Беспроводная связь - методы
В некоторых случаях наблюдается снижение производительности, которое влияет на результат. Основной причиной этого может быть ухудшение мобильного канала. Чтобы решить эту проблему, есть три популярных метода:
Эквалайзер
Эквалайзер в приемнике компенсирует средний диапазон ожидаемых характеристик амплитуды и задержки канала. Другими словами, эквалайзер - это фильтр на мобильном приемнике, импульсная характеристика которого обратна импульсной характеристике канала. Такие эквалайзеры находят применение вfrequency selective fading каналы.
Разнообразие
Разнообразие - еще один метод, используемый для компенсации fast fadingи обычно реализуется с использованием двух или более приемных антенн. Обычно он используется для уменьшения глубины и продолжительности замираний, испытываемых приемником в канале с плоскими замираниями.
Кодирование каналов
Channel codingулучшает производительность линии мобильной связи за счет добавления избыточных битов данных в передаваемое сообщение. На участке основной полосы частот передатчика канальный кодер отображает последовательность цифрового сообщения в другую конкретную кодовую последовательность, содержащую большее количество битов, чем исходное, содержащееся в сообщении. Кодирование канала используется для исправленияdeep fading или же spectral null.
Выравнивание
Межсимвольная интерференция (ISI) была определена как одно из основных препятствий для высокоскоростной передачи данных по каналам мобильной радиосвязи. Если ширина полосы модуляции превышаетcoherence bandwidth радиоканала (т. е. частотно-избирательное замирание), импульсы модуляции распространяются во времени, вызывая ISI.
Эквалайзер на входе приемника компенсирует средний диапазон ожидаемой амплитуды канала и характеристик задержки. Поскольку мобильные каналы замиранияrandom и time varyingэквалайзеры должны отслеживать изменяющиеся во времени характеристики мобильного канала и, следовательно, должны быть изменяющимися во времени или адаптивными. Адаптивный эквалайзер имеет две фазы работы:training и tracking.
Режим обучения
Первоначально передатчик отправляет известную обучающую последовательность фиксированной длины, чтобы эквалайзер приемника мог усреднить до правильной настройки. Training sequence обычно является псевдослучайным двоичным сигналом или фиксированным заданным битовым шаблоном.
Последовательность обучения предназначена для того, чтобы эквалайзер на приемнике мог получить proper filter coefficientв наихудшем состоянии канала. Таким образом, адаптивный фильтр на приемнике используетrecursive algorithm для оценки канала и оценки коэффициентов фильтра для компенсации канала.
Режим отслеживания
Когда обучающая последовательность завершена, коэффициенты фильтра близки к оптимальным. Сразу после обучающей последовательности отправляются пользовательские данные.
Когда данные пользователей получены, adaptive algorithms эквалайзера отслеживает изменяющийся канал. В результате адаптивный эквалайзер постоянно меняет характеристики фильтра с течением времени.
Разнообразие
Разнесение - это мощный приемник связи, который обеспечивает улучшение беспроводной связи по относительно низкой цене. Diversity techniques используются в системах беспроводной связи, в первую очередь, для улучшения характеристик радиоканала с замиранием.
В такой системе приемник снабжен множеством копий одного и того же информационного сигнала, которые передаются по двум или более реальным или виртуальным каналам связи. Таким образом, основная идея разнообразияrepetition или же redundancy of information. Практически во всех приложениях решения о разнесении принимаются приемником и неизвестны передатчику.
Типы разнообразия
Затухание можно разделить на small scale и large scale fading. Мелкомасштабные замирания характеризуются глубокими и быстрыми колебаниями амплитуды, которые возникают, когда мобильный телефон перемещается на расстояния всего в несколько длин волн. Для узкополосных сигналов это обычно приводит кRayleigh faded envelope. Чтобы предотвратить возникновение глубоких замираний, методы микроскопического разнообразия могут использовать быстро меняющийся сигнал.
Если антенные элементы приемника разделены частью длины передаваемой волны, то различные копии информационного сигнала или, в общем, называемые ветвями, могут быть соответствующим образом объединены, или самая сильная из них может быть выбрана в качестве принятого сигнала. Такой метод разнообразия называетсяAntenna or Space diversity.
Частотное разнесение
Один и тот же информационный сигнал передается на разных несущих, частотное разделение между которыми составляет, по крайней мере, ширину полосы когерентности.
Временное разнообразие
Информационный сигнал передается многократно во времени с регулярными интервалами. Разделение междуtransmit times should be greater than the coherence time, Tc. Временной интервал зависит от скорости замирания и увеличивается с уменьшением скорости замирания.
Поляризационное разнообразие
Здесь электрические и магнитные поля сигнала, несущего информацию, изменяются, и многие такие сигналы используются для отправки одной и той же информации. Таким образомorthogonal type of polarization is obtained.
Угловое разнообразие
Здесь направленные антенны используются для создания независимых копий передаваемого сигнала по нескольким путям.
Космическое разнообразие
При пространственном разнесении имеется несколько приемных антенн, размещенных в разных пространственных положениях, что приводит к различным (возможно, независимым) принимаемым сигналам.
Разница между схемами разнесения заключается в том, что в первых двух схемах присутствует wastage of bandwidth из-за duplication of the informationсигнал для отправки. Таким образом, проблема устранена в оставшихся трех схемах, но стоимость увеличена.antenna complexity.
Корреляция между сигналами как функция расстояния между элементами антенны определяется соотношением -
$$ \ rho = J_0 ^ 2 \ lgroup \ frac {2 \ Pi d} {\ lambda} \ rgroup $$Где,
J0 = Функция Бесселя нулевого порядка и первого рода
d = расстояние разноса в пространстве антенных элементов
λ = длина волны несущей.