3.1.2. Иные методы использования разнесения антенн

В этом разделе коротко изложены иные способы использования пространственного разнесения антенн. Это давно известные методы разнесенного прие­ма и описанный недавно метод двойного дифференциального кодирования.

Простейшая схема использования пространственного разнесения приемных антенн, основанная на выборе антенны с максимальным сигналом, изображена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Разнесение с выбором приемной антенны

Эта схема содержит две приемные антенны и переключатель, подключающий к входу приемника антенну с наибольшим сигналом. Разнесение с выбо­ром приемной антенны требует некоторого усложнения приемного блока. В него добавляются вторая антенна и переключатель. Известно, что наиболее полно выигрыш от разнесения приемных антенн получается с использованием комбинирования различных принятых сигналов, которые следует сложить после предварительного умножения на комплексные коэффициенты. Фазы коэффициентов обеспечивают синфазное сложение сигналов, а их модули, пропорциональные амплитудам сигналов, дают максимальный выигрыш в SNR. Заметим, что схема разнесения комбинированием усложняет и удоро­жает приемный блок по сравнению со схемой разнесения с выбором. В ней добавляется второй высокочастотный блок.

В [9] рассмотрена система связи несколькими передающими и приемными антеннами. Предложенный в работе код обладает важными достоинствами. Для его применения не нужно знать состояние канала ни при передаче, ни при приеме. Тем не менее, код использует выигрыш за счет разнесения, как приемных, так и передающих антенн. За счет дифференциального кодирования система связи оказывается нечувствительной к доплеровскому сдвигу частоты и сохраняет работоспособность при больших скоро­стях движения пользователей.

3.2. Многоантенные системы с несколькими пространственными каналами без адаптации в передатчике

В данном разделе рассматриваются многоантенные системы связи не с одним, а с несколькими пространственными каналами. В таких системах как в передатчике, так и в приемнике используются несколько антенн. Их часто называют системами с многими входами и многими выходами (MIMO – Multiple Input Multiple Output). В разд. 3.2.1 – 3.2.3 полагается, что число передающих антенн не больше числа приемных . В этом случае можно получить скорости передачи информации, близкие к предельным без адаптации, т. е. если параметры канала неизвестны в передатчике. Иной случай - рассматривается в разд. 3.2.4 и 3.3.

В разд. 3.2.1 приводится структура МIMO - системы связи, объясняются прин­ципы ее функционирования и причины высокой спектральной эффективности. В разд. 3.2.2 приведены формулы для расчета пропускной способности и результаты моделирования для систем с различным числом передающих и приемных антенн. В разд. 3.2.3 описан разработанный лабораторией Bell-labs для многоантенной техники алгоритм BLAST (Bell laborotories Layered Space-Time). В разд. 3.2.4 приведен алгоритм, позволяющий приме­нять МIMO технику без адаптации в передатчике при . В разд. 3.2.5 кратко описана процедура измерения характеристик радиоканала и связанные с ней проблемы.