МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра кореляційної оптики поліпшенню робочих характеристик систем мобільного широкосмугового доступу стандарту 802.16е

Дипломна робота

Зав. кафедрою,

доктор фіз.-мат. наук,

професор (О.В. Ангельський)

Керівник,

канд. фіз.-мат. наук,

доцент (Тимочко Б.М.)

Виконавець,

Студент 5-го курсу (В. І. Буць)

Чернівці

2012

Реферат

В дипломній роботі розглядатиметься використання технолології МІМО в сучасних системах широкополосної передачі данних. Було проведено тестування даної технології з використанням технології Wi-Fi IEEE 802.11n, з метою аналізу її характеристик з використанням МІМО. Також будуть приведені деякі якісні характеристики даної технології.

Кількість сторінок –39 , кількість рисунків –17 , кількість таблиць – 17

Ключові слова: МІМО, адаптивні антенні системи

Зміст

Реферат	2
Список умовних позначень, термінів, скорочень	5
Вступ	6
Розділ І. MIMO	8
1.1. Визначення MIMO систем	8
1.2. MIMO канал	8
1.3. Математичне обгрунтування	8
1.4. Обробка сигналів на приймальній стороні MIMO системи	9
1.5. Методи просторово-часового кодування	10
1.5.1. Блокові методи просторово-часового кодування.	10
1.5.2. Гратчасте просторово-часове кодування	11
1.6. Неортогональні методи просторово-часового кодування	11
1.6.1. BLAST	11
1.6.1.1. Алгоритм BLAST з діагональним розподілом тимчасових слотів (D-BLAST).	11
1.6.1.2. Алгоритм BLAST з вертикальним розподілом слотів (V-BLAST).	12
1.6.2. Варіанти просторового мультиплексування	12
1. 7. Наявність зворотного зв'язку	13
1.8. Питання синхронізації	13
1.9. Застосування технології MIMO	13
1.10. Моделювання MIMO каналів	14
Розділ ІІ. Тестування системи на основі технологій MIMO	15
2.1.Моделі MIMO-систем	16
2.1.1. Статистична модель	16
2.1.2.Геометрична модель з променями рівної інтенсивності	18
2.2. Схеми тестування МІМО	20
2.3. Двоетапна схема	20
2.4. Схема з кількома випромінювачами	22
2.5. Схема з ревербераційній камерою	26
Розділ ІІІ. Тестування MIMO в мобільному профілі технології WiMAX IEEE 802.16e	27
3.1.Формування діаграми спрямованості	27
3.2. MIMO в WiMAX	32
Розділ ІV. Якісне порівняння робочих характеристик	35
4.1. Перший показник: Зона обслуговування	35
4.2. Другий показник: Пропускна здатність (або ефективність використання спектру)	36
Висновки	37
Використана література	39

Умовні позначення, скорочення:

MIMO (Multiple Input - Multiple Output) – множинний вхід - множинний вихід

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) – всесвітня взаємодія для мікрохвильового доступу

CPE (Customer Premises Equipment) – пристрій користувача

beamforming - адаптивні антенні системи

Вступ

MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output), система незалежної обробки перевідбитих декорельованих сигналів абонента.

Технологія повинна збільшити пікову швидкість передачі трафіку, середню швидкість передачі даних і пропускну здатність стільників в широкосмугових бездротових мережах, насамперед в умовах роботи там, де не забезпечуються умови прямої видимості.

Основна ідея MIMO - розбиття потоку трансльованих даних між незалежними прийомопередавачами, що забезпечують зв'язок для одного і того ж абонента на одній і тій же частоті. В цьому випадку, у порівнянні зі звичайною системою сукупний потік даних може бути збільшений без додаткового розширення смуги робочих частот. Оскільки для потоків даних використовується одна і та ж частота в одному географічному регіоні, потоки необхідно декорелювати.

Декореляція забезпечується в таких системах за рахунок організації паралельних некорельованих підканалів. Некорельованість досягається за рахунок просторового рознесення елементів передавальної і приймальні антенних решіток на відстані близько декількох довжин хвиль несучої частоти, що зумовлює громіздкість традиційних MIMO-систем. Для того, щоб мінімізувати цей недолік, поряд з просторовим рознесенням, в MIMO-системах використовується також поляризаційне рознесення.

Відповідно, потрібна наявність більше одного (зазвичай двох) приймально-передавальних трактів у складі абонентського обладнання. Декодування MIMO збільшує складність обладнання та його ціну. Перше абонентське обладнання з функціями MIMO з'явилося на ринку в 2008р. Сучасні WiMAX-рішення, наприклад, що подаються компанією Alcatel-Lucent, дозволяють використовувати спільно з MIMO технологію фазованих антенних решіток. В кінці 2008 - початку 2009 року з'явилися мережі, де застосовується MIMO для забезпечення покриття в центрі міста .

Переваги від використання MIMO:

поліпшується робота низхідних ліній зв'язку, що проявляється у вигляді більш стабільної і більш надійної передачі даних в умовах сильного розсіювання радіохвиль. Для висхідних ліній зв'язку поліпшень немає.

• збільшується пропускна здатність MIMO за рахунок можливості використання схем модуляції більш високого рівня при одночасній передачі кількох незалежних потоків, що дає зростання пропускної спроможності приблизно на 30% по відношенню до систем звичайної стільникового зв'язку.

• збільшується стабільність робочих характеристик MIMO систем, особливо при переміщеннях абонента.

1. MIMO