Anonim

Mikä tarkoittaa, että on lisääntynyt tarve tarjota suurikaistaleveys matkaviestintilaajille - ja tehdä se langattomasti.

Haastavin osa verkon toimittamista on selkärangan ja loppukäyttäjän välillä - ns 'viimeinen maili' - ja langattoman laajakaistateknologian, jonka odotetaan hallitsevan täällä, on WiMAX.

Suurten kaistanleveyksien tarjoaminen ja ylläpitäminen minkä tahansa välineen yli on alustan signaalin ja kohinasuhteen (SNR) alaista. Kiinteissä verkoissa tämä on hallittavissa, mutta langattomille tekniikoille, jopa ihanteellisissa olosuhteissa, fyysiset esteet ovat haaste. Signaalin reitillä olevat kohteet johtavat monitieheijastuksiin, mikä edustaa kohonneen kohinan muodostumista useimmissa langattomissa tekniikoissa.

n

Useat heijastukset, jotka saapuvat - vaikkakin odottamatta - vastaanottopäähän, sisältävät kuitenkin edelleen kelvollista dataa, ja jos kyseinen data voitaisiin erottaa, se parantaisi tehokkaasti SNR: ää ja lisäisi potentiaalisesti maksimaalista käytettävissä olevaa kaistanleveyttä. Juuri tämä lähtökohta tekee WiMAXista ihanteellisen viimeisen mailin langattoman laajakaistan toimituksen.

Nykyisessä WiMAX-eritelmässä IEEE802.16e.2005 käytetään skaalattavaa OFDMA: ta. Tämä tekee siitä paremmin sovellettavan NLOS-järjestelmiin (NLOS) ja tekee tekniikasta soveltuvamman myös matkaviestintilaajille.

Satunnaisten useiden polkujen yhteydessä WiMAX käyttää useita antenneja tarkoituksellisesti generoimaan useita lähetysreittejä, joita optimaalisissa tapauksissa täydentää useita vastaanottoantenneja.

Useiden antennien käyttö
Tämän voimansiirron onnistuminen ei ole sattumanvaraista. Yleisesti ottaen on olemassa kolme menetelmää useiden antennijärjestelmien käyttöön ottamiseksi - monimuotoisuusjärjestelmät, älykkäät antennijärjestelmät ja monisyöttöiset, monilähtöiset (MIMO) järjestelmät -, jokaisella on omat tekniset ja kaupalliset edut.

Nämä menetelmät käyttävät yleensä joitain tai kaikkia seuraavista tekniikoista:

  • monimuotoisuusvahvistus - saavutetaan käyttämällä useita polkuja lähettimen ja vastaanottimen välillä
  • ryhmävahvistus - toiminto kahden signaalin yhtenäisestä yhdistämisestä
  • tehonlisäys - logaritminen voitto useiden antennien välillä
  • häiriöiden vähentäminen - johtuu älykkäästä ohjauksesta ja palkkien muodostamisesta
  • paikallinen multipleksointi - jossa yksi tai useampi käyttäjä ratkaisee kaksi tai useampia tietovirtoja järjestelmän kapasiteetin ja spektritehokkuuden parantamiseksi.

monimuotoisuus
Monimuotoisuusmalleissa kolme lähestymistapaa ovat suosittuja.

Ensimmäinen on avaruus-aikakoodaus (STC), joka toimii tilassa ja ajassa lähettämällä tietoa kahden lähetysantennin kautta kahden peräkkäisen lähetyksen aikana.

Antennin vaihto on yksinkertainen lähestymistapa, joka käyttää useita antenneja, mutta valitsee yhden antennin, jolla on suurin vahvistus milloin tahansa.

Kolmas tekniikka on maksiminopeuden yhdistäminen (MRC). Tämä kompensoi kanavaominaisuudet painottamalla jokaista antennia sen lähetystehokkuuden mukaisesti summaaman signaalin SNR: n maksimoimiseksi.

Yleensä diversiteettimallit voivat palata 2 - 5 dB: n vahvistuksen sovelluksesta riippuen. Tyypillisesti tämä voi olla nousevassa suunnassa (MRC), asiakkaan tiloissa (antennin kytkentä) tai tukiasemassa (STC).

Älykkäät antennijärjestelmät
Jos halutaan suurempi vahvistuksen parannus, älykkäät antennijärjestelmät voivat tuottaa 10–15 dB: n parannuksen suhteessa yhden antennin arkkitehtuureihin. Tämä toimii yhdistämällä antenniryhmä signaalinkäsittelyyn säteen muodostamisen toteuttamiseksi.

Kun signaalia vastaanotetaan, säteen muodostaminen voi lisätä vahvistusta haluttujen signaalien suuntaan ja vähentää sitä häiriön tai kohinan suuntaan. Lähetettäessä se voi tarkentaa signaalin oikeaan suuntaan ja johtaa tyhjiin käyttäjiin, joita muutoin voi häiritä.

Tämä aktiivinen häiriöiden hallinta voi työntää spektritehokkuuden 5bit / s / Hz-alueelle tarjoamalla merkittäviä kapasiteettietuja, varsinkin kun sitä käytetään yhdessä alueellisen multipleksoinnin tekniikoiden kanssa. Nämä edut alkavat kuitenkin vähentyä, kun tilaajien liikkuvuus kasvaa.

Useita tuloja, useita lähtöjä
Viimeinen tekniikka on MIMO, joka tarkoittaa realistisesti kahta tai useampaa antennia tulokanavalla ja kahta tai useampaa antennia lähtökanavalla.

WiMAX-foorumin liikkuvuuden tehtäväryhmän määrittelemä profiili määrittelee kaksi MIMO-versiota - Matrix A MIMO ja Matrix B MIMO.

Matrix A toteuttaa STC: n, joka tarjoaa suuremman linkin lujuuden ja vähentää haalistumismarginaalia jopa 6 dB. Toisin kuin älykäs antennijärjestelmä, se on kestävämpi matkaviestintilaajien huonontumista vastaan.

Kanavilla, joilla on rikas monireittinen ympäristö, on mahdollista lisätä datanopeutta lähettämällä erilliset tietovirrat jokaisella antennilla laskevan siirtosuunnan suuntaan.

Jos käytetään sopivaa vastaanottotekniikkaa, molemmat virrat voidaan dekoodata siten, että yhden antennijärjestelmän kapasiteetti on jopa kaksi kertaa suurempi. Tämä voi olla erityisen hyödyllinen kaupunkialueilla, joilla pitkä väli on vähemmän tärkeä kuin korkea tiedonsiirtonopeus loppukäyttäjälaitteessa.

WiMAX: ssa tämä laskevan siirtotien paikallinen multipleksointi on mahdollista Matrix B MIMO: n avulla. Saavutetun kapasiteetin teoreettinen yläkaista on karkeasti verrannollinen käytettyjen lähetys- / vastaanottoketjujen lukumäärään.