Алматы 2014 almaty

116 
 
PON  базасына  негізделген    FTTH  технологиясының,  басқа  базадағы  технологиялардан  
артықшылығы:  
- кепілденген жылдамдықтың тарату диапазоны 10 Мбит/с-тан 100 Мбит/с дейін; 
- жылдамдық тіркелген тұрақты және абоненттер арасында бөлінбейді; 
- пассивті  оптикалық  желідегі  активті  құрылғылардың  болмауы,  қызметтің  сапасын  және 
сенімділігін арттырады; 
- ғаламтордан мәліметтерді жүктеу жылдамдығы абоненттердің талаптарын қанағаттандырады;  
- әртүрлі қызмет түрін ұсыну мүмкіндігі. 
Бұл  технологияға  негізделген  жүйе  шет  елдерде  өте  жақсы  дамыған,  атап  айтсақ    Америка 
елінде ұтымды пайдалануда. Мысалы, қашықтықтан оқыту (дистанционное обучение), видеокөпірлер 
(жоғары  сапалы  видео  және  дыбыспен  өткізілетін  видеоконференияның  түрлері),  видеобақылау 
жүйелері және телекөрсетілімнің бірнеше түрі. 
Өткізу  жолағы  өте  кең  болғандықтан,  ол  арқылы  әрбір  қолданушыға  келетін    арнаның 
мүмкіншіліктерін арттырады.  Яғни, тек сөйлесу емес, онымен қоса жоғарғы жылдамдықты интернет, 
сапалы телевидение және т.б қызметтүрлерін  ұсынуға болады. Тұтынушының қажеттіні  қолжетімді 
ететін желіні жобалау өте пайдалы, тиімді және ұтымды.  
FTTX  технологияларының  басқа    түрлерінен,  FTTH  «үйге  дейнгі  талшықты  оптика» 
жобалаудың  артықшылығы:  бұл  қайта  қабылдағыштардың  ең  аз  санымен,  сигнал  сапасын 
жоғалтудың  болмауымен,  артық  құрылыстан  арылумен,  желілік  компьютерлік  жүйелердің  жөндеу 
көлемінің азайуымен және ұсынылатын қызмет түрлеріне шектеудің болмауымен ерекшеленеді.  
 
ӘДЕБИЕТ 
1 Величко  В.  В.,  Субботин  Е.  А.,  Шувалов  В.  П.,  Ярославцев  А.  Ф.  Телекоммуникационные  системы  и 
сети. Том 3.-М.:2010 
2 Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи.-М.:2010 
3 Портнов Э.Л. Оптическое кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи.-
М.: Горячая линия-Телеком, 2009 
4  Иванов  А.Б.  Волоконная  оптика:  компоненты,  системы  передачи,  измерения.  –  М.:  Сайрус  системс, 
2008. – 663 с 
5  Петренко И.И., Убайдуллаев Р.Р. Lightware Russian edition,  N2, 2006 год, "Пассивные оптические сети 
PON Часть 2. Ethernet на первой миле"  
 
Досбаев Ж.М., Усембаева С.А., Жүніс Г.Ж.  
Технология PON 
Резюме:  PON  (Passive  Optical  Network)  -  обеспечивает  пассивную  сеть  между  узлом  оператора  и 
абонентами, возможность управления и мониторинга из одного центра. 
Ключевые слова: оптика, сеть,волокно, топология, магистральб шлюз, связь 
 
Dosbaev Zh.M., Usembaeva S.A., Zhunis G.Zh.
  
PON Technology 
Summary: PON (Passive Optical Network) – provide for passive network between operators node and abonent, 
control from a single centre.  
Key words: fiber, network, optics, topology, magistral, sluice, contact 
 
 
УДК  621.391.1 
 
Есентураева Л. Б. докторант, Хачикян В.С., Антонцев А.В. 
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева 
г. Алматы, Республика Казахстан, laura.yessenturayeva@gmail.com 
 
ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ 
 
Аннотация.  В  статье  рассмотрены  причины  перехода  к  технологиям  систем  подвижной  связи  
четвертого поколения, основные требования к ним, особенности построения технологии OFDM. При приеме и 
передаче  данных  в  системах  подвижной  связи  с  OFDM  и  MIMO  канал  связи  характеризуется  такими 
основными  факторами,  как  многолучевое  распространение  сигнала  и  доплеровское  расширение  спектра.  Эти 

117 
 
факторы  оказывают  существенное  влияние  на  принимаемый  сигнал  и  осложняют  его  дальнейшую  обработку. 
Отмечено, что приёмы для  оценивания возможностей осуществления связи в данном канале весьма сложны в 
реализации, или могут иметь значимые ошибки для использования в системах MIMO OFDM. 
Ключевые слова: MIMO, OFDM, интерференция, Channelmodel, искажения. 
 
Беспроводные сети всё активнее используются для связи и передачи данных. Вместе с тем, по – 
прежнему  имеются  проблемы  по  обеспечению  высококачественных  характеристик  и  параметров 
канала  связи;  требуется  ещё  большая  пропускная  способность,  высока  скорость  доступа,  более 
высокое качество обслуживания, более высокий уровень спектральной эффективности и т.д.  
При  движении  мобильного  абонента  на    антенну  приёмника  наводятся  сигналы  от  источника 
прошедшие  различные  пути  и  имеющие  разные  уровнисигналов  и  разный  фазовый  набег,  то  есть 
возникает  многолучёвость,  приводящая  к  интерференции,  вызывающей  замирания  сигнала  по 
уровню[1].Характер замираний показан на рис. 1. 
 
 
 
Рис. 1. Зависимость замираний радиосигнала от различных факторов. 
Где: а) потери при распространении; б) медленные замирания; в) быстрые замирания; 
г) результирующий сигнал 
 
Изменения  параметров  сигнала  во  времени,  вызванные  движением  абонента  и  многолучевым 
распространением  сигнала,  называются  быстрыми  замираниями.  Затенение  вызывается  объектами 
(такими  как  здания,  холмы,  деревья  и  т.п.),  оказывающимися  на  пути  сигнала  и  ограничивающими 
прямую видимость между передатчиком и приемником. Изменения параметров сигнала во времени, 
вызванные затенением, обычно относят к медленным замираниям. Потери в тракте характеризуются 
как  зависимость  падения  средней  мощности  сигнала  от  расстояния  между  передатчиком  и 
приемником.  В  открытом  пространстве  средняя  мощность  уменьшается  пропорционально  квадрату 
расстояния  между  передатчиком  и  приемником.  Искажения,  вызванные  потерями  в  тракте  и 
затенением  (медленные  замирания),  обычно  компенсируются  с  помощью  систем  управления 
мощностью.  Борьба  с  быстрыми  замираниями,  вызванными  движением  абонента  и  многолучевым 
распространением  радиоволн,  является  более  сложной  задачей  и  требует  применения  сложной 
обработки сигнала как на приемной, так и на передающей стороне. 
Из-за  наличия  в  канале  шумов  и  замираний  сигнала,  а  также  доплеровского  расширения 
спектра,  параметры  канала  могут  существенно  измениться  за  время,  равное  временному  интервалу 
между  соседними  пилот-  сигналами.  Алгоритм  экстраполяции  в  этом  случае  не  способен  с 
необходимой  точностью  экстраполировать  вычисленные  значения  параметров  канала  на  все 
информационные  временные  интервалы.  Так  возникает  неточность  оценивания,  которая 
характеризуется дисперсией ошибки оценивания. 
В  проведенных  экспериментах  величина  дисперсии  ошибки  оценивания  принималась  равной 
величине  дисперсии  шума  наблюдения  в  канале  связи.  Такое  предположение  можно  считать 

118 
 
достаточно  реалистичным,  т.к.  алгоритмы  оценивания  вынуждены  работать  в  условиях  шумов, 
интенсивность которых пропорциональна интенсивности шумов в канале передачи данных. 
Результаты  моделирования  представлены  для  модели  канала  ITU  Channel  А.  В  системе 
использовалась  модуляция  QPSK  и  помехоустойчивое  турбо-  кодирование  со  скоростью  3/4. 
Доплеровская чатота - 100 Гц, число несущих OFDM - 64. 
Использование  ортогонального  частотного  мультиплексирования  (OFDM)  в  широкополосных 
системах  связи  является  привлекательным,  так  как  OFDM  трансформирует  частотно-избирательный 
канал  во  множество  частотно-неизбирательных  подканалов.  Такой  подход  позволяет  передавать 
данные  более  надежно  и  избежать  использования  в  приемнике  сложного  эквалайзера.  Технология 
применения  нескольких  передающих  и  приемных  антенн  (MIMO)  совместно  с  OFDM  позволяют 
повысить  спектральную  эффективность  и  энергетическую  эффективность  системы  связи.  Такое 
сочетание  стало  ключевым  во  многих  современных  стандартах  для  систем  высокоскоростной 
передачи  данных,  таких  как  IEEE  802.16,  IEЕЕ  802.1  In  и  LTE.  В  системах  с  MIMO  и  OFDM  также 
используют  различные  технологии  обработки  сигнала,  позволяющие  повысить  помехоустойчивость 
или  скорость  передачи  за  счет  использования  пространственного  разнесения.  Реализация  таких 
технологий требует наличия в приемнике точных значений параметров канала связи, которые обычно 
выражаются  комплексными  амплитудами  коэффициентов  передачи  канала  связи.  Эти  комплексные 
амплитуды  могут  быть  получены  с  помощью  процедуры  оценивания  параметров  канала,  которая 
обычно выполняется в специальном блоке оценивания в приемнике. 
Мобильный  радиоканал характеризуется  переменным  во  времени  импульсным  откликом  h(τ,t) 
или  переменной  во  времени  передаточной  функцией  канала  H(f,t),  которая  есть  преобразование 
Фурье  от  h(τ,t).  Импульсный  отклик  канала  -  это  отклик  канала  в  момент  времени  t  на  импульс, 
возникший  в  момент  времени  τ-т.  Мобильный  радиоканал  рассматривается  как  стационарный  в 
широком  смысле  случайный  процесс,  т.е.  замирания  остаются  неизменными  в  течение  короткого 
времени  или  на  небольших  расстояниях.  При  многолучевом  распространении  импульсный  отклик 
канала  содержит  большое  число  рассеянных  импульсов,  принятых  какQ  различных  лучей: 
,  где 
  -  δ-функция,  а  а
q
,  f
D,q
,  φ
q
и 
τ
q
–амплитуда,  доплеровская  частота,  фаза  и  задержка  для  q-го  луча,  соответственно.  Передаточная 
функция канала: 
. 
Задержки измеряются относительно момента прихода в приемник первого луча. Доплеровская 
частота q-го луча рассчитывается как 
, где v– скорость движения абонента, с – 
скорость света, f
c
 – несущая частота, а α
q
 – угол прихода в приемную антенну q-го луча. 
Существует  ряд  моделей  каналов,  стандартизованных  и  рекомендованных  к  применению  при 
моделировании 
систем 
подвижной 
связи.  Широкое 
распространение 
получили 
модели, 
рекомендованные  Международным  Союзом  Электросвязи  (International  Telecommunication  Union, 
ITU)  [2]:  Channelmodel  А,  В  и  С.  Замирания  в  канале  имеют  релеевское  распределение,  а 
доплеровская частота зависит от скорости движения абонента. 
При высоких скоростях передачи применяется метод передачи данных, который состоит в том, 
что  поток  передаваемых  данных  распределяется  по  множеству  частотных  подканалов  и  передача 
ведется  параллельно  на  всех  этих  подканалах.  При  этом  высокая  скорость  передачи  достигается 
именно за счет  одновременной передачи данных по всем каналам, а скорость передачи в отдельном 
подканале  вполне  может  быть  невысокой,  это  создает  предпосылки  для  эффективного  подавления 
межсимвольной интерференции. 
При  частотном  разделении  каналов  необходимо,  чтобы  ширина  полосы  частот  отдельного 
канала была, с одной стороны, достаточно узкой для минимизации искажения сигнала в этом канале, 
а  с  другой  -  достаточно  широкой  для  обеспечения  требуемой  скорости  передачи.  Кроме  того,  для 
экономного  использования  всей  полосы  частот  канала,  разделяемого  на  подканалы,  желательно  как 












1
Q
0
q
)
(
)
t
f
2
(
j
q
q
q
q
,
D
e
a
)
t
,
(
h
















q
q
q
,
0
,
1
)
(









1
Q
0
q
)
)
f
t
f
(
2
(
j
q
q
q
q
,
D
e
a
)
t
,
f
(
H
c
)
cos(
vf
f
q
c
q
,
D



119 
 
можно  более  плотно  расположить  частотные  подканалы,  но  при  этом  избежать  межканальной 
интерференции.  Частотные  каналы,  удовлетворяющие  перечисленным  требованиям  -  ортогональны. 
Несущие  сигналы  всех  частотных  подканалов  (а  точнее,  функции,  описывающие  эти  сигналы) 
ортогональны  друг  другу.  Важно,  что,хотя  сами  частотные  подканалы  могут  частично  перекрывать 
друг  друга,  ортогональность  несущих  сигналов  гарантирует  независимость  каналов  друг  от  друга  а, 
следовательно, и отсутствие межканальной интерференции. 
Рассмотренный  способ  деления  широкополосного  канала  на  ортогональные  частотные 
подканалы называется ортогональным частотным мультиплексированием. Сигнал в системе с OFDM 
имеет разбиение на множество несущих, что  обеспечивает небольшое количество  символов на одну 
несущую  и  снижает  межсимвольную  интерференцию.  Дополнительно  применяется  защитный 
интервал - циклический префикс, добавляемый в начало каждого символа. Для эффективной работы 
такого  подхода  максимальная  задержка  в  канале  не  должна  превышать  длину  циклического 
префикса.  Высокая  эффективность  систем  OFDM  при  работе  в  каналах  с  многократными 
отражениями  делает  их  пригодными  для  высокоскоростных  систем  передачи  данных  в  наземных 
системах связи. 
На  Рис.  2  показана  обобщенная  структура  системы  связи  с  ортогональным  частотным 
мультиплексированием  [3].  Данные  пользователя  вначале  поступают  в  блок  помехоустойчивого 
кодирования,  а  затем  на  модулятор.  После  модуляции  данные  в  виде  комплексных  символов 
поступают  в  блок  ОБПФ,  где  происходит  формирование  сигнала  OFDM  с  использованием  М 
поднесущих.  
 
 
Рис. 2. Структурная схема системы связи с ортогональным частотным мультиплексированием 
 
Символ OFDM состоит из основной информационной части и циклического префикса, который 
формируется  путем  копирования  последних  L  отсчетов  в  начало  кадра.  Далее  последовательность 
символов  OFDM  преобразуется  в  аналоговый  сигнал  и  предается  по  каналу  связи.  Длительность 
циклического префикса выбирается таким образом, чтобы длительность импульсного отклика канала 
связи была меньше, чем длительность циклического префикса. Таким образом, символ OFDM имеет 
длительность (M+L)*Ts, где Ts - период дискретизации в системе. 
На приемной стороне, сигнал после дискретизации и удаления префикса поступает в блок БПФ, 
где  осуществляется  демодуляция  сигнала  OFDM.  После  преобразования  параллельного  потока  в 
последовательный,  последовательность  символов  поступает  в  демодулятор,  а  также  в  блок 

120 
 
оценивания  параметров  канала.  Оценки  параметров  канала  необходимы  для  работы  демодулятора, 
поэтому  выход  блока  оценивания  параметров  канала  соединен  с  демодулятором.  В  реальных 
условиях,  когда  в  канале  связи  сигнал  подвергается  воздействию  замираний,  требуется 
использование  помехоустойчивого  кодирования.  Рассмотрим  теперь  модель  сигнала  s(t)  на  выходе 
передатчика системы OFDM, которая выглядит следующим образом: 
 
, 
 
 
 
(1.1) 
где  M  –  число  поднесущих,  ω
m
–частота  m-й  поднесущей;  A
m
–комплексный  коэффициент 
канала,  соответствующий  m-й  поднесущей,  x
m
–  комплексный  информационный  символ, 
соответствующий  m-й  поднесущей.  С  учетом  многолучёвости,  выражение  для  сигнала  y(t)  на  входе 
приемника системы OFDM имеет следующий вид: 
, 
 
 
 
(1.2) 
где  Q  –  число  лучей;  λ
q
–комплексный  коэффициент  канала,  соответствующий  q-му  лучу;  τ
q
  – 
задержка,  соответствующий  q-му  лучу;  η(t)  –  шум  наблюдения,  который  является  комплексным 
гауссовским случайным процессом с нулевым средним и равномерной спектральной плотностью. 
Подставляя (1.1) в (1.2), получим: 
,   
        
          (1.3) 
где 
. 
Комплексные  величины  g
m
имеют  смысл  комплексных  амплитуд  поднесущих  на  входе 
приемника  системы  OFDM.После  дискретизации  уравнение  (1.3)  может  быть  переписано  в 
следующей форме: 
 
, 
 
 
(1.4) 
где  y
n
  =  y(nT
0
)  –  отсчет  наблюдаемого  сигнала  на  входе  приемника;  η
n
 = η(nT
0
)  –
некоррелированная  комплексная  последовательность  отсчетов  шума  наблюдения  с  нулевыми 
средними и дисперсией 2σ
η
2
; Т
0
 – период дискретизации; N – число временных отсчетов. 
Обычно число временных отсчетов выбирается равным числу поднесущих [4]. В данном случае 
принято N = M.  
При оценивании параметров канала связи в моделях необходимо учитывать не только быстрые 
и  медленные  замирания  сигнала,  но  и  интерференцию  и  помехи  различного  вида.  Уравнение  (1.4) 
представляет  собой  модель  сигнала  на  входе  приемника  системы  OFDM  с  учетом  многолучевого 
распространения радиоволн. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.  Григорьев  В.А.,  Лагутеннко  О.И.,    Распаев  Ю.А.  Сети  и  системы  радиодоступа.    М.:  ЭКОТРЕНДЗ, 
2005.– 384 c. 
2. ITU-R М.1225, “Guidelines for evaluations of radio transmission technologies for IMT-2000”, 1997, Online: 
http://www.itu.int 
3.  Скляр  Б.  Цифровая  связь. Теоретические  основы  и  практическое  применение.  Изд.  2-е,  испр.:  Пер.  с 
англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. – 1104 с.: ил. 
4. Ramjee Prasad. OFDM for wireless communications systems. Boston, ArtechHouse, 2004, 272 p. 
 





1
M
0
m
m
m
m
}
t
j
exp{
x
A
)
t
(
s








Q
1
q
q
q
)
t
(
)
t
(
s
)
t
(
y








1
M
0
m
t
j
m
m
)
t
(
e
x
g
)
t
(
y
m






Q
1
q
t
j
q
m
m
q
m
e
A
g
,
N
;...
1
n
;
e
x
g
y
1
M
0
m
n
nT
j
m
m
n
m










121 
 
Есентураева Л. Б., Хачикян В.С., Антонцев А.В. 
Проблемы современных систем подвижной связи 
Түйіндеме. Мақалада OFDM технологиясының ерекшеліктері, ұялы байланыс жүйесінің төртінші ұрпақ 
технологияларына  өту  себептері  қарастырылған.  Деректерді  қабылдағанда  және  таратканда  ұялы  байланыс 
жүйелерде  OFDM  және  MIMO  байланыс  каналында  сигналдың  көп  сәуле  таралуы  және  доплерлік  кеңейту 
спектрі  негізгі  факторлармен  бейнелеген.  Бұл  факторлар  сигналды  ары  қарай  өңдеуге  маңызды  ықпал  болып 
жатыр және оның қолдануына күрделенедіре түседі.  
Түйін сөздер: MIMO, OFDM, интерференция, Channel model, бұрмалау. 
 
Yessenturayeva L.B, Khachikyan V.S., Antontsev A.V. 
Problems of modern mobile communication systems 
Summary. The article discusses the reasons for the transition to mobile communication systems technologies of 
the  fourth  generation,  the  basic  requirements  to  them,  especially  construction  technology  OFDM.  The  reception  and 
transmission of data in mobile communication systems  with OFDM and MIMO channel is characterized by  such key 
factors as multipath signal propagation and Doppler broadening of the spectrum. These factors have a significant impact 
on the received signal and complicate its further processing. 
Key words: MIMO, OFDM, interference, Channel model, distortion. 
 
 
 
  УДК 621.31 
 
Исембергенов Н.Т., Сарсенбаев Н.С., Кожаканова М. магистрант 
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева,  
г. Алматы, Республика Казахстан, nurlan_ss@mail.ru
  
 

жүктеу/скачать

Достарыңызбен бөлісу: