Metode de creștere a capacității legăturii fără fir - studopediya
Capacitatea legăturii de radio (ca, într-adevăr, și prin cablu), adică limita superioară teoretică a ratei de date determinate de teorema Shannon-Hartley:
C = B log2 (1 + S / N) (2)
C - lățime de bandă de canal (biți pe secundă);
B - lățimea banda canalului (Hz);
S - puterea totală a semnalului peste lățimea de bandă (W);
N - puterea totală a zgomotului (aditiv de zgomot alb gaussian) peste lățimea de bandă (W);
S / N - raport semnal zgomot (SNR).
Astfel, rata de transmisie în canal este de fapt determinat de nivelul de interferență prezent datorită faptului că mediul de transmisie radio este un mediu comun și alte dispozitive electronice care funcționează în acesta.
Cu toate acestea, nivelul de zgomot nu este constantă și la fiecare punct de timp (intervale orare în canalele de comunicație fără fir sunt utilizate foarte scurt - mai puțin de 1 ms) au un sens diferit. Această situație este utilizată în rețelele 3G și în continuare pentru a crește rata de transmisie de la punctele de timp, când raportul S / N este scăzut.
Creșterea canal de comunicație fără fir în rețelele de comunicații de capacitate de a treia generație se bazează pe combinarea a două metode de bază:
- secvență de biți de informații de înlocuire cip, care este perpendiculară pe alții, utilizat într-un anumit teritoriu, secvență - metoda de cod diviziune CDMA;
- Simbolul bit de informație de înlocuire care transportă mai mulți biți de informații utile, care se realizează mai mult semnal de modulare bit inițial - 8PSK (opt-ary modulație de fază), 16 QAM (șaisprezece sensuri complexe modulație în amplitudine), etc. până la 64 QAM.
Selectarea unei anumite metode de creștere a ratei de transmisie a datelor de canal determinat conexiunea stare (semnal raportul raportul / zgomot și numărul de biți deformate) detectabile prin radio de test. Folosind perioade de timp, cu o stare favorabilă a unui canal de comunicare pentru transmiterea de mare viteză de informații oferă un câștig semnificativ în ceea ce privește sistemele de comunicații fără fir, considerând în același timp, calitatea canalului de comunicare. În sistemele de radio moderne, este posibil să se ia în considerare condițiile de propagare a undelor radio în canalul de comunicare și de a se adapta la acestea prin selectarea modulare cea mai adecvată și schema de codificare. De exemplu, în LTE 29 de modulare disponibile și schemele de codificare selectat cel care condițiile de propagare a datelor pentru un flux maxim.
Metoda de acces multiplu cu divizare în cod CDMA presupune transmiterea fluxului de voce pe un singur canal de frecvență, în același timp, cu multe alte fluxuri de voce codificate, care diferă numai în secvența de cod cip unic, intervalul de biți de înlocuire. Partea care primește utilizează același cod pentru a separa semnalul de zgomot. Singura diferență între vocea mai multe fluxuri un cod unic, slab corelate cu altele, folosite în aceeași celulă.
Principiul multiplexare cu divizare în cod este ilustrat în Fig. 8. Semnalul transmis bipolar u (t) (Fig. 4 a), t. E. O secvență de cele logice și zero la nivelurile +1 și -1, este multiplicat cu c1 secventa de cod bipolar (t), astfel încât pentru fiecare bit de informație Avem m biți (chips-uri) ale secvenței de cod. Fig. 4 b, pentru simplitate, această secvență este formată din 8 cipuri; în practică, m = 4. 256. Rezultatul obținut de multiplicare secvență v (t) = u (t) * c1 (t) (Fig. 4) și care sunt transmise prin canalul de comunicație. La receptor semnalul recepționat este multiplicat din nou prin c1 secvența (t) și rezultatul obținut UNP (t) = ... = u (t) (Fig. 4 g, linie solidă). Acest lucru, cu toate acestea, nu este limitat și se realizează UNP semnal de integrare (t) pe intervalul de transmisie de fiecare bit. La sfârșitul fiecărei perioade de timp (0-1, 1-2, 2-3) pentru a evalua valoarea integrala, atunci integrator este resetat și integrare a începe procesul din nou (Fig. 1,8 g, linia punctată).
Figura 4 - Principiul diviziunii codului
Astfel, calculul funcției de corelare a semnalului recepționat. Ca urmare, a obținut un negativ sau un număr pozitiv la sfârșitul fiecărei perioade de timp corespunzătoare la un transfer de biți, în conformitate cu bitul de informații transmise.
Un canal este în general foarte larg (de 1,23 MHz) și fiecare flux de voce ocupă întreaga lățime a întregii game. În sistemele CDMA semnal teoretic, poate fi mai slabă decât nivelul de zgomot (pentru acest lucru va trebui să utilizeze o secvență foarte lungă de un cip).
Trebuie remarcat faptul că, pentru o lungă perioadă de timp, protocolul CDMA a fost considerat mai eficient decât protocolul TDMA. Într-adevăr, din punct de vedere matematic de separare a canalelor de abonat în conformitate cu codul lor - mai funcționare eficientă decât orice altă parametri de radio. Cu toate acestea, sa dovedit că punerea în aplicare a protocolului de acces pentru mare viteză (și, prin urmare, de bandă largă) canale este însoțită de interferență reciprocă puternică între canalele de comunicare abonat, ceea ce poate duce la degradarea completa a sistemului prin creșterea numărului de abonați.
Metodele Modulation ia în considerare tehnologia EDGE exemplu (extensie standard GSM celulare pentru transmiterea informațiilor de viteză mai mare). EDGE prevede înlocuirea tipuri de modulație: CHMMS Gaussian la ora 8 pm. Acest lucru permite un caracter menținând în același timp rata de transmisie în canalul 271 ksps. / S pentru a crește rata de date de 3 ori, deoarece semnalul FM-8 are 8 poziții și fiecare dintre ele corespunde unei combinații de trei biți (Fig. 5). Ca urmare, noi canale de date la viteze de 28,8; 32 și 43,2 kbit / s într-un interval de timp.
Figura 5 - Modulare 8-FM
8 modulare FM are bărbați gât de imunitate de zgomot decât CHMMS Gauss-bufniță, astfel încât acesta se poate utiliza canalele-Call cu un raport ridicat semnal / zgomot. Dacă viteza de re-vile 9 kbit / s a fost necesară o protecție raportul raport semnal / zgomot de la 9 dB, aplicând raportul FM-8-opțional de mers protecție vozras se topește la 15-17 dB. Prin urmare, rețelele GSM - EDGE oferă o schimbare de adaptare a ratei de transmisie în funcție de caracteristicile canalului variații datorate.
Modularea mai eficientă este 16QAM, care oferă viteze de până la 2457 kbit / s (Fig. 6).
Figura 6 - Modulația 16QAM
Există modulare și de ordin superior - până la 256-QAM, dar trebuie înțeles că utilizarea lor necesită o creștere substanțială ecranare necesară a raportului semnal / zgomot precum și reducerea efectului Doppler (adică, limitează viteza abonatului) .