Opis
Monografia specjalistyczna poświęcona widmu fal radiowych i jego
wykorzystaniu w zastosowaniach praktycznych. Opisano w niej charakterystykę
widma fal radiowych z uwzględnieniem tłumienia propagacyjnego i jego
modelowania za pomocą różnych modeli oraz zarządzania tym widmem, metody
zwiększania efektywności wykorzystania widma, technologię radia kognitywnego,
tworzenie świadomości widmowej, charakterystykę metod sensingu widma, ocenę
efektywności tego sensingu oraz mapy środowiska radiowego.
Odbiorcy: pracownicy naukowi, wykładowcy i studenci wyższych uczelni technicznych
o kierunkach telekomunikacyjnych, pracownicy instytutów naukowo-badawczych o
profilu teleinformatycznym i działów badawczo-rozwojowych firm działających na
rynku telekomunikacyjnym, jak również kadra inżynieryjno-techniczna operatorów
sieci komórkowych.
Spis treści
Wykaz stosowanych skrótów 7
1. Wprowadzenie 11
2. Charakterystyka widma fal radiowych 14
2.1. Prognozowanie tłumienia propagacyjnego fal radiowych 16
2.1.1. Model Egliego 17
2.1.2. Model Okumury 19
2.1.3. Model Haty 20
2.1.4. Modele COST-231 22
2.1.5. Model Longley-Rice’a 24
2.2. Zaniki sygnału 25
2.2.1. Model kanału z zanikami Rayleigha 28
2.2.2. Model kanału z zanikami Rice’a 31
2.2.3. Model kanału m-Nakagamiego
32
2.3. Zarządzanie widmem 34
3. Metody zwiększania efektywności wykorzystania widma 39
3.1. Wielotonowa ortogonalna modulacja częstotliwości (OFDM) 39
3.2. Systemy wieloantenowe 43
3.3. Współdzielenie widma 48
4. Technologia radia kognitywnego 50
4.1. Sieci kognitywne standardu IEEE 802.11 55
4.1.1. Warstwa fizyczna 58
4.1.2. Przydział zasobów 59
4.1.3. Otwarta pętla zwrotna 59
4.1.4. Zamknięta pętla zwrotna 59
4.2. Sieci kognitywne standardu IEEE 802.22 61
4.2.1. Architektura sieci 802.22 61
4.2.2. Łączenie kanałów 62
5. Tworzenie świadomości widmowej 64
5.1. Metody autonomiczne sensingu 67
5.2. Metody kooperacyjne sensingu 71
5.3. Mapy środowiska radiowego 73
6. Charakterystyka metod sensingu widma 76
6.1. Detekcja energii 76
6.1.1. Prawdopodobieństwo detekcji w kanale AWGN 77
6.1.2. Aproksymacja wariancji szumu 79
6.1.3. Prawdopodobieństwo detekcji w kanale z zanikami 82
6.2. Detekcja kowariancji 83
6.3. Detekcja cech cyklostacjonarnych 85
6.4. Detekcja wykorzystująca testy zgodności statystycznej 89
6.4.1. Test Kołmogorowa-Smirnowa 90
6.4.2. Dwuwymiarowy test Kołmogorowa-Smirnowa (2D K-S) 91
6.4.3. Test Andersona-Darlinga (AD) 92
6.5. Detekcja wykorzystująca filtr dopasowany 92
6.6. Detekcja falkowa 95
7. Ocena efektywności sensingu 98
7.1. Miary i kryteria oceny efektywności sensingu 98
7.1.1. Okresowość sensingu 98
7.1.2. Czas realizacji sensingu 99
7.1.3. Zasięg interferencji 100
7.1.4. Czułość detekcji 101
7.2. Charakterystyka efektywności sensingu systemu kognitywnego IEEE
802.22 102
7.2.1. Wymagania dotyczące ochrony sygnałów użytkowników pierwotnych 102
7.2.2. Wymagania odnośnie detekcji sygnałów 105
7.3. Porównawcza ocena efektywności metod sensingu 106
8. Mapy środowiska radiowego 109
8.1. Architektura REM 109
8.2. Techniki tworzenia zobrazowań 110
8.2.1. Metody bezpośrednie 111
8.2.1.1. Metoda najbliższych sąsiadów 112
8.2.1.2. Metoda IDW 112
8.2.1.3. Kriging 113
8.2.2. Metody pośrednie 115
8.2.3. Metody hybrydowe 116
8.3. Eksperymentalna weryfikacja konstrukcji REM 116
8.4. Miary dokładności zobrazowania 120
8.5. Sieci sensorów pomiarowych 124
8.6. Wnioski 125
Bibliografia 127
Wykaz rysunków 142
Wykaz tabel 144
Biogramy 145
