Ўқув қулланма Тошкент 2011 йил

Фазовий-вақтли кодлаш

Фазовий-вақтли кодлаш тизимнинг функционаллигини ошириш ва MIMO ни фазовий ажратиш ва фазовий мультиплекслаш режимларини ишлатиш имкониятларини беради. Бунда сигналнинг нусхалари нафақат кўп сонли антенналар бўйича, балки турли вақтларда ҳам узатилади. Кечиктиришли бундай узатишни вақт бўйича ажратиш дейилади. STC-кодлари 3.28-расмда кўрсатилганидек, ўз ичига сигналнинг фазовий ва вақтли нусхаларини олади.

3.28–расм. Икки узатувчи антенналар учун Аламоути фазовий–вақтли блокли кодлари

Бу ерда кетма-кет сигналлар (S₁ ва S₂) икки маълумотлар оқимига бўлинган (мультиплексланган), сўнг уларга Аламоути фазовий-вақтли блокли кодларини ишлаб чиқиш учун сигнал нусхалари (-S₂* и S₁*) қўшилган.

STC-кодларини икки тури мавжуд:

• 
  фазовий-вақтли блокли код (ингл. Space-Time Block Code - STBC) (иккита узатувчи антенналик ва Аламоути кодларилик мисол 3.28-расмда келтирилган);
  
• 
  фазовий-вақтли панжарали код (ингл. Space-Time Trellis Code - STTC).
  

Биринчи тур кенг тарқалган ва унинг ёрдамида фазовий ажратиш осон кечади. Иккинчи услуб мураккаброқ ва ҳозирги кунда қимматлиги хисобига камроқ ишлатилади.
Шундай қилиб, тизимнинг оптимал функционаллигини ва ишончли радиоқамровини таъминлаш учун ҳар иккала режимни комбинациясини, яъни, яқин жойлашган ҳудудларда - фазовий мультиплекслашни ва олисдаги ҳудудларда - фазовий ажратишни қўллаш мақсадга мувофиқдир.
MIMO технологияси IEEE 802.11n, IEEE 802.16d ва IEEE802.16e стандартларида, шунингдек, 3GPP лойиҳасининг 7, 8 ва 10 релизларида қўлланилади. Ушбу технологияни, шунингдек, IEEE 802.20 ва IEEE 802.22 стандартларидахам ишлатилиши кўзда тутилган.

3.4.2.2. Адаптив антенна тизимлари

Ҳозирги вақтда антенна технологиялари радиотармоқларнинг сиғимини оширувчи “олтин калитга” айланди. Бу жараён 60º ва 120º йўналтириш диаграммаси (ЙД) га эга бўлган ва бир сота сифатида ишлаган секторли антенналардан бошланган эди. Масалан, GSM тармоқларининг сиғими учта 120-градусли секторли антенналар ишлатилиши туфайли уч мартага ошиши мумкин.
Янги панжарали адаптив антенна тизимлари тор ЙД – “нур”лардан фойдаланиб фазовий мультиплекслаш имкониятини кенгайтиради. Панжарали адаптив антенналар тизимларига сигналнинг келиш йўналиши - DoA (ингл. Direction of Arrival) ни аниқлаш ва мос равишда ўз ЙД ни созлаш имконияти билан фарқланадиган “ақлли” (интеллектуал) антенналар ҳам киради. Йўналтирилган антенналар, шунингдек, умумий нурлантириладиган қувватни хам сезиларли камайтиришга имкон бериб, каналлараро интерференцияни камайтиради. Абонент ускуналари билан тескари алоқа бор-йуқлигидан қатъий назар “ақлли” антенналар мустақил равишда АУ га йўналтирилган нурларни шакллантириши мумкин. Аммо, қўшимча, АУ билан тескари алоқа бўлса, мураккаб антенна панжараларини соддалаштириш имкони пайдо бўлади. Аксинча, MIMO тизимлари, одатда, АУ билан тескари алоқа мавжудлигини талаб қилади.
“Нурларни шакллантирилиш” - бу антенна панжарасининг нурсимон ЙД ни яратиш учун фойдаланиладиган усулдир. У барча антенна панжаралари тизимларида қўлланилиши мумкин. Буни ҳисобга олганда “ақлли” антенна тизимлари икки гуруҳга бўлиниши мумкин (3.29-расм):

• 
  Олдиндан аниқланган қайд этилган (рус. фиксированный) ЙД ларнинг чекланган сонига эга фазалаштирилган антенна панжаралари тизимлари (ёки, нурларни турғун тарзда шакллантириш);
  
• 
  Реал вақт режимида радиомуҳитнинг реал шароитларига мослаштирилган ЙД ларнинг чексиз сонига эга адаптив антенна тизимлари (ингл. Adaptive Antenna System, AAS) (ёки, нурларни адаптив (мослашувчан) тарзда шакллантириш).
  

3.29-расм. Нурларни турғун ва адаптив тарзда шакллантирилиши

Нурлар турғун тарзда шакллантирилганда DoA йўналиши ҳисобланади ва қўзғалмас сигнал нури ўрнатилади. Агар АУ бундай қайд этилган нурлар орасида ҳаракатланса у ҳолда сигнал джиттери (фазавий ёки частотавий тасодифий оғишлар) алоқанинг узилишига олиб келиши мумкин. Бошқача қилиб айтганда АУ фақат нурнинг марказида жойлашганида сигналнинг максимал кучига эга бўлади. Нурларни адаптив шакллантиришда эса бундай муаммо вужудга келмайди, чунки бунда нурни антенна АУ нинг реал вақтдаги ҳаракатланишига созлайди. Кўриниб турибдики, бу режим нурларни турғун тарзда шакллантиришга қараганда мураккаброқ ва қимматроқ бўлади.

Параграфнинг якунида шуни маълум қиламизки, ҳозирги кунда кўп элементли антенналар тизимлари (ингл. Multi Antenna System, MAS) ва AAS тизимлари жуда фаол равишда ривожланмоқда ва мураккаблашмоқда. Шунинг учун улар алоҳида чуқур ва батафсил ўрганишга лойиқ (3.30-расм).



3.30-расм. Кўп сонли антенналар тизимларининг ривожланиши