Методы разнесения в системах подвижной радиосвязи

Системы разнесения это такие системы, которые используют различные пространственные каналы для улучшения параметров системы. Методы разнесения получили широкое распространение в роутерах (сейчас у роутеров минимум 2 антенны)

Технология Майма позволяет существенно увеличить скорость передачи информации, формируя несколько пространственных каналов.

В зависимости от характеристик распространения радиоволн в системах подвижной связи существует несколько методов построения ветвей разнесения: пространственные, угловые, поляризационные, частотные и временные.

Метод пространственного разнесения получили наиболее широкое распространения из-за своей простоты и низкой стоимости. Метод требует наличия минимум одной передающей и нескольких приемных антенн, минимум 2. Передатчик излучает некий сигнал и засчет многолучевого распространения у нас разными пространственными путями приходит сигнал на разные антенны.

Возникает вопрос, как эффективно установить антенны. Здесь необходимо вспомнить о пространственной корреляции. Если мы поставим две антенны в этой зоне, то толку от этого метода никакого не будет, потому что характер замираний будет одинаковым. Поэтому антенну надо ставить вне зоны пространственной корреляции. И тогда если сигнал поступает на первую и вторую антенну, то на первой происходит замирание, а на второй может его не быть. В результате определенным образом обрабатывая сигнал с двух антенн, мы выбираем ту антенну, где замирания нет и именно эту информацию мы подает на детектор нашего приемника. Это основной принцип пространственного разнесения.

Т.е. мы разносим антенны в пространстве так, чтобы замирания были не коррелированными. То, насколько их нужно разнести, зависит от длины волны. Пример, берем WI-FI роутер, определяем длину волны 300/2400. Длина волны 12.5 см. Разнесите на 15 см 2 антенны, тем самым мы обеспечили пространственное разнесение. И мы можем использовать один из методов обработки сигналов, которые позволяет устранить последствия многолучевого распространения. Тем самым увеличить скорость.

.

Угловое разнесение/разнесение по направлению. Требуют использования нескольких направленных антенн, при этом каждая антенна не зависимо от другой реагирует на волну, приходящую под определенным углом или с определенного направления.

Слушаем сигналы с разных направлений и выбираем то, где замираний нет. Принцип как в первом случае, только тут секторные антенны, смонтированные на одной мачте.

Существует три типа поляризации:

· Линейная – горизонтальная и вертикальная

· Эллиптическая – левая и правая (амплитуда тоже изменяется)

· Круговая – частотный случай эллиптической, амплитуда не изменяется

Используя антенны с различной поляризацией, можно сформировать ветви разнесения. К сожалению, может быть только 2 ветви разнесения (противоположные типы поляризации), в отличии от первых двух методах. А дальше все тоже самое.

Метод использует тот факт, что сигналы, переданные с двух ортогонально поляризационных радиоволн, в точке приема имеют некоррелированные статистика замираний из-за многолучевого распространения. Зачастую существуют кроссполяризационные антенны, которые имеют один корпус, но формируют сразу 2 сигнала с разной поляризацией.

В частотном способе просто используется несколько рабочих частот, и параллельно передается одна и та же информация. Минус, что этот метод кушает частотный ресурс, а он не безграничен.

Во временном способе пакеты передаваемой информации передаются повторно. Метод основан на нестационарном поведении канала. (Типо в первом случае у нас получились замирания, а через какое-то время какой-то отражатель уехал, отразил все по-другому и все четко). А тут из-за повтора информации система становится с меньшей скоростью.

Различия в частоте и/или времени передачи могут быть использованы для организации ветвей разнесения с некоррелированными статистиками замирания.

Лекция 10. (26.04.21)