Подвійна поляризація в сучасних засобах зв'язку
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
?игналів для таких антенних систем можуть бути узагальнені на випадок більшої кількості незалежних випромінювачів, спираючись на представлений вище підхід для MIMO- подібних систем.
Останнім часом у ряді зарубіжних публікацій наголошується увага на можливість не тільки двократного підвищення швидкості передачі даних за допомогою сигналів подвійної поляризації, але і істотнішого приросту даного показника. В основі відповідних концепцій лежить використання запропонованого R. T. Compton, Jr трипольного антенного елементу.
Прикладом такого роду є запатентований Andrews в 2001 р. спосіб передачі сигналів, що використовує трипольні антенні елементи і віддзеркалення сигналів по трасі розповсюдження.
На мал. 1.18 пояснений принцип розповсюдження сигналів з віддзеркаленням від перешкод по трасі розповсюдження, що забезпечує чутливість приймачів до співвідношень амплітуд і фаз сигналів, що живлять три пари плечей триполя.
Завдяки використанню як електричної, так і магнітної компоненти результуючого електромагнітного поля і тривимірної траси розповсюдження сигналів, за допомогою трипольних MIMO- антен може бути досягнуте триразове підвищення швидкості передачі в порівнянні з турнікетною антеною, використаною як опромінювач.
На жаль, такі перспективні рішення стосовно радіорелейного звязку поки ніяк не можуть реалізуватися на практиці.
Мал. 1.18. Траси проходження радіохвиль в системі MIMO з триплетним випромінювачем
Разом з тим, підвищення швидкості передачі інформації може досягатися поєднанням подвійного поляризаційного базису представлення сигналів з їх багаторівневою амплітудною модуляцією квадратури (ML-QAM).
У практиці радіорелейного звязку використовуються варіанти цієї спектрально-ефективної модуляції типу 16qam, 64qam, 128qam і навіть 256qam (цифри указують на кількість символьних рівнів, використовуваних для модуляції комплексних амплітуд сигналів).
Проте для реалізації таких високих порядків модуляції ML-QAM необхідно забезпечити низький рівень кросс-поляризаційних перешкод. У разі OFDM- сигналів це завдання може вирішуватися в рамках двох основних методів розподілу частот несучих сигналів подвійної поляризації, приведених на мал. 1.20. Детальніше на їх специфіці зупинимося в наступному підпункті.
а)
б)
Мал. 1.20. Методи розстановки частот несучих сигналів подвійної поляризації: а) ACDP - на сусідніх частотних каналах, б) CCDP - на суміщених частотних каналах [47]
Методи розподілу частот сигналів, що піднесуть при подвійній поляризації. Cистеми придушення кросс-поляризаційної завади (XPIC)
Метод ACDP (Adjacent Channel Dual Polarized) припускає використання різних частот сигналів (сусідніх або суміжних по частотній сітці) на ортогональній поляризації. Тому його практична реалізація простіша в технічному і алгоритмічному стосунках, а розвязка між сигналами різної поляризації додатково підвищується за рахунок частотно-селективної дії амплітудно-частотних характеристик частотних фільтрів. Проте при OFDM- методі модуляції сигналів технологія ACDP не дозволяє ефективно використовувати відведений спектральний діапазон, стикаючись з необхідністю розстановки що піднесуть в ортогональній поляризації в шаховому порядку.
Даного недоліку позбавлений метод підвищення пропускної спроможності в радіорелейних системах за рахунок використання поляризаційної розвязки в одному (суміщеному) частотному каналі (Co-channel Dual Polar system - CCDP). Він відомий достатньо давно і активно використовується виробниками магістральних радіорелейних систем на частотах від 4 до 8 Ггц. Експериментально було підтверджено його ефективність для діапазону 13 - 18 Ггц, використовуваного стільниковими операторами для внутрішньо зонових радіорелейних магістралей.
Результативність застосування CCDP багато в чому визначається коефіцієнтом кросс-поляризаційної розвязки антен (XPD). Проте, навіть, якщо величина відповідного параметра буде недостатньою, проблема мінімізації кросс-поляризаційних перешкод при методі CCDP може бути успішно вирішена за допомогою введення до складу апаратури спеціальної системи придушення кросс-поляризаційної перешкоди (Cross-polarization Interference Cancellation, XPIC).
Подібна обробка може бути вирішена в аналоговому вигляді, проте ефективнішим рішенням є виконання відповідних операцій в цифровому вигляді. Основна ідея методу XPIC у варіанті цифрової реалізації пояснена на мал. 1.21.
Рис. 1.21. Принцип реализации метода XPIC.
Застосування компенсатора кросс-поляризаційних перешкод (XPIC) в діапазоні несучих частот ] 18 Ггц при модуляції 128 MLQAM дозволяє використовувати одну і ту ж частоту тих, що піднесуть в обох поляризаціях, що подвоює пропускну спроможність лінії звязку.
Зниження впливу кросполяризаційних завад шляхом використання антен з високими значеннями XPD і пристроїв XPIC, як наголошується в [52], навіть при установці стандартної антени CCDP з поляризацією 00/900, забезпечує практично такі ж характеристики, що і в системі з однією поляризацією. При цьому додатковий розворот настановного кута антени обробки сигналів, що включається в приймальний сегмент відразу після аналогового тракту для реалізації процедури придушення кросс-поляризаційної завади (XPIC).
Можливо проводити ефективну модернізацію на цій основі, перш за все, РРС Р-416г і Р-414, а подальшому і Р-450, тим паче, що при крайній необхідності, одну з поляризацій випромінювання завжди можливо відключити, повернувшись до