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
1.3 MIMO арнасының өткізу қабілетіБұл бөлімде MIMO жүйелерінің өткізу қабілеті мен спектрлік тиімділігін бағалау үшін ғылыми зерттеулерден белгілі формулалар берілген. Әртүрлі MIMO архитектуралары үшін есептеу және модельдеу нәтижелері бір-бірімен салыстырылады, бұл деректерді берудің ең тиімді жүйесін анықтауға мүмкіндік береді. Шеннон формуласынан бастайық, бір кеңістіктік арнасы бар SISO жүйесінің нақты өткізу қабілеттілігін есептеу үшін, ол келесідей көрінеді (15):
Мұнда С-Бит/с·Гц-пен өлшенетін меншікті өткізу қабілеті. Бұл мән 1 Гц жиілік диапазонында нөлге жақын қателік ықтималдығымен бір секундта берілетін биттердің максималды санын көрсетеді. SNR (сигналдың шуылға қатынасы) қабылдағыш кірісіндегі сигнал күшінің Шу қуатына қатынасын білдіреді. Тарату және қабылдау антенналары бар MIMO жүйесінің нақты өткізу қабілетін есептеу үшін келесі формула бар (16):
Бұл формула мәндерін қамтиды, олар матрицасының меншікті мәндері - эрмитикалық конъюгацияланған матрица, мұнда әрбір мән теңдеуді қанағаттандырады (17):
U-де матрицасының меншікті векторы көрсетілген. күрделі конъюгацияланған және транспозицияланған матрица екенін және оның барлық мәндері мәтінде көрсетілгендей теріс емес екенін ескеріңіз. (16) және (15) формулаларды салыстыру физикалық интерпретацияны қолдайды. Атап айтқанда, MIMO жүйесі арналы байланыс жүйесіне тең, мұнда терминдерінің қосындысы оның өткізу қабілеттілігін анықтайды. Сигнал қуатының нөмірі бар арнадағы Шу қуатына қатынасы осы арна арқылы берілетін қуат үлесіне ( ) және мәніне байланысты. -нің физикалық мағынасы (16) - дан айқын көрінеді, ал шамасы тиісті кеңістіктік арнаның қуаты арқылы берілу коэффициентін анықтайды.
Егер қуат барлық кеңістіктік арналар арасында біркелкі бөлінсе, онда (16) формуласын (18) түрінде жазуға болады. (18) формуласы (17) - ге тең және оның орнына қолдануға болатындығын ескеріңіз.
(19) формуласы меншікті мәндерді есептемей-ақ MIMO жүйелерінің меншікті өткізу қабілеттілігін есептеуге мүмкіндік береді. Әр түрлі MIMO жүйелерінің нақты өткізу қабілеттілігінің сандық мәндерін алу үшін модельдеу жүргізілді. Модельдеу барысында N арнасының матрицасының барлық федингтері тәуелсіз Гаусс кездейсоқ күрделі шамаларға сүйенді, олардың орташа мәні нөлге тең және дисперсиясы 1-ге тең болды (1/2 бойынша ойдан шығарылған және нақты бөліктердің дисперсиясы). Бұл кездейсоқ сандарды құруға және (18) немесе (19) формуласы арқылы нақты өткізу қабілеттілігінің мәнін есептеуге мүмкіндік берді. Бұл процедура әр түрлі кездейсоқ N матрицалары үшін бірнеше рет қайталанды және нақты өткізу қабілеттілігінің орташа мәні есептелді, содан кейін ол тәуелділік графигіне(SNR) қойылды. 1-кестеде салыстырулар бойынша модельдеу нәтижелері көрсетілген. Бірінші тармақта MIMO жүйелеріне арналған өткізу қабілеттілігінің SNR-ге тәуелділігі графиктері әр түрлі қабылдау антенналары (Nr=2, 4, 8), соның ішінде екі таратқышы бар жүйелер (Nt=2) және SISO жүйесі (Nt=Nr=1) салыстыру үшін. Берілген қисықтарды салыстыру SISO жүйесінен MIMO жүйесіне көшу ақпараттың берілу жылдамдығының айтарлықтай өсуін қамтамасыз ететінін көрсетеді және бұл өсім қабылдау антенналарының саны неғұрлым көп болса. MIMO жүйесінде қабылдау антенналарының көбірек санын пайдаланған кезде, бұрынғы өткізу қабілеттілігіне қол жеткізу үшін қажетті децибелдегі SNR төмендеу мөлшерімен сипатталатын ұтыстың артуы мүмкін. Үш жүйені графикалық салыстыру - 2x2, 2x4 және 2x8 - екеуінің орнына төрт қабылдағыш антеннаны пайдаланған кезде пайда шамамен 4,5 дБ, ал сегіз қабылдағыш антеннаны пайдаланған кезде пайда шамамен 8,5 ДБ болатынын көрсетеді. Бұл қисықтардың шамамен тураланатындығымен расталады, екіншісі -4,5 дБ, ал үшіншісі -8,5 дБ. 1-кесте. MIMO жүйелерінің өткізу қабілеттерінің салыстыру моделі
1-кестенің жалғасы
3-тармақта қабылдау антенналарының саны таратқыштар санына (Nt=Nr=N) тең болатын MIMO жүйелері көрсетілген. Суреттегі графиктер антенналар санының артуымен өткізу қабілеттілігі де артатынын көрсетеді. Екі қабылдағыш антеннасы бар MIMO жүйесі үшін өткізу қабілеті 1x1 SISO жүйесінен шамамен N есе жоғары (кем дегенде үлкен SNR мәндері үшін). 2-3 тармақта графиктер берілген, бірақ бұл жағдайда олар N антенналарының санына бөлінеді, сонымен қатар 1x1 жүйесі үшін график қосылады. 4-тармақта барлық төрт қисықтың жақындығы өткізу қабілеттілігінің N-еселенген өсуін дәлелдейді. 4-тармақта сандық нәтижелер және 4-тармақта келтірілген ұқсастықтарды растайды, мұнда MIMO байланыс жүйесі көп сымды байланыс желісімен, ал SISO жүйесі бір сымды жүйемен салыстырылады. жүктеу/скачать 4,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|