Просторове розділення

Просторове Розділення, яке іноді також називають Антенним Розділенням ( Antenna Diversity), досягається за наявності безлічі антен в передавачі або приймачі, або і в передавачі, і в приймачі (Множинний Вхід Множственний Вихід (MIMO)). Для того, щоб отримати незалежно завмираючі сигнали, необхідна величина розділення в просторі між двома антенами порядка декілька довжин хвилі.

У системі з m передавальних антен, і n приймальних антен, максимальний виграш від розділення рівний mn в припущенні, що коефіцієнти завмирань між індивідуальними парами антен відповідають незалежним і тотожно распределеным (i.i.d) Релєєвським завмиранням [5].

Для досягнення великого посилення від розділення можуть використовуватися Просторово-часові методи кодування типу Просторово-часових Блокових код (STBC) і Просторово-часових Гратчастих код (STTC). Окрім досягнення посилення від розділення, Просторово-часові Гратчасті коди досягають також посилення від кодування, але складність декодування STTC набагато вища, ніж для STBC.

Разом з просторово-часовими методами кодування, які покращують надійність прийому, існують також і інші методи MIMO, які збільшують швидкість передачі інформації при постійному рівні надійності (готовності) каналу, збільшуючи кількість мір свободи, застосовних в комунікаціях [6] [7]. Одна з такої техніки – це система Bell Labs Space Time Architecture BLAST, яка досягає посилення мультиплексування, передаючи незалежні потоки символів від безлічі передавальних антен. Якщо промені між індивідуальними парами приемо-передающих антен завмирають незалежно, утворюються багатократні просторові паралельні канали, які передають незалежні інформаційні потоки через ці просторові канали, то, в результаті, швидкість даних може бути збільшена. Цей ефект також називають просторовим мультиплексуванням.

Мета системи BLAST полягає в тому, щоб досягти посилення мультиплексування, передаючи М корисних символов/канал, де М – це кількість передавальних антен, Просторово-часові методи кодування дозволяють досягти максимального посилення розділення і надійно передають 1 корисний символ/канал. Спектральна ефективність Просторово-часових схем кодування може бути покращувана при використанні таких методів, які забезпечують вищий рівень модуляції, але це приводить до погіршення коефіцієнта помилок (BER), оскільки в сузір'ях вищого порядку сигнали розташовані ближче один до одного.

Таким чином, існує зворотна залежність між посиленням розділення і посиленням мультиплексування в безпровідному з пункта-к-пункту каналі із завмираннями, яка встановлює обмеження для всієї системи MIMO.

Табл. 1. Схеми модуляції і кодування для 802.16d.

Для PHY WIMAX також можуть бути запропоновані Просторово-часові блокові коди як додатковий метод, який може бути реалізований при передачі інформації в низхідному каналі для того, щоб забезпечити підвищене розділення [4]. Схема 2 1 або 2 2 Alamouti STBC [8], яка забезпечує обидва види розділення: - розділення в часі і просторове розділення, також може бути здійснена. Для того, щоб в першу чергу скористатися перевагами розділення на прийомі, при якому немає необхідності в додатковій передаваній потужності, застосовують обидві схеми розділення.