fl
РАДИОСВЯЗЬ
fl
мощности шума. Величина Eb/No равна (Pc/Piu)(F/R), где
Pd
Рш - отношение сигнап/шум, F - полоса частот, R - скорость
передачи информации. Применение ТК с 8-ю состояниями
(К=4) и двумя кодовыми скоростями г=1/2 и 1/3 в мобильной
телекоммуникационной системе UMTS обеспечило BER око-
ло 106 [19].
Повышение физической скорости
передачи данных
Для увеличения физической скорости беспроводной пе-
редачи данных используют несколько антенн для передатчи-
ка и приемника
(рис. 12).
Технология называется множествен-
ным вводом/выводом MIMO (Multiple Input Multiple Output). В
случае ее использования параллельно передается множество
сигналов, увеличивая тем самым суммарную пропускную спо-
собность. Из-за одновременной передачи данных по разным
каналам технология MIMO имеет и ряд других преимуществ.
Технология использует мультиплексирование с простран-
ственным разделением (Spatial Division Multiplexing, SDM), т.е.
сигнал передается по нескольким различным частотам, пос-
ле приема превращаясь в скоростной поток данных. Для ре-
ализации этой технологии для каждого потока данных исполь-
зуются свои антенны приема/передачи, радиочастотные цепи
и аналого-цифровые преобразователи. В то же время исполь-
зование более двух антенных цепей, двух радиочастотных
цепей и двух аналого-цифровых преобразователей может
привести к значительному повышению стоимости устройства,
что требует поиска компромисса между скоростью и ценой.
Для повышения скорости беспроводной связи, помимо ис-
пользования технологии MIMO, фирма Intel применяет рас-
ширение частотных диапазонов каналов. Этот подход осно-
ван на известной теореме Шеннона, из которой следует, что
теоретический предел пропускной способности С повышает-
ся при увеличении частотного диапазона В согласно выра-
жению: C=Blog2(1+SNR), где SNR - отношение сигнап/шум.
При этом нагрузка на цифровой сигнальный процессор, при-
меняемый в системе MIMO, возрастает незначительно. На-
пример, канал шириной 40 МГц стандарта IEEE 802.11п по-
зволяет повысить полезную пропускную способность более,
чем в два раза, по сравнению с двумя каналами шириной по
20 МГц более ранних стандартов IEEE 802.11. Добавив к это-
му MIMO можно создать мощные и недорогие системы с вы-
сокой скоростью передачи. За счет этого в стандарте IEEE
802.11п удалось достичь скорости передачи 100 Мбит/с при
достаточно низкой стоимости оборудования [5]. Устройства
стандарта IEEE 802.11п поддерживают каналы как 20 МГц,
так и 40 МГц, при этом каналы 40 МГц образовывают из двух
смежных каналов 20 МГц. Таким образом, если частотный
спектр перегружен или необходимо использовать для связи
)
Алакэд F ront
.
>
A nalog F ro n t
(
End K /W
;
;
End H /W
,
d u p lic a tio n
,
Stgnaf 1 , '
d upB cstkjn
H igh R ata
D ata
J
T v
;
Signai 2
;
Data Stream #2
ADC &
T x/R x
ADC a
T x/R x
H ig h R ato
D ata
Reço
ive*
Рис. 12.
Простейшая система MIMO фирмы Intel
с двумя антенными цепями
более ранний стандарт IEEE 802.11, то устройство может пе-
рейти на узкие каналы 20 МГц.
Для того, чтобы получить физическую скорость 100 Мбит/с,
стандарт IEEE 802.11п поддерживает технологию MIMO не
менее, чем для двух потоков. Для этого требуется минимум
две антенные цепи в каждом устройстве этого стандарта. Оп-
ционально устройства стандарта IEEE 802.11 п поддержива-
ют и большее число потоков MIMO, но не более четырех [5].
Кроме того, в стандарт IEEE 802.11п внесены различные оп-
циональные решения, увеличивающие пропускную способ-
ность за счет увеличения числа антенных цепей, адаптивных
каналов, технологии прямой коррекции ошибок FEC и т.д.
Для получения высокой скорости передачи данных необ-
ходимы эффективные механизмы управлением физическим
уровнем (PHY). Хотя уровень управления доступом к среде
(МАС-уровень) и не влияет непосредственно на физическую
скорость передачи, он играет важную роль при выборе режи-
мов оптимизации передачи PHY. Первоначально связь уста-
навливается средствами физического уровня, а затем под-
ключается МАС-уровень, который определяет долговремен-
ные параметры связи (тип модуляции, вид кодирования, кон-
фигурацию антенн, частотные диапазоны каналов и т.п.). Для
повышения скорости передачи в стандарт IEEE 802.11п вве-
ден режим передачи нескольких кадров MAC в блок данных
физического уровня (агрегация). Без использования агрега-
ции потребовались бы 500 Мбит/с на уровне PHY для скорос-
ти передач данных 100 Мбит/с [5]. Блочная передача данных
работает в обоих направлениях. Фирмой Intel разработаны
также МАС-кадры, которые позволяют создавать пакеты PHY
с информацией сразу для нескольких клиентов.
Литература
14. Витерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой свя-
зи и кодирования. - М.: Радио и связь, 1982.
15. Золотарев В.В., Овечкин Г.В. Помехоустойчивое ко-
дирование, Методы и алгоритмы. Справочник. - М.: Горячая
линия-Телеком, 2004.
16. Карташевский В.Г., Мишин Д.В. Прием кодированных
сигналов в каналах с памятью - М.: Радио и связь, 2004.
17. Морелос-Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого
кодирования. Методы, алгоритмы, применение. - М.: Технос-
фера, 2005.
18. Бернард Скляр. Цифровая связь. Теоретические ос-
новы и практическое применение. - М.: Вильямс, 2007.
19. В. Варгаузин, Протопопов Л. Турбо-коды и итератив-
ное декодирование: принципы, свойства, применение // Те-
лемультимедиа. - 2000. - № 4.
20. Andersen J.D. Selection of component codes for turbo
coding based on convergence properties //Annales des
Telecommunications. Special issue on turbo codes. -1999. - Vol.
54. - No. 3-4.
21. Valenti M.C. Iterative detection and decoding for wireless
communications. Dissertation. - Virginia Polytechnic Institute, 1999
EX_________Окончание в 10/2008
Радиолюбитель - 0 9 /2 0 0 8 (J
39
предыдущая страница 39 Радиолюбитель 2008-09 читать онлайн следующая страница 41 Радиолюбитель 2008-09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст