23. Перспективные методы модуляции: классификация, многочастотная модуляция (dmt). Модуляция с ортогональным частотным мультиплексированием (ofdm). Субполосное мультиплексирование (sdm).
24. Перспективные методы модуляции: mimo системы.
Существуют различные схемы передачи данных использующих не одну, а множество антенн как на приемной так и на передающей стороне для повышения дальности, скорости или качества связи. Одной из перспективных технологий является так называемая MIMO системы
( multiple input multiple output). Использование на приемнике так и на передатчике несколько антенн.
Общий
поток данных кодируется раздельно на
N
потоков каждый из которых модулируется
и передается со своей антенны в эфир .
На приемной стороне на каждой из М антенн
(M>=N)
регистрируется сигнал
являющийся комбинацией сигналов с
передающей антенн каждая из которых
распространяет по своему пути
от j
передающей антенны и I
приемной.
В результате MIMO приемник оперирует целой системой сигналов которюу можно представить как СЛАУ
Традиционно
комбинацию сигналов
называют интерференцией однако в случае
MIMO
систем если каналы можно описать матрицей
,
т.е. становится возможно выделить каждый
независимый канал для этого необходимо
оценить веса независимых сигналов
получив элементы матрицы Н проинвертировав
ее и умножив на r={
}
можно оценить вектор х=х{
}
Т.к. данные от нескольких антенн передаются параллельно в одном и том же диапазоне частот , то добавление пары антенны пропорционально увеличивает пропускную способность системы связи одним из важных условий работы системы является наличие значительного количества различных путей распространения сигналов, что определяет разброс значений Нij и соответственно инвертируемость матрицы
Пример увеличения спектральной эффективности путем добавления антенн
-
SNR=12дб
SNR=24дб
(1,1)
0,3
1,8
(5,5)
12,5
28,5
(10,10)
29,2
62
Внедрение MIMO позволит операторам связи не меняя выделен диапазон, не меняя несущих, и радио частот технически повысить скорость или качество обслуживания.
Считается что наиболее эффективное использование MIMO достигается в комбинации с OFDM модуляцией. Применяют MIMO на практике в двух цепях либо для увеличения пропускной способности, либо для усиления эффекта разнесенного приема следует учитывать, что в случае когда при совместном кодировании потоков для каждой передающей антенны избыточность увеличивается. Мера независимости между каналами уменьшается что снижает эффективность MIMO систем.
В случае, когда требуется повысить достоверность, а не скорость передачи используется специальное простанственно-временное кодирование, которое позволяет эффективно закодировать один и тот же сигнал для передачм по разным антеннам.
В данный момент ведутся работы по внедрению MIMO в системах подвижной связи 3G и далее однако основными ограничениями применения MIMO систем является:
Сложность распространения нескольких антенн на достаточное расстояние друг от друга в терминальном устройстве ( использоваие поляризационно разнесенных антенн;
Сложность приемника;
Необходимость обеспечения совместимости с SISO и MISO системами;
Значительно зависимость данной технологии от конфигураеции канала связи.