Дипломдық ЖҰмыс тақырыбы: «Патч негізіндегі mimo антеннаның корреляциялық коэффицентін зерттеу» 6B0 6201 «Радиотехника, электроника ж әне телекоммуникация лар»
жүктеу/скачать 4,51 Mb.
|
Аружан диплом дайын
1.2 MIMO арнасының сипаттамасыКөп жолды радиоарнада каналдың шығысындағы сигнал берілетін сигналдарды бұрғылау және арнаның импульстік сипаттамасы түрінде ұсынылады. Арнаның импульстік сипаттамасы мен беріліс сипаттамасы уақытша және жиілік аймағындағы арнаны тиісінше сипаттайды. Абоненттердің кездейсоқ қозғалысына және тарату шарттарының өзгеруіне байланысты арнаның импульстік сипаттамасы кездейсоқ процесс ретінде қарастырылады. Мобильді жүйелердің радиоарналарында арнаның жүйелік функцияларын корреляциялау функциялары уақыттың нақты сәтіне байланысты емес, тек уақыт сәттерінің айырмашылығына байланысты, бұл автокорреляция функциясының стационарлығына сәйкес келеді. Ауыспалы шашырау бойынша сигналдың шашырауы каналда көп сәулелі таралуына байланысты, жеке сәулелерінің кідірістерінің таралуымен сандық сипатталады, жиілік аймағында - каналдың когеренттілік жолағының шамасы . Кідірістердің шашырауы көп сәулелі канал бойынша тарату кезінде сигналдың көп сәулелі құрамдас бөліктерінің таралу кідірістері диапазонының параметрі болып табылады. «Кідірістердің шашырауы» термині арнаның импульстік сипаттамасының автокорреляциялық функциясына негізделген. Көп сәулелі канал ауыспалы уақыт бойынша стационарлық кездейсоқ процесс және каналдың импульстік сипаттамасының автокорреляциялық функциясы ретінде қарастырылады, тек процестің қималары арасындағы уақыт аралығына байланысты. қуатының кідіріс бейіні - бұл таралудың кідіруіне байланысты сигналдың импульстік сипаттамаларының орташа мәнін көрсететін функция. Егер қоршаған ортадағы өзгерістерді көрсететін стационарлық қабылдағыш пайдаланылса немесе егер қозғалыстағы қабылдағыш пайдаланылса, кеңістіктік мәндердің орташалануы арқылы осы мәндер уақыт бойынша орташалану жолымен алынуы мүмкін (1):
Лездік қуат кідірісі профилі импульстік өнімділіктен алынған бірегей қуат үлестірімі болып табылады. Бірақ ұзақ мерзімді қуат кідірісі профилі базалық станциядан (БС) бірдей қашықтықта көптеген қысқа мерзімді қуат кідірісі профильдерін кеңістіктік орташалау арқылы жасалады. Көп сәулелі құбылыстарды статистикалық сипаттау үшін әртүрлі параметрлер қолданылады [10]. Мысалы, орташа кідіріс - бұл қуаттың кідіріс профилінің бірінші сәтімен (импульстік сипаттаманың амплитудасының квадраты) анықталған қосымша кідірістің орташа өлшенген мәні (2):
Кідірістердің орташа квадраттық таралуы қуат шашырауының дисперсиясының квадрат түбірі ретінде анықталады (3):
Бұл көрсеткіш орташа кідірістің өзгергіштігін өлшейді, бұл импульстік сипаттаманың амплитудасы белгіленген шектен асатын және соңғы рет осы шектен төмен түсетін қосымша кідіріс мәндері арасындағы кідіріс аралығы. Көп сәулелі компоненттердің саны амплитудасы ең жоғары шың деңгейінде болатын және шудың минималды деңгейінен асатын қуаттың кешігу профилінің ең жоғары деңгейлерінің санымен анықталады [11]. Уақыт пен жиіліктегі сигналдың өзгеруі қысқа уақыт аралығында сәйкес жиілік диапазонындағы мерзімді қозғалыстардан немесе лездік импульстік өнімділіктің Фурье түрленуінен алынуы мүмкін [7]. Алынған уақыт бойынша өзгеретін жиілік сипаттамаларын теңдеу арқылы арнаның ковариациялық функциясын құру үшін пайдалануға болады (4):
Корреляция дәрежесі теңдеумен анықталған жиілігі мен уақыты бойынша айырмашылықтың қалыпқа келтірілген функциясымен өрнектеледі (5):
Іс жүзінде екі түрлі жиіліктегі арнаның берілу коэффициенттері арасындағы статистикалық байланыс маңызды рөл атқарады [6]: және . Бұл байланыс корреляция функциясымен анықталадыn . Егер көп жолақты байланыс арнасы болса, онда когерентті (корреляциялық) өткізу қабілеттілігін келесі теңдеуден алуға болады (6):
корреляция функциясы байланыс арнасының жиілік когеренттілік диапазонын анықтайды. арнасының когеренттік жолағының ішінде сигналдың барлық жиілік компоненттері синхронды түрде өзгереді. корреляция функциясы - жиілік айырмашылығының үздіксіз функциясы және жиілігіне тәуелді емес (7):
Арнаның когеренттік жолағының ені деп белгіленген арнадағы орташа шашырау уақытымен байланысты. Егер деп белгіленген арнаның жиілік когеренттілік жолағы сигналының спектрінің енінен аз немесе шамамен тең болса, яғни болса, онда арна жиілік-селективті болады. Әйтпесе, арна жиілік-селективті емес болып саналады. Таратқыш немесе қабылдағыш бірнеше антеннаны қолданғанда, арна берілу коэффициентінің векторымен сипатталады және деп белгіленген векторлық арнаға айналады. Векторлық арнадағы және коэффициенттері арасындағы кеңістіктік корреляция күрделі корреляция коэффициентімен сипатталады, мұндағы күрделі конъюгацияны білдіреді. Барлық коэффициенттер арасындағы Корреляция арна векторының орташа сыртқы көбейтіндісі ретінде есептеледі (8):
Векторлық арнаның корреляциялық матрицасы арқылы белгіленеді және эрмитикалық, яғни . MIMO байланыс жүйесінде тарату жағында антенналары және қабылдау жағында антенналары бар. MIMO байланыс жүйесіндегі шығыс сигналы тиісті ережелерге сәйкес түрлендіріледі.
мұндағы -байланыс арнасының шығысындағы сигнал векторы; - күрделі арна беру коэффициенттерінің матрицасы; - берілген таңбалардың векторы; - байланыс арнасындағы шу. MIMO тар жолақты радиоарнасы - бұл таратқыш жағында антенналары және қабылдағыш жағында антенналары бар жүйе, оны матрицасы ретінде ұсынуға болады, мұнда элементтері - таратқыш антеннадан - қабылдағыш антеннаға берілу коэффициенттерін көрсетеді. беру коэффициентінің Модулінің таралуы Рэлей заңына бағынады, ал фазаның интервалында біркелкі таралуы болады. Арнаның берілу коэффициенттері таралу жағдайлары мен антенналар арасындағы қашықтыққа байланысты корреляциялануы немесе корреляцияланбауы мүмкін, ал кеңістіктік корреляция арна матрицасының дәрежесі мен өткізу қабілеттілігіне әсер етеді. MIMO кең жолақты көп жолақты тарату арнасы уақытқа тәуелді және кіріс сигналын түрлендірудің жүйелік матрицасымен сипатталады (10):
MIMO каналының ақпараттарды тарату бойынша жұмыс коэффиценті 4- суретте көрсетілген. 4-сурет. MIMO каналының жіберу коэффиценті Матрицаның әрбір элементі нөмірі бар таратқыш антеннадан нөмірі бар қабылдағыш антеннаға импульстік реакцияны көрсетеді (11):
Кешіктірілген сәуленің берілу коэффициенті және арқылы белгіленеді және күрделі мәнге ие. Арнаның жиілік реакциясын есептеу үшін импульстік реакцияға Фурье түрлендіруін қолдану қажет (12):
Егер арнаның көп жолақты таралуы болса, онда байланыс арнасының шығысындағы сигнал сигналдың таралуының әртүрлі жолдарын ескеретін теңдеу арқылы көрсетіледі (13):
Егер сигналдың жиілік диапазоны байланыс арнасының когеренттілік жолағынан аз болса, онда арнаны импульстік сипаттаманың шашырауынсыз түрінде жазуға болады. Егер арнаның когеренттік интервалы таңбаның ұзақтығынан көп болса, онда арнаны тұрақты коэффициенттерінің матрицасы арқылы көрсетуге болады. Барлық антенналар бойынша тарату жағында қуаттың біркелкі таралуы жағдайында MIMO тар жолақты байланыс жүйесінің меншікті өткізу қабілеттілігін арнасының жиілік сипаттамаларының алынған енгізулері негізінде бағалауға болады, оны деп белгілейді. Сонымен қатар, арнаның жиілік реакциясын бағалауға болады (14):
Берілген теңдеуде, барлық элементтер бірлікке тең болатын матрицаны білдіреді. мәні әрбір қабылдағыш антеннадағы сигнал күшінің шу қуатына қатынасын білдіреді, ал - белгілі бір жиілік үшін күрделі арна беру коэффициенттерінің қалыпқа келтірілген матрицасы . операциясы матрицаның күрделі конъюгациясы мен транспозициясын қамтиды. Модельді тексерудің негізгі көрсеткіштерінің бірі-эргодикалық өткізу қабілеттілігі. Бұл критерий арнаның кеңістіктік құрылымы мен корреляциясын ескермесе де, бұл MIMO байланыс жүйесінің сапасын бағалаудың маңызды параметрі болып табылады, ал өткізу қабілеттілігін арттыру сигналдарды өңдеу алгоритмдерін әзірлеудегі басты мақсат болып табылады. жүктеу/скачать 4,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|