Системы и сети связи
  Гаджеты Психология отношений Здоровье Библиотека  
Многоканальные телекоммуникационные системы
Введение в цифровой способ передачи сигналов
Преобразование сигналов в СЦТС
Мультиплексоры СЦТС
Технология WiMAX
Общие сведения о WiMAX
Передача сигналов в WiMAX
Многоантенные технологии в WiMAX-системах связи
Средства обеспечения безопасности
Описание стандарта IEEE 802.16-2004
Физический уровень
Сведения о стандарте IEEE 802.16e
Оборудование WiMAX
Технология LTE
Введение в LTE
Понятие радиоинтерфейса
Средства связи с подвижными объектами
Основы построения ССсПО
Кодирование речи в ССсПО
Цифровая модуляция
Модели распространения радиоволн
Модели физического уровня беспроводных сетей
Канальный уровень беспроводных сетей
Основные характерис- тики систем связи с ПО
GSM-900 и DSC-1800
CDMA
Хэндовер
Цифровые системы второго поколения
Транкинговые системы
Беспроводные системы
Цифровые радио- релейные линии связи
Основные положения
Системы спутниковой связи с ПО
Принципы построения
Зоны обслуживания
 

Технология беспроводного доступа WiMAX

Многоантенные технологии в WiMAX-системах связи


1. Многоантенные системы с одним пространственным каналом
2. Многоантенные системы с несколькими пространственными каналами без адаптации в передатчике
   2.1. Принципы построения MIMO-системы связи
   2.2. Пропускная способность MIМО-систем
   2.3. Алгоритм BLAST-пространственного декодирования
   2.4. Неадаптивная многоантенная техника с числом передающих антенн большим, чем число приемных (MIMO+STBC)
   2.5. Измерение характеристик радиоканала в приемнике
3. Адаптивные многоантенные системы связи. Адаптация выбором передающих антенн
   3.1. Адаптивная модуляция и адаптивное кодирование в многоантенных системах
   3.2. Перспективные направления многоантенной техники
Адаптивная модуляция и адаптивное кодирование в многоантенных системах

        Из предыдущих разделов главы видно, что в многоантенных системах среди пространственных каналов могут быть сильные и слабые подканалы, точнее, подканалы с высоким и низким SNR. Простой и достаточно эффективный путь уменьшения влияния слабых каналов на характеристики системы — это перемежение.
        Перемежение — это тот же способ, который используется для уменьшения влияния временных замираний в канале. При перемежении передаваемые символы в передатчике переставляются, сдвигаются на различные временные интервалы, длительность которых превышает продолжительность замираний. В приемнике, где закон перемежения известен, исходный порядок передачи символов восстанавливается. При восстановлении сгруппированные из-за замираний ошибки становятся одиночными и устраняются при декодировании. Аналогичным образом перемежение используется в WiMAX-системах и уменьшает влияние слабых пространственно-частотных каналов на рост вероятности ошибок.
        Метод перемежения выравнивает слабые и сильные каналы и делает возможной передачу информации в параллельных каналах при существенно различных SNR. Однако он не является оптимальным. Лучшие характеристики можно получить, если более интенсивно использовать канал с высоким SNR, менее интенсивно с меньшим SNR и совсем не использовать канал с малым SNR.
        Результаты моделирования, иллюстрирующие, что отказ от использования слабого канала может улучшить характеристики, представлен на рисунке:

        Одна кривая построена при условии, что используются все три пространственных канала и мощность передатчика делится поровну между тремя каналами. Вторая кривая построена при условии, что самый слабый канал не используется и мощность делится между двумя наиболее сильными каналами.
        Как видно из графиков, при SNR < 12 дБ использование двух пространственных каналов более выгодно, чем трех. Лишь при SNR > 12 дБ появляется выигрыш от использования третьего наиболее слабого пространственного канала.
        Строгое решение задачи об оптимальном распределении мощности в параллельных каналах для достижения максимальной пропускной способности изложено в работе К.Шеннона. Приведенный им алгоритм называется "водоналивным" алгоритмом и имеет наглядную физическую интерпретацию. Для нахождения оптимального распределения мощности по параллельным каналам следует построить график зависимости от номера i канала отношения . Здесь — дисперсия шума в i-ом канале; — коэффициент передачи по мощности канала с номером i. График этой функции изображен на рисунке ниже и трактуется в "водоналивном" алгоритме как дно бассейна:

        Этот бассейн следует заполнить водой. Причем чем больше общая мощность, тем больше воды должно быть налито в бассейн. Расстояние от верхнего уровня до дна бассейна ("глубина") соответствует оптимальному значению мощности. Каналу с наибольшим SNR соответствует наибольшая "глубина", и в него должна направляться наибольшая мощность. В каналы с меньшим SNR будет направляться меньшая мощность. И если SNR канала настолько мало, что для него отношение - окажется выше "уровня воды", то этот канал не следует использовать для передачи информации.
        На практике для приближения к предельно возможной скорости передачи информации используют различные способы модуляции и кодирования в различных пространственно-частотных каналах. Такой способ передачи информации называется адаптивной модуляцией и адаптивным кодированием.
        Одной из важных для многоантенных систем связи задач является задача передачи информации различным пространственно разнесенным пользователям. Причем от многоантенной базовой станции информация может передаваться всем пользователям одновременно в одной и той же полосе частот без кодового разделения. Для разделения используется только пространственное разнесение приемников. Такие системы называют обычно системами множественного доступа с пространственным разделением (SDMA — Space-Diversity Multiple Access). SDMA-систему можно представить, как MIMO-систему, в которой на входе, на базовой станции есть много антенн, расположенных близко друг другу, а на выходе — множество антенн пользователей, которые расположены далеко друг от друга. Поэтому в SDMA-системах, в отличие от MIMO-техники, не может использоваться совместная обработка принимаемых сигналов. Здесь вся обработка должна быть сосредоточена на базовой станции.
        Излучаемые передающими антеннами сигналы должны быть сформированы так, чтобы информация, предназначенная для первого пользователя, попадала только первому пользователю и не попадала к остальным.
        Физически это означает, что в передатчике следует сформировать многолучевую диаграмму направленности. Причем нули диаграммы направленности луча должны быть направлены на всех пользователей, кроме одного: того, для которого этот луч передает информацию.
        Предварительное преобразование сигналов в передатчике называют предварительным кодированием (precoder). Для применения предварительного кодирования необходимо знание матрицы канала в передатчике. Только при этом условии возможно построение многоантенных SDMA-систем связи с высокой спектральной эффективностью.
        
Перейти к теме "Перспективные направления многоантенной техники"

 
 
Motoking
ICQ: 489-725-489
E-mail: iMoto88@mail.ru