Μελέτη Τεχνικών Κωδικοποίησης Στα Συστήματα Mimo

Abstract

Τα συστήματα MIMO (Multiple Input Multiple Output) αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα πρόσφατα επιτεύγματα στο χώρο των ψηφιακών ασύρματων επικοινωνιών. Στα άκρα ενός MIMO συστήματος, όπου έχουμε κεραίες πολλαπλών στοιχείων (στοιχειοκεραίες), λαμβάνει χώρα κατάλληλη επεξεργασία των σημάτων. Χάρις αυτού, επιτυγχάνεται βελτίωση της απόδοσης και της ποιότητας μετάδοσης σε σύγκριση με ένα απλό SISO σύστημα, μέσω αύξησης της χωρητικότητας και μείωσης του μέσου ρυθμού λαθών αντίστοιχα.Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η ανάλυση των συστημάτων MIMO, καθώς και η μελέτη της χρήσης κωδικοποίησης που οδηγεί σε πιο αποτελεσματική διαχείριση του περιορισμένου εύρους ζώνης, χωρίς αυξημένες απαιτήσεις ισχύος. Αρχικά θα υπολογιστεί η χωρητικότητα ενός MIMO συστήματος για διάδοση σε Rayleigh κανάλι και θα μελετηθεί ο τρόπος επίδρασης του πλήθους των στοιχείων των κεραιών πάνω σε αυτήν. Το σημαντικότερο όμως τμήμα της εργασίας αφορά τη χρήση χωροχρονικής μπλοκ κωδικοποίησης στα συστήματα MIMO. Το κύριο χαρακτηριστικό των STBCs (space-time block codes) είναι η εκπομπή ορθογωνικών συρμών δεδομένων από τα στοιχεία του πομπού, κάτι που οδηγεί στη βελτίωση της ποιότητας μετάδοσης, χάρη στο αυξημένο κέρδος διαφορισμού. Στη λήψη χρησιμοποιείται ένας απλός αλγόριθμος μέγιστης πιθανοφάνειας για την αποκωδικοποίηση.Αφού μελετηθούν τα σχήματα των ψηφιακών διαμορφώσεων που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση των δεδομένων σε ασύρματο περιβάλλον, θα εξετασθεί η επίδραση της χρήσης των STBCs σε συστήματα πολλαπλών εισόδων - πολλαπλών εξόδων. Θα γίνει σύγκριση μέσω προσομοιώσεων μεταξύ ενός απλού SISO καναλιού και MIMO συστημάτων με χρήση χωροχρονικών μπλοκ κωδικών διαφορετικών μεγεθών, ώστε να δειχθεί η βελτίωση της ποιότητας ενός συστημάτων με τη χρήση space-time block coding.