Распространение сигналов в беспроводных средах передачи
Беспроводная среда — это такая среда передачи, в которой сигнал распространяется без какой-либо специфической субстанции. Характеристики сигнала обуславливаются природой передаваемого сигнала и некоторыми условиями передачи.
В отличие от проводной среды передачи, где физическое разделение сигналов и характеристики среды влияют на способность сигналов интерферировать друг с другом, в беспроводной среде передачи невозможно физически разделить сигналы. Беспроводная передача осуществляется в большом диапазоне частот, начиная от обычных радиочастот (AM- и FM-радиостанции), заканчивая низшими частотами светового диапазона (инфракрасный диапазон).
Еще одна важная проблема беспроводной передачи данных — это распределение частотного спектра. Поскольку область действия сигналов невозможно ограничить, важно, чтобы пользователи в одной географической области избегали использования одних и тех же частот, иначе произойдет их перекрытие. Радиус действия сигнала определяется его частотой и мощностью передачи. В Соединенных Штатах для большой части частотного спектра (за исключением инфракрасного диапазона и нескольких специальных выделенных частот) Федеральная комиссия по связи (FCC) требует получения лицензии на частоту, таким образом, контролируется использование частотных диапазонов.
Технологии MIMO, OFDM
MIMO
Технология MIMO (Multiple Input Multiple Output) сыграла огромную роль в развитии WiFi. Несколько лет назад невозможно было представить точки доступа Wi-Fi и другие устройства с пропускной способностью в 300 Мбит/сек и выше. Появление новых скоростных стандартов связи, к примеру, 802.11n произошло во многом благодаря MIMO.
|
|
|
MIMO (англ. Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн.
Если дать как можно более простое определение, то MIMO – это многопотоковая передача данных. Аббревиатуру можно перевести с английского как «несколько входов, несколько выходов» В отличие от предшественника (SingleInput/SingleOutput), в устройствах с поддержкой MIMO сигнал транслируется на одном радиоканале с помощью не одного, а нескольких приемников и передатчиков. При обозначении технических характеристик устройств WiFi рядом с аббревиатурой указывают их количество. Например, 3х2 - это 3 передатчика сигнала и 2 принимающих антенны. Кроме того, в MIMO используется пространственное мультиплексирование. За устрашающим названием кроется технология одновременной передачи нескольких пакетов данных по одному каналу. Благодаря такому «уплотнению» канала его пропускную способность можно увеличить в два раза и более.
|
|
|
OFDM
OFDM (англ. Orthogonalfrequency-divisionmultiplexing — ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием)
Это схема модуляции, использующая множество несущих, при которой канал делится на несколько субканалов. В OFDM высокоскоростной поток данных конвертируется в несколько параллельных битовых потоков меньшей скорости, каждый из которых модулируется своей отдельной несущей.
Главное преимущество OFDM заключается в том, что продолжительность символа во вспомогательной несущей значительно больше в сравнении с задержкой распространения, чем в традиционных схемах модуляции. Это делает OFDM гораздо устойчивее к межсимвольной интерференции (ISI, intersymbolinterference).
OFDM использует одновременно и модуляцию и мультиплексирование, но мультиплексирование особенное. Обычное мультиплексирование подразумевает объединение различных сигналов от разных источников, здесь же происходит объединение составных частей одного и того же сигнала.
Постараемся объяснить все на простом примере. Представьте, что нам надо передать из одного пункта в другой стеклянный витраж. Для этого в нашем распоряжении есть некоторый ресурс, допустим 4 тележки (в случае передачи информации в качестве ресурса можно было бы считать доступный для передачи диапазон частот).
|
|
|
В случае OFDM мы разбираем наш стеклянный витраж на некоторое определенное количество частей, для примера пусть их будет 4. Далее каждая тележка перевозит свою часть посылки (витража), при этом тележки катятся одновременно параллельно друг другу. Допустим на пути у нас встречается одна преграда в виде камня (в случае передачи информации – узкополосная помеха). Одна из тележек наезжает на камень, соответственно одна из частей посылки не доходит до пункта приема.
Однако большее количество частей витража все-таки было корректно получено, поэтому с помощью интуиции и волшебства (помехоустойчивого кодирования), есть шанс восстановить недостающую в результате падения одной тележки часть посылки.
Как бы все было, не применяя OFDM? При традиционном подходе для наискорейшей передачи всей посылки мы также задействуем все доступные ресурсы, но будем транспортировать витраж целиком на всех 4 тележках (используем высокоскоростной метод модуляции, занимающий всю полосу канала). Допустим, на пути у нас также встречается одна преграда в виде камня. В результате одна из тележек наезжает на камень, витраж падает и разбивается вдребезги.
Одной из особенностью OFDM является то, что все тележки могут двигаться параллельно практически вплотную и при этом не мешать друг другу. При передаче информации роль тележек выполняют поднесущие сигналы, т.е. множество несущих колебаний.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 638; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!