Základy technologie line of sight (LoS) MIMO Ing. Vojtěch Klusáček Ph.D.

Obsah přednášky Metody navyšování kapacity spoje XPIC Systémy MIMO Line Of Sight MIMO

Metody navyšování kapacity spoje Neustálý tlak na navyšování datové kapacity Spektrum není nevyčerpatelný zdroj Řešení problému Zlepšení spektrální efektivity (změna modulace) ! Změna kmitočtového pásma ! Adaptivní modulace ! XPIC (cross polarization interference cancelation) ! (LOS) MIMO !

XPIC Využívá najednou obě polarizace na stejném kanálu Paradoxně při ACAP plánování zamezuje použití sousedních kanálů a tedy (globálně) nepřináší výhodu lepšího využití spektra Poplatky závisí na regulátorovi – může být výhodnější Složitější nastavování, problém s depolarizací (déšť) Výhody –záloha (1+1), pokud není vyhnutí, 1 anténa na 2 jednotky, cena OMT

Rozdělení – SISO, MISO, MIMO

Techniky využívané při MIMO Nutné digitální zpracování signálu (FFT a další /1995/) Formování vyzařovacího diagramu (beamforming) – využívá možnosti nafázovat signál do jednotlivých antén vysílače tak, aby došlo ke zvýšení přijímané úrovně na konkrétním přijímači (MISO) Prostorový multiplex – vstupní datový tok je rozdělen do více různých datových toků o menší kapacitě, které se vysílají jednotlivými anténami – na přijímači nutno toky od sebe oddělit – požadavek na vysoké SNR –vhodné i pro P2MP Kódování (space time coding) -využívá různého časového posunu vysílaného signálu na každé anténě – zvyšuje pravděpodobnost úspěšného příjmu signálu v případě úniků pří vícecestném šíření

Důvody použití MISO, MIMO Eliminace vlivu vícecestného šíření –založeno na statistice – pravděpodobnost úniku na dvou anténách je nižší (řádově) než na jedné anténě Navýšení kapacity – nutným předpokladem je vysoké SNR a možnost jednotlivé signály (cesty) od sebe oddělit Eliminace rušení -vhodným nafázováním signálu u přijímače i vysílače je možno rušící signál dostat do „nuly“ Nutný předpoklad pro funkčnost systému je nezávislost signálových cest (v čase, v prostoru atd.), vše se děje na STEJNÉM KMITOČTU

Jak funguje LoS MIMO 2x2 LOS P2P spoje – nemají vícecestné šíření, redundance cest vytvořena v prostoru a fázováním Předpoklady funkce –oba TX fázově zavěšeny, vzdálenost antén n násobkem vlnové délky, zpracování signálů přijímaných oběma anténami najednou – práce s fázovým posuvem d) Neoptimální stav – výsledná amplituda signálu je nižší

Optimální vzdálenost antén K – lib.celé číslo (typ. 1) násobky vln. délky M – min. počet antén na straně RX nebo TX

Opt. vzdálenost antén graficky Pro situaci dt = dr =d , K=1 Potom

Z pohledu antén(áře) Formování vyzař. charakteristiky soustavy antén Čím jsou antény vzdálenější, tím rychleji dochází ke změně signálu Stav na jednotlivých anténách v MIMO 2x2 při optimální podmínce

Problémy na závěr Požadavky na vzdálenost antén (18GHz/5km, d=6m!!) Kývání stožáru – rozkmit srovnatelný s vln. délkou, u 10m ocelového stožáru lze očekávat periodu kmitu cca 0.2s!! Pro větší šířky pásma nebo duplexní odstup –různá fáze, df/f – kompromisní dodržení podmínky vzdálenosti Vyšší citlivost na rušení a šumy Nutnost extra propojení jednotek (synchronizace) Nejasná legislativa (vyplatí se?), ekonomické aspekty (instalace, platba za antény)

První LoS MIMO „vlaštovky“ Publikovaná literatura, demonstrační spoje nebo prezentace od: ERICSSON Ceragon ZTE Marconi a další

Děkuji za pozornost! Zdroje informací: Internet –volně dostupné zdroje ERICSSON review 2011 Slideshare Prezentace výrobců P2P a další (odb. články, práce…) Děkuji za pozornost!