I. Entwodiksyon
Antèn entelijan yo anjeneral yo rele ranje antèn adaptasyon, ki ka fòme travès antèn espesifik pou reyalize transmisyon direksyon ak resepsyon, epi yo sitou itilize pou konplete filtraj espasyal ak pwezante. Esansyèlman, li itilize relasyon pozisyon ant eleman ki nan etalaj antèn lan, se sa ki, relasyon faz faz nan siyal la simonte entèferans aksè miltip ak entèferans multipath. Sa a se diferans esansyèl ant li ak teknoloji divèsite tradisyonèl yo.
Sistèm MIMO an refere a yon sistèm kominikasyon ki itilize ansanm antèn miltip nan fen transmèt la ak fen k ap resevwa a. Li efektivman itilize manyak o aza ak posib pwopagasyon multipath double vitès transmisyon sèvis la. Teknoloji debaz li se pwosesis siyal espas tan, ki itilize yon konbinezon de plizyè domèn tan ak domèn espasyal distribiye nan espas pou pwosesis siyal. Se poutèt sa, li ka wè sa tankou yon ekstansyon pou antèn entelijan.
Sistèm antèn entelijan an gen plizyè antèn nan fen transmisyon / oswa k ap resevwa fen lyen kominikasyon mobil lan. Selon si wi ou non pwosesis siyal la sitiye nan fen transmèt la oswa nan fen k ap resevwa nan lyen kominikasyon an, teknoloji antèn entelijan an defini kòm opinyon miltip pwodiksyon sèl (MISO). Single Sòti, Single Antre miltip Sòti (SIMO, Single Antre miltip Sòti) ak miltip Antre miltip Sòti (MIMO, miltip Antre miltip Sòti), elatriye.
2. Multi-opinyon ak milti-pwodiksyon entelijan antèn transceiver estrikti ak pwogrè rechèch
Li ka wè nan Figi 1 ke apre kodaj, modulation, ak pwosesis espas-tan (fòmasyon gwo bout bwa oswa espas-tan kod), se kouran an ti jan trase nan senbòl enfòmasyon diferan ak transmèt soti nan antèn miltip nan menm tan an; antèn miltip yo te itilize nan fen k ap resevwa Resevwa, fè demodulasyon korespondan, dekodaj ak pwosesis espas-tan.
Figi 1 miltip-opinyon miltip-pwodiksyon entelijan antèn transceiver estrikti
Teknoloji pwosesis espas-tan nan sistèm MIMO a sitou gen ladan beamforming, kodaj espas tan, ak miltiplikasyon espas. Beamforming se yon teknoloji kle nan antèn entelijan, ki amelyore rapò a siyal-a-bri pa dirije enèji prensipal la itilizatè a vle. Beamforming ka efektivman siprime ko-chanèl entèferans, ak kle a se detèmine pwa a beamforming.
1. Transmisyon konplo nan sistèm MIMO
Konplo transmisyon sistèm MIMO a sitou divize an de kalite: konplo transmisyon ki maksimize pousantaj done a (espasyal miltiplikasyon SDM) ak konplo transmisyon ki maksimize benefis divèsite a (espas-tan kod STC). Done maksimòm done transmisyon konplo a sitou reyalize espasyal miltiplikasyon pa transmèt siyal endepandan sou antèn diferan. Konplo a espas-tan kod refere a kodaj la jwenti nan kouran an done nan fen a transmèt diminye pousantaj la erè senbòl ki te koze pa manyak chanèl ak bri. Li ogmante èkse nan siyal la nan kod jwenti nan fen transmèt la, se konsa ke siyal la resevwa nan fen pwogrè genyen divèsite, men konplo a espas-tan kod pa ka ogmante pousantaj la done.
(1) Espas-tan kodaj Yon gwo kantite mekanis transmisyon yo bay nan kèk dokiman. Mekanis sa yo ka respektivman maksimize efikasite spectre an, pousantaj ki pi wo a, ak rapò siyal ak bri (SNR, siyal pou rapò bri). Yo tout konte sou enfòmasyon eta chanèl (CSI). , Chèn Eta Enfòmasyon) se li te ye nan transmetè a ak reseptè. CSI a ka jwenn nan fen k ap resevwa nan estimasyon chanèl, ak Lè sa a, ka fen a transmèt dwe avize nan fidbak.
Pou mekanis transmisyon ki pa mande pou CSI nan fen transmèt la, yo ka entwodwi kodaj espas-tan oswa yo ka itilize espas miltiplikasyon pou pran avantaj de dimansyon espas la. Espas-tan kodaj se sitou divize an espas-tan treyise kòd ak espas-tan blòk kòd. Se siyal la resevwa detekte pa pwobabilite maksimòm (ML, Maksimòm chans) dekodaj la. Premye kòd espas-tan an se STTC (Espas-Tan treyise Kòd). Nan fason sa a, reseptè a bezwen yon algorithm milti dimansyon Viterbi. Divèsite ke STTC ka bay egal a kantite antèn transmèt, ak benefis kodaj yo bay la depann de konpleksite kòd mo a san sakrifye efikasite band la. Kòd blòk espas tan (STBC, kòd blòk espas tan) ka bay menm benefis divèsite tankou STTC, men li pa gen okenn benefis kodaj. Epitou, depi STBC sèlman bezwen pwosesis lineyè lè dekodaj, STBC anjeneral yo itilize. Espas-tan teknoloji kodaj jeneralman sipoze ke CSI se konplètman li te ye nan fen k ap resevwa a. Lè CSI se enkoni nan tou de bout, inite kod espas-tan ak diferans espas-tan kod yo pwopoze.
(2) miltiplikasyon espasyal miltiplikasyon espas refere a transmèt siyal endepandan nan fen transmèt la, ak lè l sèvi avèk ZF, MMSE, ML, V-eksplozyon [3] ak lòt metòd pou dekodaj nan fen k ap resevwa a. Li ka maksimize pousantaj transmisyon mwayèn sistèm MIMO a epi li ka sakrifye kèk pousantaj done pou jwenn pi gwo benefis divèsite.
(3) Konbinezon miltiplikasyon espas ak kodaj espas tan Konbine miltiplikasyon espas ak kodaj espas tan, epi maksimize pousantaj done mwayèn nan kondisyon ke chak kouran done jwenn benefis divèsite minimòm lan. Koulye a, gen sitou de konplo ki konbine espasyal miltiplikasyon ak espas-tan kodaj, lyen kodaj ak adaptasyon sistèm MIMO lè l sèvi avèk kat blòk kat. Konplo konplo lye refere a itilizasyon entèn nan espas-tan kodaj, ekstèn pou sèvi ak tradisyonèl chanèl kòd koreksyon erè (TCM, konvolisyonèl kòd, RS kòd) kod konplo [4], konplo sa a pa ka sèlman bay benefis divèsite, men tou, amelyore a kapasite sistèm. Paske korelasyon ant chanèl yo ap afekte efikasite spectre sistèm milti-antèn lan, lè kanal la nan yon eta ideyal oswa korelasyon ant chanèl yo piti, transmetè a adopte yon konplo transmisyon espasyal miltiplikasyon, epi lè korelasyon ant chanèl yo gwo , yo itilize espas-tan kodaj. Lanse plan.
2. MIMO resevwa teknoloji divèsite
Algoritm yo dekodaj nan sistèm nan MIMO nan fen a ap resevwa sitou gen ladan algorithm ZF, MMSE algorithm, desizyon fidbak algorithm dekodaj, maksimòm algorithm dekodaj pwobabilite ak kouch espas-tan algorithm pwosesis (laboratwa klòch kouch espas tan, eksplozyon) Pami yo, algorithm zewo-fòse a ak algorithm MMSE a se algoritm lineyè, pandan y ap algoritm dekodaj desizyon an, algoritm pwobabilite maksimòm dekodaj la ak algoritm kouch espas-tan pwosesis yo se algoritm ki pa lineyè. Nan fen k ap resevwa nan lyen kominikasyon SIMO oswa MIMO, reseptè a oswa revolve itilize siyal la multipath rekonstwi siyal la transmèt. Nan chanèl ki pa Peye-frekans-selektif SIMO, mekanis nan k ap resevwa pi bon se maksimòm rapò konbine (MRC, rapò maksimòm konbine); pou chanèl frekans-selektif SIMO, mekanis k ap resevwa pi bon an se deteksyon ML, men li pa lineyè, epi konpleksite li sanble ak antèn lan. Nimewo a eksponansyèl (ka ranplase pa yon dekodaj lineyè, men pèfòmans lan ap redwi). ZF revolve a ka elimine entèferans entè-senbòl ISI (InterSymbol Interference) nan envès kanal la, men nan pri pou anplifye bri a. Reseptè MMSE a ka fè yon konpwomi ant anplifikasyon bri ak anilasyon ISI. Desizyon Feedback Equalizer (DFE, Desizyon Feedback Equalizer), yon mekanis suboptimal lineyè ki baze sou fidbak desizyon, ka itilize pou amelyore pèfòmans yon revolve lineyè. Li elimine yon pati nan ISI ki te pwodwi pa senbòl anvan an nan senbòl aktyèl la nan yon filtè fidbak. ML ak lineyè egalizasyon ka pwolonje nan chanèl MIMO. Pwoblèm nan ki gen rapò ak récepteurs MIMO se egzistans lan nan entèferans milti-kouran (MSI, Multistream). MSI ka lakòz entèferans mityèl ant plizyè done kouran. Ki pa Peye-lineyè egalizasyon anile kontinyèl oswa V-BLAST revolve ka konvèti chanèl MIMO nan chanèl paralèl, men mekanis sa a ka gen pwopagasyon erè.
3. Beamforming teknoloji nan sistèm MIMO
(1) Modèl sistèm sistèm MIMO eigenbeamforming la se r = Hs + n, epi matris chanèl H a sibi dekonpozisyon valè sengilye. Si enfòmasyon kanal la li te ye nan fen transmèt la, yo ka itilize eigenbeamforming nan fen transmèt la ak pwosesis lineyè nan fen k ap resevwa a pou transfòme MIMO a. Chanèl la divize an paralèl sub-chanèl yo. Si transmetè a pa konnen enfòmasyon eta chanèl la, nan yon anviwònman milti-itilizatè, yo ka itilize yon metòd beamforming o aza pou reyalize divèsite divès itilizatè.
(2) Konbinezon de beamforming ak espas-tan kodaj Nan pifò ka yo, li rezonab yo asime ke se yon pati nan enfòmasyon an CSI li te ye nan fen transmèt, se konsa yon mekanis ibrid konbine espas-tan kod ak beamforming pwopoze. Espas-tan kodaj ak beamforming yo se de diferan transmèt teknoloji divèsite. Espas-tan kodaj ki dwe nan yon teknoloji divèsite louvri-bouk epi yo pa mande pou enfòmasyon chanèl nan fen transmèt; etalaj beamforming se yon teknoloji divèsite fèmen-bouk ki itilize enfòmasyon fidbak chanèl pou filtraj espasyal oswa sipresyon entèferans. Presizyon nan fidbak chanèl pral seryezman afekte efè a nan beamforming. Lè moun k la jwenn yon pati nan enfòmasyon eta chanèl la (tankou mwayèn chanèl oswa matris kovaryans chanèl), yo ka chwazi estrateji transmisyon (beamforming oswa espas tan kodaj [5]) selon enfòmasyon kanal la. Pwa a nan beamforming detèmine pa enfòmasyon an chanèl fidbak anba kondisyon an nan asire ke fen a k ap resevwa satisfè kondisyon ki nan rapò siyal-a-bri ak pousantaj erè ti jan. Dokiman [6] [7] pwen ke konbine alokasyon pouvwa, beamforming ak espas-tan kodaj gen yon efè sou transmetè a Joint optimize bay pi bon pèfòmans pase tradisyonèl espas-tan kodaj san yo pa ogmante konpleksite ekipman ak pèt nan pousantaj transmisyon.
Nan ti bout tan, mesures pèfòmans yo ki dekri karakteristik MIMO entelijan reseptè antèn yo se Mean Square Error (MSE), SNR, Bit Error Rate (BER, Bit Error Rate), atenn debi, obligatwa transmèt pouvwa, ak kapasite Chèn. Transmisyon ak mekanis resepsyon yo optimize selon kritè sa yo. Konsepsyon transceiver li a ta dwe peye atansyon espesyal sou kat paramèt kle sa yo: (1) fyab nan CSI a nan transmetè a ak reseptè; (2) karakteristik siyal transmèt la (modulation, miltiplikasyon ak enfòmasyon sou fòmasyon); (3) mezi Pèfòmans optimize; (4) Konpleksite enfòmatik.
2019-6-11 09:07:33 Rapò kòmantè
e085086068
0 Twa, avantaj ki genyen nan antèn entelijan
Nan sistèm kominikasyon mobil, multipath ak multipath ekstansyon reta yo se pwoblèm prensipal yo nan kominikasyon mobil. Pwopagasyon Multipath pral lakòz manyak siyal grav, ak gaye reta ap lakòz entè-entèferans senbòl, ki pral seryezman afekte bon jan kalite a nan lyen kominikasyon. An menm tan an, ko-chanèl entèferans se faktè prensipal la limite pou kapasite nan sistèm kominikasyon mobil, ki pral afekte reyitilizasyon resous rezo efikas (frekans, tan) pa itilizatè yo. Antèn Smart ka amelyore kalite lyen lè l sèvi avèk multipath, ogmante kapasite sistèm nan diminye entèferans mityèl, ak pèmèt antèn diferan transmèt done diferan. Nan ti bout tan, avantaj ki genyen nan antèn entelijan ka rezime jan sa a:
(1) Ogmante pwoteksyon. Resepsyon aderan nan siyal pa etalaj la antèn nan fen a ap resevwa ka jenere etalaj oswa beamforming genyen, ki se pwopòsyonèl ak kantite a nan resevwa antèn.
(2) Rediksyon pouvwa / rediksyon pri Antèn entelijan yo optimize transmisyon itilizatè espesifik yo, sa ki ka diminye pouvwa transmisyon an, kidonk diminye pri anplifikatè a.
(3) Fòm pou amelyore kalite lyen / ogmante fyabilite gen ladan divèsite tan, divèsite frekans, divèsite kòd, ak divèsite espas. Lè w ap itilize antèn entelijan pou echantiyon domèn espasyal la, divèsite espasyal rive. Nan yon ki pa frekans selektif manyak MIMO chanèl, maksimòm lòd la divèsite espasyal ki egal a pwodwi a nan kantite a nan antèn transmèt ak nimewo a nan resevwa antèn. Antèn transmèt miltip ka jenere transmèt divèsite lè l sèvi avèk yon modulation espesyal ak mekanis kodaj, ak divèsite a resevwa nan antèn resevwa miltip depann sou konbinezon an nan siyal endepandan manyak.
(4) Ogmante efikasite spectre. Avèk presizyon kontwole pouvwa a transmèt nan diferan metòd ap diminye ko-chanèl entèferans, kidonk ogmante kantite itilizatè lè l sèvi avèk resous yo menm. Reyalizasyon divizyon espas miltip aksè (SDMA) nan beamforming ka reyalize miltiplikasyon resous, kidonk ogmante pousantaj done ak efikasite spectre. Sa a genyen yo te rele tou espasyal genyen miltiplikasyon. Nan sistèm MIMO a, plizyè dimansyon endepandan espasyal yo itilize pou transmèt ansanm done yo. Nan yon san korelasyon Rayleigh manyak MIMO chanèl, kapasite nan chanèl se pwopòsyonèl ak kantite minimòm transmèt ak resevwa antèn.
Antèn entelijan yo anjeneral fèt pou konsantre sou youn nan pwogrè ki mansyone anwo yo, tankou beamforming, genyen divèsite, ak genyen miltiplikasyon. Komès ki genyen ant pwogrè sa yo dènyèman te vin konsantre nan rechèch.
4. Smart teknoloji antèn nan sistèm kominikasyon mobil nan lavni
Future sistèm kominikasyon mobil mande pou teknoloji pwosesis siyal ki ka adapte yo ak anviwònman kominikasyon divès kalite. Se poutèt sa, etap inisyal la nan konsepsyon antèn nan lavni entelijan dwe ak anpil atansyon konsidere konpwomi ki genyen ant pèfòmans ak konpleksite.
1. Rekonfigurabilite kouch fizik la
Nan lòd pou transceiver kominikasyon mobil lan nan travay nan yon anviwònman kote paramèt miltip yo kontinyèlman chanje, li nesesè yo adopte yon reconfigurable teknoloji adaptasyon nan transceiver la ajiste estrikti a jwenn pi bon pèfòmans lan. Rekonfigurabilite a nan transceiver a antèn entelijan ka konsidere kòm entelijan oblije chanje nan estrikti a transceiver nan anviwònman divès kalite. Pou egzanp, literati [8] [9] pwopoze yon algorithm pou konpwomi ki genyen ant divèsite espas ak miltiplikasyon nan chanèl MIMO.
2. Optimizasyon ant kouch diferan
Entèraksyon ki genyen ant wo nivo yo defini nan modèl OSI (Open System Interconnection) kapab amelyore pèfòmans tout sistèm lan. Antèn entelijan an fèt pa konbine paramèt kouch fizik la, kouch lyen an, ak kouch rezo a, se sa ki, konsepsyon an pran an kont relasyon ki genyen ant kouch yo divès kalite, olye ke konsidere yon kouch sèl. Pratik montre ke li se rezèvwa yo konsidere evalyasyon an pèfòmans nan metòd la konsepsyon nan yon sèl kouch pou kont li. Pou egzanp, lè orè prezante, benefis la jwenn nan kod espas-tan ap diminye oswa menm disparèt.
Enfòmasyon yo echanje ant kouch diferan nan OSI ka klase jan sa a: (1) CSI: Li nesesè pou estime repons enpilsyon chanèl la, enfòmasyon sou pwezante, vitès machin, fòs siyal, fòs entèferans, modèl entèferans, elatriye (2) QoS paramèt ki gen rapò: ki gen ladan reta tan, debi, pousantaj erè ti jan, pousantaj erè pake (PER, Pake Erè To), elatriye (3) Resous kouch fizik: ki gen ladan mekanis pwosesis espas, kantite ranje antèn, pèt pouvwa batri, elatriye.
Li trè enpòtan pou konsidere kritè optimize ant kouch yo. Nan sistèm aktyèl la, bon jan kalite lyen antèn entelijan an pa sèlman depann de metòd deteksyon done yo adopte, men tou li depann de mekanis kodaj espesifik ak kontwòl aksè mwayen (MAC, Kontwòl aksè mwayen) fonksyon adopte nan kouch lyen an. Pèfòmans nan pwotokòl chemine yo itilize nan kouch anwo a. Se poutèt sa, faktè ki anwo yo ta dwe konsidere complète lè konsepsyon, olye ke yon faktè sèl. Pou sèvis reta-sansibl, teknoloji a antèn entelijan tankou V-eksplozyon konbine avèk Hybrid otomatik Repete Demann lan (H-ARQ, Hybrid otomatik Repete Demann) mekanis.
3. Divèsite milti-itilizatè
Nan kominikasyon milti-itilizatè, yon metòd kominikasyon yo rele mekanis opòtinite yo te peye atansyon a. Lide debaz la se multiplex pa asiyen chanèl itilizatè ki gen plis chans ranpli transmisyon kontinyèl. Sa ka maksimize debi sistèm lan. Pou chanèl meditativ espasyal, metòd opòtinis fòme ap montre itilizatè yo ak SNR ki pi wo a; nan lòt men an, nan ka a nan ase gaye, mekanis nan chans pral asiyen kanal la bay moun sa yo ki gen pi wo kapasite a enstantane. Mekanis opòtinite a ka jenere divèsite divès itilizatè, ki kapab yon sipleman nan divèsite kòd, divèsite tan, divèsite frekans, oswa divèsite espas. Men, ki afekte desen an nan pwotokòl la MAC, MAC pral abandone mekanis nan deteksyon konfli epi ale nan mekanis a milti-itilizatè.
4. Evalyasyon pèfòmans aktyèl la
Nan sistèm nan lavni kominikasyon mobil, itilize nan antèn entelijan sitou depann sou rezilta yo nan de etid:
(1) Nan etap konsepsyon sistèm nan lavni, karakteristik antèn entelijan ak anviwònman kominikasyon mobil, tankou karakteristik pwopagasyon, konfigirasyon etalaj antèn, mòd sèvis, sitiyasyon entèferans, ak siyal efikasite band, yo ta dwe konsidere asire konpatibilite;
(2) Dapre paramèt kle ki gen rapò ak sistèm nan lavni, pèfòmans aktyèl la nan antèn entelijan an evalye nan konpwomi optimize ant simulation lyen-nivo ak sistèm-nivo simulation.
V. Rezime
Itilize nan teknoloji milti-antèn nan 3G ki baze sou teknoloji CDMA ka efektivman redwi entèferans aksè miltip, ak espas-tan pwosesis ka anpil ogmante kapasite nan sistèm CDMA la. Avèk pèfòmans eksepsyonèl yo nan amelyore itilizasyon spectre, MIMO ak antèn entelijan yo te vin sijè cho nan devlopman 4G. Atik sa a itilize konbinezon antèn entelijan ak sistèm MIMO pou bay yon milti-opinyon milti-pwodiksyon entelijan antèn transceiver espas-tan konplo pwosesis siyal, diskite sou avantaj ki genyen nan antèn entelijan ak tandans devlopman nan lavni nan antèn entelijan, epi tou li eksplike pwoblèm sa yo rankontre nan desen an. Nan ti bout tan, itilizasyon rasyonèl nan teknoloji antèn entelijan pral anpil amelyore pèfòmans nan sistèm kominikasyon mobil nan lavni.
lòt pwodwi nou an:
