Мебель для офиса производство офисной мебели rostov.alsav.ru/cabinet-stil/. . Метеллист свежие новости с курченко 135 млн гривен за металлист свежие новости.
Перспективы развития сетей мобильной связи LTE, использующих технологию MIMO PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 01:30

Дальнейшее повышение пропускной способности и качества услуг в сетях LTE связано с технологией MIMO. И хотя существующие реализации антенных систем, использующих технологию MIMO (MIMO-систем), пока не всегда заметно увеличивают скорость передачи данных на небольших расстояниях от точки доступа к сети, уже доказано, что на оольших расстояниях эти системы весьма эффективны. Технология MIMO позволяет уменьшить число ошибок при радиообмене данными без снижения скорости передачи в условиях множественных переотражений сигналов. При этом многоэлементные антенные системы обеспечивают:

-    расширение зоны покрытия радиосигналами и сглаживание в ней «мертвых» зон;

-    использование нескольких путей распространения сигнала, что повышает вероятность работы по трассам, на которых меньше проблем с замираниями, переотражениями и т.п.;

-    увеличение пропускной способности каналов связи за счет формирования систем обработки сигналов, основанных на физически различных принципах (пространственное разнесение сигналов, кодовое разнесение с помощью ортогональных кодов, частот, поляризационное разнесение).

История применения технологии MIMO в системах беспроводной связи весьма непродолжительна. Первый патент на использование технологии MIMO в радиосвязи был зарегистрирован в 1984 г., а первая статья по технологии MIMO была опубликована в 1985 г. [14].

Несмотря на короткую историю применения технологии MIMO, она развивается весьма динамично на основе семейства методов, которые можно условно классифицировать в соответствии с принципом разделения сигналов в приемном устройстве. При этом в MIMO-системах используются как уже зарекомендовавшие себя подходы к разделению сигналов, так и новые. К ним относятся, в частности, пространственно-временное, пространственно-частотное, пространственно-поляризационное кодирование, а также сверхразрешение по направлению прихода сигнала в приемник. Именно обилие подходов к разделению сигналов обусловило столь долгую разработку стандартов на использование MIMO-систем в средствах связи.

Простейшая антенная система MIMO [15] — это система из двух несимметричных вибраторов (монополей), ориентированных, например, под углом ±45° относительно вертикальной оси. Такой угол поляризации ставит оба канала в равные условия, поскольку при горизонтально-вертикальнои ориентации излучателей одна из поляризационных составляющих неизбежно получила бы большее затухание при распространении вдоль земной поверхности. Сигналы, излучаемые независимо каждым монополем, поляризованы взаим-но ортогонально с достаточно высокой взаимной развязкой по кросс-поляризационной составляющей (не менее 20 дБ). Аналогичная антенная система используется и на приемной стороне. Этот подход позволяет одновременно передавать сигналы с одинаковыми несущими, модулированными различным образом. Принцип поляризационного разделения обеспечивает удвоение пропускной способности линии радиосвязи по сравнению со случаем одиночного о монополя (в идеальных условиях прямой видимости при идентичнои ориен тации приемных и передающих антенн). Таким образом, по сути любую ан тенную систему с двойной поляризацией можно считать MIMO-системой.

Технология W-CDMA, используемая в сетях UMTS, подразумевает излучение на одной частоте сигналов с различными взаимно ортогональными псевдо случайными кодовыми последовательностями. Причем коррелятор, настроенный на определенную кодовую последовательность конкретного абонентского терминала, все другие внутрисистемные сигналы от терминала сети воспринимает как «белый» шум. Очевидно, что в этом случае при использовании технологии MIMO в сетях UMTS каждому антенному каналу ставится в соответствие определенный CDMA-код, и сигналы в каналах оказываются ортогональными.

В технологии OFDMA вместо высокоскоростной модуляции одной несущей применяется модуляция набора поднесущих, но с гораздо меньшей скоростью. Весь диапазон частот разбивается на несколько ортогональных частот. Входной поток данных делится на группы (символы), которые используются для одновременной модуляции каждой поднесущей. К символам добавляют защитные интервалы (паузы) как эффективное средство борьбы с меж-символьной интерференцией. Чтобы технология была действенной, число поднесущих частот в одном частотном канале должно быть достаточно большим — от десятков до тысяч. Так, в стандартах IEEE 802.11 a, g предусмотрено использование 52 поднесущих, в стандарте IEEE 802.16 — от 200 до 2048, в спецификации наземного цифрового телевизионного вещания DVB-Т — 6817. Каждая из поднесущих модулируется посредством многоуровневой квадратурной модуляции. Выходной многочастотный сигнал синтезируют с помощью обратного быстрого преобразования Фурье.

Очевидно, что системы, использующие технологию OFDM, приспособлены для применения технологии MIMO, причем различными способами. Технология MIMO/OFDM предусмотрена стандартами IEEE 802.16, IEEE 802.1 In

и рядом других перспективных разработок в области беспроводных сетей передачи информации.

Технология MIMO была впервые использована в сетях UMTS для поддержки режима высокоскоростного доступа при передаче пакетов данных в линии «вниз» (HSDPA) в целях повышения максимальной скорости передачи данных с 10,8 Мбит/с до 20 Мбит/с. При этом использовались:

-укороченный временной фрейм (с временным интервалом передачи данных 2 мс);

-    множественное кодирование при передаче данных;

-    адаптивные схемы модуляции и кодирования (АМС) для передачи сигналов с модуляцией QPSK и 16QAM с быстрой обратной связью;

-    ускоренная временная приоритизация данных;

-    ускоренный гибридный механизм автоматического переспроса ответов HARQ, базирующийся на N-канальном протоколе с ожиданием (stop-and-wait), использующем слежение с накоплением или приращение избыточности ;

-    антенная MIMO-система;

-    новая перспективная схема построения приемника UMTS.