Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификация многоантенных систем





В WiMAX используют следующие технологии AAS (Adaptive Antenna System):

- разнесенный прием (одна передающая антенна и несколько приемных);

- пространственно-временное/частотное кодирование (несколько передающих антенн и одна или несколько приемных);

- пространственное мультиплексирование (несколько передающих и несколько приемных антенн),

- направленное излучение (beamforming).

Последние 3 технологии реализованы в MIMO (multiple input – multiple output) структурах. Использование технологий MIMO (multiple input – multiple output) направлено на решение двух задач:

- повышения качества связи за счет пространственного временного/ частотного кодирования и (или) формирования лучей (beamforming),

- увеличения скорости передачи при использовании пространственного мультиплексирования.

В любом варианте MIMO речь идет об одновременной передаче в одном физическом канале нескольких независимых сообщений. Для реализации MIMO используют многоантенные системы: на передающей стороне имеется Nt передающих антенн, а на приемной стороне Nr приемных. Эту структуру поясняет рис. 15.1.

 

 
 

 

 


Рис. 15.1. MIMO структура

 

Математическая модель, описывающая систему (рис.15.1), представляет собой векторное уравнение

 

y = H × x + n (15.1)

где n – вектор помех на входе приемников. Коэффициенты передач между различными передающими и приемными антеннами определяет матрица H:

 

(15.2)

 

элементы которой hij являются комплексными коэффициентами передачи между i приемной антенной и j передающей. Они должны быть между собой некоррелированными. Коэффициенты hij приемник рассчитывает, принимая пилотные сигналы. Эти пилотные сигналы передающие антенны передают по очереди по установленному алгоритму. Основная сложность в реализации подобных систем состоит в выборе оптимального алгоритма приема.

При пространственном временном/частотном кодировании группу символов передают либо последовательно во времени на одной поднесущей (пространственно-временное кодирование) или одновременно на нескольких поднесущих (пространственно-частотное кодирование) параллельными потоками. В практике многоантенных систем широкое применение нашла схема Аламути пространственно-временного кодирования (Space Time Coding – STC). В ней в конфигурации антенн 2×1 (рис.15.2) через антенны 1 и 2 передают следующие друг за другом символы S1 и S2 и их комплексно-сопряженные значения S* одновременно в 2 последовательных момента времени:

 

  Антенна 1 Антенна 2
Время t = 0 s1 s2
t = 1 -s2* s1*

 

Рис. 15.2. STC при конфигурации антенн 2×1

 

При приеме в моменты t = 0 и t = 1 получают следующие сигналы:

r(0) = h1s1 + h2s2 + n(0) (15.3)

r(1) = -h1s2* + h2s1* + n(1),

где n(0) и n(1) – соответствующие отсчеты помехи (шума).

Для выделения сигналов s1 и s2 выполняют две линейные операции:

y1 = h1*r(0) + h2r*(1) = (|h1|2 + |h2|2)s1 + h1*n(0) + h2n*(1) (15.4)

y2 = h2*r(0) - h1r*(1) = (|h1|2 + |h2|2)s2 + h2*n(0) – h1n*(1)

В результате устраняются пространственные взаимные помехи, а результирующее отношение сигнал/помеха

(15.5)

Скорость кодирования в рассмотренном варианте не меняется (Rкод = 1).

В LTE пространственное мультиплексирование реализуют на основе многослойных структур, Передаваемый информационный поток разделяют на отдельные слои (layers). Далее потоки отдельных слоев с помощью специальных MIMO кодирующих матриц (precoding) преобразуют в потоки, передаваемые через отдельные антенны, число которых может достигать 8. Количество слоев определяет ранг (rank) структуры.

Приемник при использовании пространственного мультиплексирования строят по алгоритму MMSE-SIC (Minimum Mean Square Error – Successive Interference Cancellation), где путем последовательного детектирования снижают уровень помех на каждом последующем этапе. Структура приемника MMSE-SIC показана на рис. 15.3. В нем осуществляют поэтапное декодирование потоков (субблоков), последовательно вычитая из суммарного принятого сигнала сигналы декодированных потоков.

 

Рис. 15.3. Приемник MMSE-SIC

 

На практике используют однопользовательское MIMO и многопользовательское MIMO (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Структура MU-MIMO вниз с 4 АС







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 1090. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМОВОСПИТАНИЕ И САМООБРАЗОВАНИЕ ПЕДАГОГА Воспитывать сегодня подрастающее поколение на со­временном уровне требований общества нельзя без по­стоянного обновления и обогащения своего профессио­нального педагогического потенциала...

Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия