Подвійна поляризація в сучасних засобах зв'язку

Подвійна поляризація в сучасних засобах зв'язку

Приклади використання подвійної поляризації в сучасних засобах зв'язку

Останнім часом у зарубіжних системах зв'язку інтенсивно розвивається напрям, зв'язаний з використанням так званих MIMO- технологій (MultipleInput - MultipleOutput, множинний вхід - множинний вихід). MIMO- принцип, вживаний в офісних радіокомунікаціях, дозволяє зменшити число помилок при радіообміні даними (BER) без зниження швидкості передачі в умовах множинних відбивань сигналів.

Особливість формування і прийому MIMO- сигналів дозволяє розповсюдити цей підхід і на вирішення завдань радіорелейного зв'язку. При цьому найпростіше таке масштабування технології здійснюється у разі використання сигналів подвійної поляризації.

Метою викладеного нижче матеріалу є адаптація принципів просторово-поляризаційного і поляризаційно-частотного кодування, вживаного в системах MIMO, для передачі і прийому сигналів в радіорелейній системі зв'язку з подвійною поляризацією випромінювання.

Простим прикладом антени MIMO є система з двох несиметричних вібраторів, орієнтованих, наприклад, під кутом ± 450 щодо вертикальної осі (мал. 1.12).

Мал. 1.12. Система MIMO з двох несиметричних вібраторів, орієнтованих під кутом ± 450 щодо вертикальної осі

У цьому випадку сигнали, що випромінюються кожним монополем мають ортогональну поляризацію з достатньо високою взаємною розв'язкою (до 25 дб і більш). У радіорелейному зв'язку така пара монополів може використовуватися як опромінювачі дзеркального рефлектора. На приймальній стороні повинна розміщуватися аналогічна антена, причому можлива інша конструктивна реалізація, але для простоти викладу тут вони розглядатися не будуть.

Вказаний підхід дозволяє одночасно передавати сигнали, що промодульовані різним чином. Тому використання принципу поляризаційного розділення каналів потенційно забезпечує подвоєння пропускної спроможності лінії радіозв'язку у порівнянні з випадком одиночного монополя (у ідеальних умовах прямої видимості за умови ідентичної орієнтації приймальних антен, що передають).

Саме таким умовам якнайповніше відповідає радіорелейна лінія зв'язку.

Вибір кута поляризації ± 45. обумовлений необхідністю надання обом каналам передачі рівних можливостей, оскільки при горизонтально-вертикальній орієнтації випромінювачів одна з поляризаційних компонент неминуче отримала б більше загасання при розповсюдженні уздовж земної поверхні.

Таким чином, по суті, всяку систему з подвійною поляризацією можна розглядати як систему MIMO. Для внутрішньо офісних засобів зв'язку вказаний поляризаційний варіант розділення каналів передачі, насправді, не дозволяє досягти подвоєння пропускної спроможності.

Це пояснюється наявністю множинних відбивань по трасі розповсюдження сигналів і викликаного ними зростання кросс-поляризаційних перешкод. Інша справа - радіорелейна лінія, де рівень перевідбивання може бути значно меншим, у порівнянні з умовами проходження радіохвиль усередині закритих приміщень.

Застосування подвійної поляризації випромінювання в системах MIMO може поєднуватися з ортогональним кодуванням сигналів. У разі такого комплексування кодований однаковим чином в ортогональних поляризація сигнал випромінювання має бути ортогональним за кодом другій парі антен, що передають, або третьому вібратору (мал. 1.13).

Мал. 1.13. Триплет вібраторів

Фактично в поляризаційно-частотному методі кодування в системах MIMOдля кожної поляризації випромінюваного сигналу має місце формування на передачу своєї діаграми спрямованості, що залежить від різниці фаз сигналів на затисках живлення антен.

Це забезпечує незалежну трасу розповсюдження для кожної частоти випромінювання. Істотно, що в приймачі сигнали ортогональних частот можна легко розділити за допомогою цифрової фільтрації.

У даному випадку радіорелейного зв'язку рівні корисного сигналу і кросс-поляризаційної завади істотно відрізняються.

Тому матиме місце незначне по величині відхилення головного променя діаграми спрямованості, що передає, яке не приведе до завмирання сигналів. Разом з тим на гідрометеорах, таке варіювання орієнтацією максимуму випромінювання навіть у долі кутових секунд може виявитися корисним.

Для ефективнішого використання ефекту варіювання положенням максимуму головного променя діаграми спрямованості доцільно рознести фазові центри випромінювачів ортогональних поляризації на половину довжини хвилі випромінювання.

Таким чином, використання надмірності в передачі інформації шляхом трансляції ідентичних інформаційних символів на різних поляризація дозволяє підвищити надійність зв'язку в обмін на підвищення швидкості трафіку.

Існують і інші варіанти перенесення у площину вирішення завдань радіорелейного зв'язку з подвійною поляризацією випромінювання методів кодування, використовуваних в MIMO-системах. Розглянутих вище прикладів досить, щоб пояснити загальний принцип відповідної адаптації процедур кодування сигналів.

Тому у подальшому основна увага буде приділена використанню антенних випромінювачів, що являють собою лише одну пару антен ортогональних поляризації, складених або елементарних.

При необхідності, синтезовані в подальшому методи обробки сигналів для таких антенних систем можуть бути узагальнені на випадок більшої кількості незалежних випромінювачів, спираючись на представлений вищ

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать