Comunicazione wireless - Tecniche
In alcuni casi, c'è un ambito di deterioramento delle prestazioni, che influisce sull'output. La causa principale di ciò potrebbe essere la compromissione del canale mobile. Per risolvere questo problema, ci sono tre tecniche popolari:
Equalizzatore
Un equalizzatore all'interno di un ricevitore compensa la gamma media delle caratteristiche di ampiezza e ritardo del canale previste. In altre parole, un equalizzatore è un filtro sul ricevitore mobile la cui risposta all'impulso è inversa della risposta all'impulso del canale. Tali equalizzatori trovano il loro uso infrequency selective fading canali.
Diversità
La diversità è un'altra tecnica utilizzata per compensare fast fadinged è solitamente implementato utilizzando due o più antenne riceventi. Di solito viene utilizzato per ridurre la profondità e la durata delle dissolvenze sperimentate da un ricevitore in un canale a dissolvenza piatta.
Codifica dei canali
Channel codingmigliora le prestazioni del collegamento di comunicazione mobile aggiungendo bit di dati ridondanti nel messaggio trasmesso. Nella parte in banda base del trasmettitore, un codificatore di canale mappa una sequenza di messaggi digitali in un'altra sequenza di codice specifica contenente un numero maggiore di bit rispetto all'originale contenuto nel messaggio. La codifica del canale viene utilizzata per correggeredeep fading o spectral null.
Equalizzazione
ISI (Inter Symbol Interference) è stato identificato come uno dei principali ostacoli alla trasmissione di dati ad alta velocità sui canali di telefonia mobile. Se la larghezza di banda di modulazione supera ilcoherence bandwidth del canale radio (cioè, dissolvenza selettiva in frequenza), gli impulsi di modulazione si diffondono nel tempo, causando ISI.
Un equalizzatore all'estremità anteriore di un ricevitore compensa la gamma media delle caratteristiche di ampiezza e ritardo del canale previste. Come lo sono i canali mobili in dissolvenzarandom e time varying, gli equalizzatori devono tenere traccia delle caratteristiche variabili nel tempo del canale mobile e quindi dovrebbero variare nel tempo o adattarli. Un equalizzatore adattivo ha due fasi di funzionamento:training e tracking.
Modalità allenamento
Inizialmente, una sequenza di addestramento di lunghezza fissa nota viene inviata dal trasmettitore in modo che l'equalizzatore del ricevitore possa mediamente un'impostazione appropriata. Training sequence è tipicamente un segnale binario pseudocasuale o un segnale fisso, con pattern di bit prescritto.
La sequenza di addestramento è progettata per consentire a un equalizzatore sul ricevitore di acquisire il proper filter coefficientnella peggiore condizione possibile del canale. Un filtro adattivo sul ricevitore utilizza quindi arecursive algorithm per valutare il canale e stimare i coefficienti di filtro per compensare il canale.
Modalità di monitoraggio
Quando la sequenza di addestramento è terminata, i coefficienti di filtro sono quasi ottimali. Immediatamente dopo la sequenza di addestramento, vengono inviati i dati dell'utente.
Quando vengono ricevuti i dati degli utenti, il adaptive algorithms dell'equalizzatore tiene traccia del canale che cambia. Di conseguenza, l'equalizzatore adattivo cambia continuamente le caratteristiche del filtro nel tempo.
Diversità
La diversità è una potente tecnica di ricezione delle comunicazioni che fornisce un miglioramento del collegamento wireless a un costo relativamente basso. Diversity techniques sono utilizzati nei sistemi di comunicazione wireless principalmente per migliorare le prestazioni su un canale radio in dissolvenza.
In un tale sistema, il ricevitore è dotato di più copie dello stesso segnale di informazione che vengono trasmesse su due o più canali di comunicazione reali o virtuali. Quindi l'idea di base della diversità èrepetition o redundancy of information. In quasi tutte le applicazioni, le decisioni sulla diversità vengono prese dal ricevitore e sono sconosciute al trasmettitore.
Tipi di diversità
Lo sbiadimento può essere classificato in small scale e large scale fading. Le dissolvenze su piccola scala sono caratterizzate da fluttuazioni di ampiezza rapide e profonde che si verificano quando il dispositivo mobile si sposta su distanze di poche lunghezze d'onda. Per i segnali a banda stretta, questo in genere si traduce in aRayleigh faded envelope. Per evitare che si verifichino dissolvenze profonde, le tecniche di diversità microscopica possono sfruttare il segnale in rapida evoluzione.
Se gli elementi dell'antenna del ricevitore sono separati da una frazione della lunghezza d'onda trasmessa, allora le varie copie del segnale di informazione o genericamente chiamate diramazioni, possono essere combinate opportunamente oppure si può scegliere la più forte di esse come segnale ricevuto. Una tale tecnica di diversità è definita comeAntenna or Space diversity.
Diversità di frequenza
Lo stesso segnale di informazione viene trasmesso su portanti differenti, essendo la separazione di frequenza tra loro almeno la larghezza di banda di coerenza.
Diversità del tempo
Il segnale informativo viene trasmesso ripetutamente nel tempo a intervalli regolari. La separazione tra i filetransmit times should be greater than the coherence time, Tc. L'intervallo di tempo dipende dalla velocità di dissolvenza e aumenta con la diminuzione della velocità di dissolvenza.
Diversità di polarizzazione
Qui, i campi elettrici e magnetici del segnale che trasporta le informazioni vengono modificati e molti di questi segnali vengono utilizzati per inviare le stesse informazioni. Cosìorthogonal type of polarization is obtained.
Diversità degli angoli
Qui, le antenne direzionali vengono utilizzate per creare copie indipendenti del segnale trasmesso su più percorsi.
Diversità spaziale
Nella diversità spaziale, ci sono più antenne riceventi posizionate in diverse posizioni spaziali, risultando in segnali ricevuti diversi (possibilmente indipendenti).
La differenza tra gli schemi di diversità sta nel fatto che nei primi due schemi c'è wastage of bandwidth a causa di duplication of the informationsegnale da inviare. In questo modo il problema viene evitato nei restanti tre schemi, ma con il costo di aumentoantenna complexity.
La correlazione tra i segnali in funzione della distanza tra gli elementi dell'antenna è data dalla relazione -
$$ \ rho = J_0 ^ 2 \ lgroup \ frac {2 \ Pi d} {\ lambda} \ rgroup $$Dove,
J0 = Funzione di Bessel di ordine zero e primo tipo
d = distanza di separazione nello spazio degli elementi dell'antenna
λ = lunghezza d'onda portante.