Σχεδιαση Και Μελετη Επιδοσης Συστηματων Πολλαπλων Εισοδων - Πολλαπλων Εξοδων (mimo) Σε Ποικιλους Ραδιοδιαυλους Διαδοσης

Abstract

Η περιορισμένη διαθεσιμότητα φάσματος ραδιοσυχνοτήτων σε συνδυασμό μετην απαίτηση για υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης και ποιότητα υπηρεσιών (QoS) κάνειεπιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης καινοτόμων τεχνικών για την αντιμετώπιση τους.Η χρήση πολλαπλών κεραιών εκπομπής και λήψης οδηγεί στην διαμόρφωσηαρχιτεκτονικών πολλαπλών εισόδων - πολλαπλών εξόδων (MIMO), εισάγοντας μιανέα διάσταση: τον χώρο, η οποία αν αξιοποιηθεί κατάλληλα βελτιώνει σημαντικά τηνεπίδοση του συστήματος.Αρχιτεκτονικές MIMO είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργίαενός συστήματος με υψηλή διαφορικότητα κεραιών (antenna diversity), επιτρέπονταςμεταξύ άλλων την μείωση του ρυθμού λανθασμένων δυαδικών ψηφίων (BER), μεσυνέπεια την βελτίωση της ποιότητας υπηρεσιών. Επίσης, η μετάδοση πολλώνπαράλληλων ροών δεδομένων με σκοπό την αύξηση της χωρητικότητας (b/s/Hz) τουσυστήματος έχει αποτελέσει τον κυρίαρχο παράγοντα στην επίτευξη ταχυτήτων τηςτάξης των 300Mbps, η οποία υπό ορισμένες συνθήκες έχει δειχθεί ότι αυξάνειανάλογα με τον ελάχιστο αριθμό των κεραιών εκπομπής και λήψης.Η παρούσα εργασία σχετίζεται με την εξέταση ασύρματων συστημάτων μιαςεισόδου - μιας εξόδου (SISO), πολλαπλών εισόδων - μιας εξόδου (MISO) καιπολλαπλών εισόδων - πολλαπλών εξόδων (MIMO) σε διάφορες συνθήκεςπεριβάλλοντος διάδοσης (επίπεδης επιφάνειας, πρακτικούς ραδιοδιαύλους διάδοσης)παρουσία λευκού προσθετικού θορύβου. Η εξέταση των συστημάτων αυτών έγινετόσο σε θεωρητικό επίπεδο, όσο και σε επίπεδο μοντελοποίησης και προσομοίωσηςτου όλου συστήματος. Το εργαλείο προσομοίωσης (ADS 2004A, AgilentTechnologies) που χρησιμοποιήθηκε έδωσε την δυνατότητα μοντελοποίησης πολλώνδιαφορετικών συνιστωσών που συμβάλλουν στην τελική επίδοση τηςτηλεπικοινωνιακής αλυσίδας.Δόθηκε βάρος στην αλγοριθμική υλοποίηση της κωδικοποίησης Alamouti.Επίσης δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην υλοποίηση προσομοίωσης από άκρο σε άκρο(end-to-end) του τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Αυτό απαιτούσε την συνύπαρξηαναλογικών και ψηφιακών βαθμίδων στο σύστημα, οι οποίες προσομοιώθηκαν χωρίςνα θεωρηθεί κάποια ισοδύναμη μορφή τους. Η επιλογή αυτή έγινε με στόχο τηνκαλύτερη δυνατή προσέγγιση πραγματικών συστημάτων. Τα συστήματα πουσχεδιάστηκαν και προσομοιώθηκαν είχαν ως αναφορά το πρότυπο IEEE 802.16a(FWA).