Отзыв ведущей организации (Исследование и разработка алгоритмов адаптации пространственного мультиплексирования к канальным условиям в системах беспроводного доступа)

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Е РА 3 О В А Н И Н И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ О Е Д Е Р А Л Ь Н О Е Г О С УД А Р С Т В Е Н Н О Е А В Т О Н О М Н О Е О Е Р А 3 О В А Т Е Л Ь Н О Е УЧРЕЖДЕННЕ ВЫСШЕГО ОЕРАЗОВАННЯ ОТЗЫВ ведущей организации Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И.

Лобачевского» (ННГУ) на диссертацию Мухина Ильи Александровича «Исследование и разработка алгоритмов адаптации пространственного мультиплексирования к канальным условиям в системах беспроводного доступа», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — «Системы, сети и устройства телекоммуникаций». Одним из наиболее перспективных путей дальнейшего развития систем беспроводной связи является внедрение М1МО (МП111р1е 1прШ МП1йр1е Ошрш) систем, использующих множество антенн на передающих и приемных концах линий связи, и сопутствующих методов цифровой обработки сигналов.

Одной из технологий, основанных на использовании М1МО систем и вызывающих наибольший научный и практический интерес, является пространственное мультиплексирование, которое обеспечивает значительно повышение спектральной эффективности передачи данных в заданной полосе частот. «Национальный исследовательский Ннжегородскни государственный университет им. Н.ат. Лобачевского» (ННТ Ъ') пр. Гагарина, 23, г. Ниииий Новгород ГСП-20, 603950 Тел.

(331) 462-30-90 Факс (03!) 462-30-85 е-гоа11: оппфппп.гп ОКПО 02060143 ОГРН 1025203733510 ИИН/КПП 5262004442/52620!Гго! г' '- ' ггг.,д на№ от 3 Утверждаю Проректор по научной Л" по ";""~заботе' ктор физ.-мат. наук :.',:.. '..':. В.Б. Казанцев 3!," -".: .-';.' ",,'„с-'-,..-"-'.,".': <4.~:::ь; сентября 201 6 о 4 —.::Й%- '- Основой вида мультиплексирования служит данного пространственное разделение каналов, основанное на сингулярном разложении канальной матрицы и позволяющее разделить сигналы, излученные с каждой передающей антенны, на приемной стороне.

Однако степень взаимовлияния каналов друг на друга отражается на помехоустойчивости такого способа передачи, что побуждает к поиску адаптивных решений работы М1МО систем. Хотя адаптивные алгоритмы работы М!МО систем существуют и применяются на практике, поиск новых решений, позволяющих повысить спектральную или энергетическую эффективность беспроводной передачи, является актуальной задачей.

Поэтому тема диссертационной работы Мухина И.А., посвященной исследованию М1МО систем и разработке усовершенствованных алаптивнмх алгоритмов, является, безусловно, антуалвной. из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка литературы и двух приложений. Вбу введении сформулированы цели диссертационной работы, выносимые на защиту основные положения, отмечена научная новизна полученных результатов. В первой главе приведен обзор современного состояния исследуемой области и рассматривается существующее наиболее эффективное решение, основанное на сингулярном разложении канальной матрицы, отмечаются его недостатки и анализируются возможные пути их устранения.

Во второй главе приводятся результаты имитационного моделирования для различных схем передачи в М1МО системах, оцениваются потенциальные потери при использовании упрощенных методов адаптации к радиоканалу, а также определяются возможные критерии адаптации. Охвачен широкий круг обработки пространственно алгоритмов существующих мультиплексируемых сигналов. Предложено новое решение, которое обладает преимуществами по сравнению с известными при применении массивных М!МО-систем.

Третья глава посвящена обоснованию и оценке производительности предложенных адаптационных алгоритмов в сравнении с известными. В четвертой главе автор рассматривает пространственное мультиплексирование нескольких пользователей, обоснованно оперируя тем же самым математических аппаратом, что и в предыдущих исследованиях мультиплексирования потоков от одного терминала. Разработанный алгоритм группировки пользователей оценен в сравнении с существующими решениями, и даны рекомендации по его использованию. В заключении приведены основные результаты диссертации, Список лишературы состоит из 115 наименований. В прилалсеииях даны копии актов о внедрении результатов диссертационной работы.

Новые на чные ез льтаты диссертации заключаются в следующем: ° Предложен алгоритм переключения между пространственно-временным блочным кодированием и пространственным мультиплексированием, позволяющий повысить помехоустойчивость в сравнении с ранее известным решением данной задачи при фиксированной скорости передачи. ° Предложен алгоритм переключения числа каналов мультиплексирования с целью оптимизации спектральной эффективности при условии не превышения требуемого уровня вероятности битовых ошибок.

е Предложен алгоритм переключения между пространственным мультиплексированием в системе с двумя передающими и двумя приемными антеннами и разнесенным приемом из одной передающей на две приемные антенны, повышающий помехоустойчивость при фиксированной скорости передачи. ° Предложен новый алгоритм группировки пользователей в многопользовательской М1МО системе, позволяющий создавать группы с более благоприятными канальными матрицами для пространственного мультиплексирования, тем самым повышая помехоустойчивость передачи.

° Предложен алгоритм демодуляции пространственно мультиплексируемых сигналов на основе решения упрощенной задачи максимального правдоподобия и уточнения решения методом сферического декодирования. П актическая ениость полученных результатов: ° Проанализированы количественные потери в помехоустойчивости системы связи с пространственным мультиплексированием в зависимости от условий распространения радиоволн, даны рекомендации по рациональному использованию данной технологии. е Разработана имитационная модель М1МО системы связи, которая может применяться для дальнейших исследований в этой области. ° Разработан целый пакет алгоритмов для применения в М1МО системах и их реализация в виде готовых программ Ма11аЬ, таких как: о алгоритм переключения режимов работы М1МО с целью повышения помехоустойчивости при постоянной скорости передачи, о алгоритм переключения числа параллельных каналов с целью повышения помехоустойчивости при постоянной скорости передачи, о алгоритм переключения числа параллельных каналов при заданном качестве (вероятности битовой ошибки) и адаптации скорости передачи, о алгоритм группировки пользователей в многопользовательских М1МО системах, о алгоритм демодуляции пространственно мультиплексируемых сигналов на основе решения упрощенной задачи максимального правдоподобия и уточнения решения методом сферического декодирования.

Полученные в диссертации результаты основаны на научно- обоснованных предположениях и формализованных моделях, а также тщательно проверены путем сравнения с известными результатами других авторов, полученными в частных случаях. Таким образом, научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, являются остове ными и на чно обоснованными. Основные результаты диссертации в 13 работах, включая 4 статьи в журналах из Перечня ВАК, 6 статей в виде материалов научно-практических конференций, 3 методические работы на кафедре Радиотехнических систем Московского технического университета связи и иаформатики.

Результаты прощли апдоб~аню на международных и всероссийских конференциях. Практихеокие йеттиьтаты диссертационной работы Мухина И.А. пс части разработки адаптивных алгоритмов цифровой обработки сигналов в М1МО системах были использованы при разработке аппаратуры базовой станции стандарта ЬТЕ компанией «НокиаСименсНетворкс», что подтверждено соответствующим актом о внедрении.

Рез льтаты иссе та ии можно екомен рвать к использованию производителям абонентских устройств и базовых станций стандартов ЬТЕ/5О, в которых заложена функциональность адаптивной работы М1МО. Диссертационная работа вносит значимый вклад в развитие данного направления в науке и производстве. К недостаткам работы следует следующее: 1. Формулировка цели не совсем удачна. «Разработка алгоритмов» является средством достижения «повышенной спектральной эффективности» или «улучшенной помехоустойчивости», но не самой целью как таковой.

2. В качестве модели отдельной антенны рассматривается идеализированный излучатель с изотропной диаграммой направленности. на предприятиях, занятых разработкой аппаратуры для подвижной радиосвязи, с целью улучшения рабочих характеристик производимого оборудования, в котором применяется М1МО технология. В особенности, результаты диссертации целесообразно принять во внимание Принимая во внимание практическую направленность работы в целом, стоило бы рассмотреть более реальные для систем беспроводного доступа диаграммы направленности излучателей.

3. В третье главе при разработке алгоритма адаптивного переключения между пространственно-временным блочным кодированием и пространственным мультиплексированием указаны недостатки существующего аналитического метода, которые заключаются в сделанных допущениях по отношению к канальной матрице. Однако аналогичные допущения делаются при разработке алгоритма переключения числа каналов мультиплексирования, что также ограничивает область его применения.

4. В тексте имеются опечатки. Например, в формулах на стр. 93-97 должно быты г7' вместо ь~с. 5. В тексте содержится большое количество аббревиатур, что затрудняет восприятие материала. Отмеченные недостатки не ставят под сомнение положительную оценку диссертации, которая является законченной работой, в которой предложены и исследованы усовершенствованные алгоритмы адаптивной работы систем связи с использованием многоантенной архитектуры. Основные результаты диссертации достаточно широко опубликованы в большом числе статей в ведущих научных журналах и в трудах конференций и симпозиумов. Содержание автореферата в полной мере соответствует содержанию диссертации.

Заключение. Диссертационная работа отвечает всем требованиям ВАК при Минобрнауки Российской Федерации, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор Мухин Илья Александрович заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — «Системы, сети и устройства телекоммуникаций».

Отзыв подготовлен проф. кафедры «Бионики и статистической радиофизики», доктором физ.-мат. наук, проф. Флаксманым А.Г. Отзыв и диссертация обсуждены на заседании кафедры «Бионики и статистической радиофизики» Федерального государственного автономного образователыюго учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И.

Лобачевского» (ННГУ) 7 сентября 2016 года, протокол № 3. Отзыв одобрен единогласно. Заведующий кафедрой «Бионики и статистической радиофизики», доктор физ.-мат. наук, проф. Мальцев А.А. Профессор кафедры «Бионики и статистической радиофизики», доктор физ,-мат. наук, проф. з ' .4 ~,- Флаксман А.Г.

Подписи А.А. Маиьдеаа и А.Г. дьпаисмаиа рардраю: Ученый секретарь ННГУ ..: ф:,' Л.Ю. Черноморская /, 7/"' ' Адрес: 603950, Н.Новгород„ пр. Гагарина, 23, ННГУ им. Н.И. Лобачевского, кафедра бионики и статистической радиофизики. Телефон: (831) 465-61-53. Егпа11 — гпа11зе~фг1.ипп.ги, Ла1®г1шпп.гц .