d ! i cili për një rrugë të vetme jepet

ma- cos? @d $ ! ! θ = ?6.;@

ku θ është këndi i mbërritjes së sinjalit të marrë relative kundrejt U& dhe

ma-

A

UE $ +

v ! !

+

= ?6.9A@

ku ma- $ ! është !rekuenca maksimale /oppler" UE v është shpejtësia e marrësit" + ! është

!rekuenca bartëse dhe A+ është shpejtësia e dritës.

Përgjigja impulsive e variueshme në kohë e kanalit mund të shprehet me9

4

A

? " @ ? @d L

* ! t

k k

k

h t e π τ α δ τ τ −

=

= −∑ ?6.99@

ku t është koha kur matet përgjigjia impulsive e kanalit. Sinjali ? " @h t τ ka një spektër të

ku!i$uar" njohur ndr(she si spektri /oppler. Spektri ku!i$ohet në vleratma- ma-L "....." $ $# v v= − ?6.94@

ku ma- ma- $ $ S v ! T =

ku S T është kohë$gjatja e simbolit dhe ma- $v është spostimi maksimal /oppler i normali$uar.

2ë kanale radio të lëvi$shme" shpërhapja maksimale /oppler përdoret për të karakteri$uar

sesa shpejt ndr(shon në kohë kanali. Për këtë qëllim koherenca në kohë llogaritet me

? @

ma-

9arccos? @

4+

$

t + ! π

∆ =≥

ku ? @+t ∆ është di!erenca në kohë për të cilën autokorelimi në rra!shin e kohës ka vlerën + .

UPT


42/76

Parathënie

2jë kanal thuhet se është jo i variueshëm në kohë në sensin që kanali sh!aqet si jo i

variueshëm ndaj sinjalit të transmetuar.

+ështu pra termat janë relative me kohë$gjatjen e simbolit shuarja me selektivitet në kohë

ndodh kur kanali ndr(shon me një përiodë simboli S T kurse shuarja invariante në kohë ndodh

kur kanali është konstant me të paktën një periodë simboli.

Shuarja invariuese në kohë ?A.6@ S t T ∆ >> " ku A.6+ = . 2qs kohë$gjatja e simbolit është e vogël

në krahasim me ?A.6@t ∆ atëherë kanali klasi!ikohet si invariant në kohë.

Shuarja me selektivitet në kohë ?A.6@ S t T ∆ ≤ . 2ë krahun tjetër nqs ? @+t ∆ është më e vogël se

kohë$gjatja e simbolit" kanali konsiderohet të ketë shuarje me selektivitet në kohë. 2ë

përgjithsi është e vështirë të vlerësohen parametrat e kanalit për kanal me selektivitet në kohë.

2ë mën(rë që të vlerësohet një kanal për një periudhë kohe S T është e rëndësishme që të

bëhet !jalë për rastin invariant në kohë.

6.8 0hurma e bardhë shtesë Gaussiane =DG2

Pasi nënbartëset e sinjalit të transmetuar normali$ohen raporti S2 kontrollohet duke

ndr(shuar variancën e $hurmës4

& σ . &nergjia mesatare e një simboli *1/M llogaritet si vijon

"# S

IT

N E

N = ?6.93@

S2 re$ultuese llogaritet

4

9S "#

N IT &

E N SNR

E N σ = = ?6.9


43/76

Parathënie

*331 Kushtet e +ërha+jes !ë #a!al e shuarje Multi+ath

Modeli i kanalit me këtë tip shuarje speci!ikon tre pro!ile të ndr(shme vonese të cilat janë

përbërëse të mjediseve me shpërndarje vonesash të vogla" të mesme dhe të mëdha. +ëto janë

F Modeli &-tended Pedestrian = ?&P=@ , %ëvi$je këmbësore

F Modeli &-tended ehicular = ?&=@ , %ëvi$je me automjet

F Modeli &-tended T(pical Urban ?&TU@ , %ëvi$je në $onat urbane

Pro!ilet e vonesës multipath për të tre tipet tregohen në tabelën më poshtë. Të gjitha vonesat

tap kanë një spektër klasik /oppler

Vonesa tap)*

$ns'

,u*ia relati+e

$d"'

Vonesa tap)

$ns'

,u*ia relati+e

$d"'

Vonesa tap)

$ns'

,u*ia relati+e

$d"'

0 0 0 0 0 30 30 5 50

70 2 50 4 20 90 3 30 36 200 00 8 370 06 230 0

90 72 70 9 500 040 208 090 7 600 3

730 2 2300 5

250 69 5000 7?a@ ?b@ ?c@

Tabela 6.9 Pro!ilet e vonesës për rastet ?a@ , &P=" ?b@ , &=" ?c@ , &TU

Vtap , janë gjatësitë e ndr(shme të rrugëve që ndjek sinjali si shkak i multipathit

Përve# vonesave të tipit multipath" speci!ikohet dhe një !rekuencë maksimale /oppler për #do

rast përhapjeje me shuarje multipath si në tabelën më poshtë.

%odeli

,reuen-a masimale

Doppler

EPA 5H 5HEVA 5H 5HEVA 70H 70HETU 70H 70H

ETU 300H 300H

Tabela 6.4 Parametrat e modelit të kanalit

2ë rastin e mjediseve M)M* duhen përdorur një grup matricash koreluese për të modeluar

korelimin ndërmjet antenave U& dhe e2ode>.

UPT


44/76

Parathënie

*332 .asti i lëvijes së Tre!it e sh+ejtësi të lartë

+( kusht speci!ikon një kanal përhapje pa shuarje me një komponente të vetme multipath"

po$icioni i së cilës është i !iksuar në kohë.

+( multipath i vetëm për!aqson $hvendosjen /oppler e cila shkaktohet për shkak të lëvi$jes

së trenit me shpejtësi të lartë pranë një stacioni ba$ë e2ode>.

1igura 6. dhe min $ është distanca minimale mes

e2ode> dhe hekurudhës. Të d( vlerat jepen në metra. v është shpejtësia e trenit në mIs.

Spostimi /oppler për shkak të trenit në lëvi$je matematikisht përshkruhet si

? @ cos ? @ s d ! t ! t θ = × ?6.96@

ku ? @ s ! t është spostimi /oppler dhe d ! është !rekuenca maksimale /oppler. +osinusi i

këndit ? @t θ jepet nga

4 4

min

4cos ? @ " A

? 4 @

s s

s

$ vt t t $ v

$ $ vt θ

−= ≤ ≤

+ −?6.97@

4 4

min

9.6

cos ? @ " 4? 9.6 @

s

s s

s

$ vt

t $ v t $ v $ $ vt θ

− +

= < ≤+ − + ?6.98@

cos ? @ cos ? mod?4 @@" 4 s st t $ v t $ vθ θ = × > ?6.9:@

Për testimin e e2ode> përcaktohen d( skenarë me shpejtësi të ndr(shme të trenit të cilat

përdorin parametrat në tabelën e mëposhtme. Spostimi /oppler ? @ s ! t llogaritet duke përdorur

!ormulat më sipër dhe parametrat e treguara në tabelën më poshtë

UPT


45/76

Parathënie

ParametriVlera

Senari Senari

s $ 000 300

min $ 50 2

v 350 !/- 300 !/-

d ! 340 H 50 H

Tabela 6.3 Parametrat për lëvi$jen me tren me shpejtësi të lartë për testimin në e2ode>

+ëto skenarë re$ultojnë në spostime /oppler si në !igurën më poshtë dhe janë $batueshme për

të gjitha bandat e !rekuencave.

1igura 6.6 Trajektoret e spostimeve /oppler për skenarin 9 ?majtas@ dhe 3 ?djathtas@

Për testimin e U& parametrat h(rës të tabelës më poshtë përdoren për të llogaritur spostimin /oppler

përmes ekuacioneve të mësiperme.

Parametri Vlera

s $ 300

min $ 2 v 300 !/-

d ! 50 H

Tabela 6.


46/76

Parathënie

1igura 6.6 Trajektorja e spostimit /oppler për testimin U&

*33$ Kushtet e +ërha+jes !ë lëvi"je !%rale

+anali i përhapjes në kushtet e lëvi$jes normale në %T& speci!ikon një kusht ku vendndodhja e

komponenteve multipath ndr(shon. /i!erenca kohore ndërmjet kohës së re!erencës dhe sinjalit të parë

tap τ ∆ është

sin? @4

3t τ ω ∆ = × ∆ × ?6.9;@

ku 3 paraqet kohën !illestare në sekonda dhe ω ∆ paraqet rrotulimin këndor në radianIsekondë. +ursekoha relative ndërmjet komponenteve multipath qëndron e pandr(shuar.

Parametrat për kushtet e përhapjes në lëvi$je tregohen në !igurën më poshtë. Spostimi /oppler është i

$batueshëm vetëm për të gjeneruar kampione shuarje për skenarin 9.

Parametri Senari Senari

M-B'.& & !:.&% ETU200 AW1N

S;#'=%$& ' UE 20 !/- 350 !/-

1=%$& ' CP N-. N-.

A 0 µ$ 0 µ$

ω ∆ 004 $ 03 $

Tabela 6.6 Parametrat për përshtatjen e sinkroni$imit në Up%ink

2ë skenarin 4 modelohet një komponente e vetme multipathi jo shuarëse me $hurmë =DG2.

Po$icioni i kësaj komponente multipathi ndr(shon në lidhje me kohën sipas ekuacionit ?6.9;@.

UPT


47/76

Parathënie

*33) Matri/at e #%reliit të Ka!alit MIM4

2ë sistemet M)M* ka korelim ndërmjet antenave transmetuese dhe marrëse. +jo varet nga disa

!aktorë si ndarja ndërmjet antenave dhe !rekuenca bartëse. Për kapacitet maksimal është e

dëshirueshme të minimi$ohet korelimi ndërmjet antenave transmetuese dhe marrëse.

+a rrugë të ndr(shme për modelimin e korelimit të antenave. 2jëra nga këto teknika përdor matricatkoreluese për të përshkruar korelimin ndërmjet antenave të shumë!ishta si në transmetues ashtu dhe në

marrës. +ëto matrica llogariten në mën(rë të pavarur në transmetues dhe marrës dhe më pas

kombinohen përmes prodhimit të +ronekerit në mën(rë që të gjenerohet një matricë hapsinore

koreluese e kanalit.

Tre nivele të ndr(shme korelimi janë përcaktuar në speci!ikimet e %T& TS 37.9A9 të cilat janë a.

korelim i ulët ose pa korelim" b.korelim i mesëm" /. korelim i lartë. Parametrat α dhe β përcaktohen

për secilin nivel të korelimit si# tregohet në tabelën e mëposhtme.

K-'.& & .% K-'.& & '$ K-'.& & .%

α β α β α β

0 0 03 09 09 09

Tabela 6.7 lerat koreluese

Matricat koreluese të pavarura në U& dhe e2ode> ?që janë "eN" UE R R respektivisht@ tregohen në

tabelat ; dhe 9A për kon!igurime të ndr(shme antenash ?9"4 ose


48/76

Parathënie

Matrica e korelimit hapsinor të kanalit ? hapsirë R @ shprehet si

hapsirë eN" UE R R R= ⊗ ?6.4A@

ku ⊗ shpreh prodhimin e +ronekerit. Më poshtë paraqitet tabela me matricat e korelimeve hapsinore ?

hapsirë R @.

R$%& *2

(SIMO)

9

9hapsirë UE R R

β

β ∗

= = ÷

R$%& 2*2

99 9

99 9

9

9

hapsirë eN" UE R R R

β α αβ α β

β αβ α α β

β α α β

β α β α

∗ ∗

∗ ∗

∗∗ ∗

∗ ∗

∗

÷ ÷ ÷= ⊗ = ⊗ = ÷ ÷ ÷ ÷

÷ ÷

R$%& 4*2

(MISO)

9 <; ;

9 9 <; ; ;

99< ;;;

9<;;

9

99

99

9

hapsirë eN" UE R R R

α α α

β α α α

β α α α

α α α

∗

∗∗

∗∗

∗

∗

÷ ÷ ÷ ÷

= ⊗ = ⊗ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷

R$%& 4*4

9 < 9 <; ; ; ;

9 9 < 9 9 <; ; ; ; ; ;

9 99 9<


49/76

Parathënie

lerësimi i dhe korrektimi i kanalit Ka+itulli ,

7.9 C(rje

%T& përdor *1/M si skemën e saj moduluese di-hitale me shumë bartëse. lerësimi i kanalit

luan një rol të rëndësishëm në sistemin *1/M. =i përdoret për të rritur kapacitetin e

sistemeve të aksesit të shumë!ishtë me ndarje në !rekuencë ortogonale ?*1/M=@.

Për të thjeshtuar vlerësimin e karakteristikave të kanalit" %T& përdor sinjale re!erence

speci!ike ?simbole pilot@ të vendosura si në kohë ashtu dhe !rekuencë. +ëto simbole pilot

o!rojnë një vlerësim të kanalit në $ona të caktuara brenda një nën!rame. Përmes interpolimit

është e mundur të llogaritet kanali përmes një numri arbitrar nën!ramash.

7.4 Si !unksionon skema e vlerësimit

Simboleve pilot në %T& u caktohen po$icione brenda një nën!rame duke u ba$uar në numrin e

identi!ikimit të antenës cell të stacionit e2ode> dhe nga antena transmetuese që është duke u

përdorur. +jo tregohet në !igurën më poshtë. Po$icionimi unik i pilotëve siguron që të mos

ketë inter!erenca mes t(re dhe mund të përdoren për të o!ruar një vlerësim të besueshëm të

ampli!ikimeve komplekse ?dmth numër kompleks@ të shkaktuara nga kanali i përhapjes ndaj

#do elementi burim në grilën e transmetuar.

1igura 7.9 Baktimi i simboleve pilot

2ë diagramën e mëposhtme tregohen hallka transmetuese dhe ajo marrëse si dhe modeli i

kanalit të përhapjes. Grila burim e populluar paraqet një numër nën!ramash të cilat përmbajnë

data. +jo grilë më pas modulohet në *1/M dhe kalon përmes modelit të kanalit të përhapjes.

0hurma e kanalit në !ormën e $hurmës së bardhë Gausiane ?=DG2@ shtohet përpara se sinjali

të !utet në marrës. Pasi h(n në marrës sinjali do të demodulohet në *1/M dhe rindërtohet një

grilë burim marrëse. +jo grilë përmban elementët burim të transmetuar të cilët janë a!ektuar nga ampli!ikimet komplekse dhe $humra e kanalit. /uke përdorur simbolet e njohur pilot për

UPT


50/76

Parathënie

të vlerësuar kanalin është e mundur që të korrigjohen e!ektet e kanalit dhe reduktohet $hurma

në grilën burim të marrë.

1igura 7.4 >llokskema Transmetues'+anal'Marrës

%T& i cakton #do portë antene një strukturë unike po$icionesh brenda nën!ramës për të

vendosur ?map@ sinjalet e re!erencës. +jo do të thotë që asnjë antene tjetër nuk transmeton të

dhëna në këto po$icione në kohë dhe !rekuencë. +jo lejon kr(erjen e vlerësimit të kanalit për kon!igurime me shumë antena. =lgoritmi i vlerësimit të kanalit n-jerr sinjalet e re!erencës për

një #i!t antenash transmetueseImarrëse nga grila burim e marrë. Më pas bëhet llogaritja e

vlerësimeve të katrorëve më të vegjël të përgjigjes në !rekuencë të kanalit tek simbolet pilot.

lerësimet e katrorëve më të vegjël më pas mesatari$ohen për të reduktuar #do $hurmë të

padeshiruar nga simbolet pilotë. Për të ndihmuar procesin e interpolimit pranë skajeve

krijohen simbole pilotë virtualë meqënëse at( nuk mund të vendosen simbole pilotë.

/uke përdorur vlerësimet e mesatari$uara të simboleve pilotë si dhe simbolet pilotë virtualë të

vendosur për ndihmesë" do të kr(het interpolimi për të vlerësuar të gjithë nën!ramën. +jo

tregohet në !igurën më poshtë.

1igura 7.3 /iagrama bllok e algoritmit të vlerësimit të kanalit

UPT 6A


51/76

Parathënie

,3231 Vlerësii i sib%leve +il%t

Capi i parë në përcaktimin e vlerësimit të katrorëve më të vegjël është që të n-irren simbolet

pilot nga po$icionet e t(re të njohura brenda nën!ramës së marrë. lera e kët(re simboleve

pilot dihet dhe prandaj përgjigja e kanalit në këto vendndodhje mund të gjendet duke përdorur

metodën e vlerësimit të katrorëve më të vegjël e cila arrihet duke pjestuar simbolet e marra

pilot me vlerën e t(re të pritshme.

? @ ? @ ? @4 k / k % k &hurma= × + ?7.9@

% P5LS 6k7? @

? @ P

P

4 k &hurma

/ k = + ?7.4@

ku kemi që

46k7 → është një vlerë komplekse e simbolit të marrë /6k7 → është një vlerë komplekse e simbolit të transmetuar

%6k7 → është ampli!ikim kompleks i kanalit i aplikuar tek simboli % P5LS 6k7 → është ‘vlerësimi i katrorëve më të vegjël’ të kanalit në po$icionet e

simboleve pilot

4 P 6k7 → për!aqson vlerat e simboleve pilot të marrë / P 6k7 → për!aqson vlerat e njohura të simboleve pilot të transmetuara

lerësimet e katrorëve më të vegjël ndikohen nga $hurma e kanalit e cila duhet eleminuar ose

reduktuar në mën(rë që të arrijmë një vlerësim të ars(eshëm të kanalit përmes interpolimit.

,3232 Mesatari"ii i sib%leve Pil%t

Për të minimi$uar e!ektet e $hurmës mbi vlerësimin e simboleve pilot" vlerësimet e katrorëve

më të vegjël mesatari$ohen përmes një dritareje mesatari$uese. +jo metodë e thjeshtë o!ron

një reduktim të ndjeshëm në nivelin e $hurmës tek pilotët.Janë të disponueshme d( metoda mesatari$imi të simboleve pilot

‘Test&M’ e cila ndjek metodën e përshkruar nga speci!ikimi TS37.9


52/76

Parathënie

+jo metodë përdor përa!rimin sipas speci!ikimit TS37.9


53/76

Parathënie

Madhësia e dritares mesatari$uese shprehet në elemente burim dhe të gjithë simbolet pilot të

po$icionuar brenda dritares përdoren për të mesatari$uar vlerën e simbolit pilot që ndodhet në

qendër të dritares. Madhësia e dritares duhet të jetë numër tek duke siguruar që është një pilot

në qendër.

/uhet pasur kujdes se megjithëse mesatari$imi në po$icionet e simboleve pilot është një mjeti !uqishëm për të arritur një vlerësim të kanalit" madhësia e dritares duhet $gjedhur me kujdes

të ve#antë. 2qs përdorim një dritare të madhe në një kanal me shuarje të shpejtë do të

mesatari$onim jo vetëm $hurmën por edhe karakteristikat e kanalit. =plikimi i një

mesatari$imi të tepruar në një sistem me pak $hurma mund të ketë një e!ekt të kundërt në

vlerësimet e kanalit. +jo do të thotë që përdorimi i një dritare të madhe mesatari$uese për një

kanal që ndr(shon shpejt mund të bëjë që vlerësimi i kanalit të re$ultojë i sheshtë duke

re$ultuar kështu në një vlerësim të dobët të kanalit dhe duke a!ektuar kualitetin e korrigjimit.

1igura 7.7 /ritaret e përcaktuara nga përdoruesi ?kohë'!rekuencë@

,323$ Krijii i sib%leve +il%t virtual

2ë shumë raste skajet e grilës burim nuk përmbajnë simbole pilot.

2ë këtë rast llogaritjet e kanalit në skaje nuk mund të interpolohen nga simbolet pilot. Për të

kapërc(er këtë problem krijohen simbolet pilot virtualë. +ëto simbole krijohen në të gjitha

skajet e grilës së marrë për të lejuar interpolim kubik.

,323$31 Ve!&%sja e sib%leve +il%t Virtual

UPT 63


54/76

Parathënie

1igura 7.8 +rijimi dhe po$icionimi i simboleve pilot virtualë

2ë këtë sistem grila burim $gjerohet dhe plotësohet me simbole pilot virtualë të cilat

vendosen duke ndjekur të njëjtën strukturë me simbolet origjinale të re!erencës. Prania esimboleve pilot virtualë lejon vlerësimin e kanalit tek elementët burim të cilët paraprakisht

nuk mund të llogariteshin përmes interpolimit.

,323$32 Ll%garitja e vlerave të sib%leve +il%t virtualë

Simbolet pilot virtualë llogariten duke përdorur simbolet pilot origjinalë. Për secilin simbol

pilot virtual vlera llogaritet nga hapat vijues

9. Merren në shq(rtim : simbolet pilot më të a!ërta në terma të distancës &uklidiane.4. 2ga këto : simbole $gjidhen 3 simbolet pilot të cilat nuk ndajnë të njëjtën nënbartëse

ose simbol *1/M. Të paktën d( nga tre simbolet pilot më të a!ërt duhet të ndr(shojnë

në po$icionimin e simboleve *1/M ose të nënbartëseve.

3. +rijohen d( vektorë njëri ndërmjet simboleve pilot më të a!ërt dhe më të largët dhe

tjetri ndërmjet at(re vijues më të a!ërt dhe më të largët.


55/76

Parathënie

1igura 7.: %logaritja e vlerave të simboleve pilot virtual

Pilotët virtual krijohen vetëm për metodat e interpolimit ElinearF ose EkubikF në Matlab

7.3 )nterpolimi

Pasi $hurma reduktohet ose eleminohet përmes mesatari$imit me metodën e katrorëve më të

vegjël dhe janë përcaktuar një numër i mja!tueshëm simbolesh virtual" është e mundur që të

përdoret interpolimi për të gjetur vlerat që mungojnë nga vlerësimi i grilës së kanalit. Metoda

e mesatari$imit të pilotit në speci!ikimin TS37.9


56/76

Parathënie

ndërmjet d( vlerësimeve do të re$ultojë në një vlerë për nivelin e $hurmës në vlerësimet e

katrorëve më të vegjël të kanalit në vendndodhjet e simboleve pilot.

% P5LS 6k7? @

? @

P

P

4 k &hurma

/ k = + ?7.3@

% P53896k7? @

? @ P

P

4 k

/ k = ?7.


57/76

Parathënie

eali$imi i simulimit dhe re$ultate Ka+itulli -

8.9 Simulimi 9 , Simulimi i një kanali dhe vlerësimi i tij

Transmetimi të dhënave" kalimi në kanal shuarës dhe n-jerrja e të dhënave

Më poshtë do te paraqiten në detaj hapat e krijimit të një simulimi T=2SM&TU&S ,

+=2=% , M=&S dhe si ek$ekutohet ai në Matlab 8.:.A ?4AA;a@ duke përdorur

!unksionet e o!ruara nga simulatori %T&XToolbo-XinstallerXv4.A.A.649 i kompanisë

Steepestascent.

2ë këtë simulim gjenerohet një !ramë të dhënash në një portë antene ?9 antenë transmetuese@.

Meqenëse nuk është krijuar një kanal transporti të dhënat janë bite të rastit" të moduluara nëHPS+ ose një rend më i lartë dhe të vensodura ?mapped@ në #do simbol në strukturë. /o të

krijohen një sinjal speci!ik re!erence i cell'it dhe sinjalet primare dhe sekondare të

sinkroni$imit dhe më pas do të vendosen ?mapping@ në nën!ramë. Për të krijuar !ramën e plotë

me kohë$gjatje 9A ms do të gjenerohen 9A nën!rama individuale. Më pas !rama e krijuar

modulohet në *1/M" kalon përmes një kanali shuarës &= ?&-tra ehicular =@ ose Cigh

Speed Train" i shkaktohet një $hurmë shtesë Gausiane dhe më pas demodulohet. 2jë korrigjim

0ero'!orcing ?algoritëm korrigjimi linear që aplikon të anasjelltin e kanalit ndaj sinjalit të

marrë për ta rigjeneruar sinjalit përpara kanalit@ duke përdorur llogaritjen e kanalit" aplikohet

përpara se të krahasohen grilat e burimeve të transmetuara" marra dhe të korrigjuara.

Simulimi reali$ohet përmes disa hapave kon!igurues ?blloqe@ që konsistojnë në krijimin e

strukturave dhe përdorimin e !unksioneve të simulatorit. 2ë për!undim të gjithë këto

kon!igurime do të asemblohen në një !ile të vetëm dhe do të ek$ekutohen për të dhënë

re$ultatin e simulimit.

VV Shënim Simulimi mund të parametri$ohet dhe për vlera të tjera të modulimit të biteve të rastit si 97H=M dhe

7


58/76

Parathënie

Capat e kon!igurimit të simulatorit janë

Parametri$imi i antenës Bell

+on!igurimi i modelit të kanalit

+on!igurimi i vlerësuesit të kanalit

Gjenerimi i madhësisë së grilës së burimit të nën!ramës

Gjenerimi i të dhënave Pa(load

Gjenerimi i 1ramës

endosja ?Mapping@ e Sinjaleve dhe të /hënave në një nën!ramë individuale

Modulimi *1/M

+anali shuarës

Shtimi i $hurmës

Sinkroni$imi

/emodulimi *1/M

lerësimi i kanalit

+orrigjimi 0ero'1orcing

=nali$a

Parametri$imi i antenës cell

+ëto parametra speci!ikohen në një strukturë. Si# shikohet më poshtë" përmes !unksioneve do

të përcaktohen një numër parametrash. Për thjeshtësi të simulimit dhe për të $vogëluar kohën

e ek$ekutimit të tij është marrë vetëm një antenë transmetuese keshtu qe parametri antenna

port është vendosur A.

enb.2/%> O ; R 2umri i >llok >urimeve ?>@

enb.Belle!P O 9 R 9 antenë tranmetimi

enb.2Bell)/ O 9A R )/ e antenës Bell

enb.B(clicPre!i- O W2ormalW R Parashtesë ciklike shpejtësiale ?BP@

enb./uple-Mode O W1//W R /upleks me ndarje në !rekuencë

antenna O A R Porta e antenës A

UPT 6:


59/76

Parathënie

+on!igurimi i modelit të kanalit

Modeli i kanalit kon!igurohet duke përdorur një strukturë. 2ë këtë shembull është përdorur

një kanal shuarës me pro!il vonese &= ?&-tended ehicular =@ me !rekuencë /oppler 6MC$. +ëto parametra $gjidhen manualisht së bashku me !rekuencën bartëse" korrelimin

M)M* dhe parametra të tjerë speci!ikë të kanalit.

c!g.Seed O 9 R vlera e rastit e kanalit

c!g.2-=ntsO 9 R 9 antenë marrëse

c!g./ela(Pro!ileOW&=W R 9 antenë marrëse

c!g./oppler1reqO6 R 1rekuenca /oppler 6 C$

c!g.Barrier1reqO4.7e; R 1rekuenca bartësec!g.M)M*BorrelationOW%oW R +orelimi M)M* ?%o O nuk ka korelim@

c!g.)nitTimeOA R )niciali$im në kohën A

+on!igurimi i vlerësuesit të kanalit ?B&B@

lerësuesi i kanalit kon!igurohet duke përdorur një strukturë. +ëtu do të ushtrohet interpolimi

kubik" duke përdorur mesatari$im te $hurmës së simbolit. Madhësia e dritares mesatari$uese

është ;-; elemente burim ?&@. Përdoret një dritare interpoluese qëndrore e cila do tëinterpolojë mbi 3 nën!rama njëkohësisht për të reduktuar e!ektet e kreshtave.

cec.1reqDindo O ; R mesatari$imi i !rekuences ; &

cec.1reqDindo O ; R dritarja mesatari$uese në

R kohë ; &

cec.)nterpT(pe O WBubicW R tipi i interpolimit

cec.Pilot=verage O WUser/e!inedW R Metoda e mesatari$imit Pilotcec.)nterpDinSi$e O 3 R )nterpolim deri në 3 nën!rama

cec.)nterpDindo OWBentredW R Metoda e dritares

R interpoluese

Gjenerimi i Madhësisë së Grilës së >urimit të 2ën!ramës

2ë këtë simulim është e nevojshme që të kemi akses në dimensionet e grilës së burimit të

nën!ramës. +ëto përcaktohen duke përdorur !unksionin %te/%esourceGrid/ims.

UPT 6;


60/76

Parathënie

dims O %te/%esourceGrid/ims?enb@

+ O dims?9@ R 2umri i nënbartëseve

% O dims?4@ R 2umri i simboleve *1/M në një nën!ramë

P O dims?3@ R 2umri i portave të antenave transmetuese

1unksioni kthen një vektor që përmban numrin e nënbartëseve" numrin e simboleve *1/M

dhe numrin e portave të antenave transmetuese.

2ë këtë shembull meqë numri i blloqeve të burimit në donlink është ;" përdoret një pre!iks

ciklik shpejtësial si dhe një portë antenë transmetuese. Pra kemi +O9A:" %O9< dhe PO9.

' Gjenerimi i të dhënave Pa(load

Meqenëse në këtë simulim nuk përdoret kanal transporti të dhënat e dërguara përmes kanalit

do të jenë jenë simbole të rastit HPS+. 2jë nën!ramë e vle!shme për simbolet krijohet në

mën(rë qe një simbol të mund të vendoset ?mapped@ në #do element burim ?&@. Sinjale të

tjerë që kërkohen për trasmetim dhe marrje do ti mbivendosen kët(re simboleve në grilën e

burimit.

number*!>its O +V%VPV4 R 2umri i biteve të nevojshëm është madhësia

R e grilës së burimit ?+V%VP@ V numrin eR biteve simbol ?4 për HPS+@

input>its O round?rand?9"number*!>its@@ R +rijimi i tra!ikut të rastit

inputS(m O %teS(mbolMod?input>its"WHPS+W@ R Modulimi i biteve h(rës

' Gjenerimi i 1ramës

1rama do të krijohet duke gjeneruar nën!rama individuale përmes një laku ? !or @ dhe duke i

bashakangjitur #do nën!ramë të krijuar nën!ramave të mëparshme. Grupi i nën!ramave të

bashkangjitura gjenden në t-Grid. +jo përsëritet 9A herë për të krijuar një !ramë. +ur vala

*1/M e moduluar ne rra!shin e kohës kalon përmes një kanali do të pësojë një vonesë të

!utur nga kanali. Për të shmangur humbjen e kampioneve të sinjalit në kohë për shkak të kësaj

vonese gjenerohet një nën!ramë shtesë" pra do të kemi 99 nën!rama të gjeneruara në total.

t-Grid O L R +rijimi i një grile boshe burimi për !ramën që do të

popullohet me nën!rama

!or s! O A9A

enb.2Sub!rame O mod?s!"9A@ R endosja e numrit të nën!ramës

UPT 7A


61/76

Parathënie

R Gjenerimi i nën!ramës Ys! dhe vendosja e sinjaleve dhe

R të dhënave në të .

t-Grid O Lt-Grid sub!rame

end

endosja ?mapping@ e sinjaleve dhe të dhënave në një nën!ramë individuale

2jë grilë burimesh mund të krijohet lehtësisht duke përdorur !unksionin %te/%esourceGrid.

+( krijon një grilë boshe për një nën!ramë.

sub!rame O %te/%esourceGrid?enb@

2ën!rama re$ultuese është një matrice 3'dimensionale. 2umri i rrjeshtave paraqet numrin e

nënbartëseve të disponueshme" kjo është 94Venb.2/%> meqenëse ka 94 nënbartëse për një

bllok burim. 2umri i kolonave është i barabartë me numrin simboleve *1/M në një

nën!ramë" pra 8V4" meqenëse kemi 8 simbole *1/M për slot për parashtesë ciklike

shpejtësiale dhe ka 4 slote në një nën!ramë. 2umri i planeve ?dimensioni i tretë@ në një

nën!ramë është 9 dhe i korrespondon 9 antene si# speci!ikohet në enb.Belle!P.

Të njëjtat të dhëna në h(rje vendosen ?map@ në #do nën!ra

Documents

Simulimi Dhe Vlerësimi i Kanalit Në Shtresën e Aksesit Në Lte Downlink