Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)

Góður dagur.

Ég hef eytt síðustu árum í að rannsaka og búa til ýmis reiknirit fyrir staðbundna merkjavinnslu í aðlögunarloftnetsfylkingum og halda áfram að gera það sem hluti af núverandi starfi mínu. Hér langar mig að deila þekkingunni og brellunum sem ég uppgötvaði sjálfur. Ég vona að þetta muni nýtast fólki sem byrjar að kynna sér þetta svið merkjavinnslu eða þeim sem hafa einfaldlega áhuga.

Hvað er aðlögunarloftnetsfylki?

Loftnetsafn – þetta er sett af loftnetsþáttum sem komið er fyrir í geimnum á einhvern hátt. Einfölduð uppbygging aðlagandi loftnetsfylkis, sem við munum íhuga, er hægt að tákna á eftirfarandi formi:
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)

Aðlagandi loftnetsfylki eru oft kölluð „snjöll“ loftnet (Snjallt loftnet). Það sem gerir loftnetsfylki „snjallt“ er staðbundin merkjavinnslueiningin og reikniritin sem eru útfærð í henni. Þessi reiknirit greina móttekið merkið og mynda sett af vigtarstuðlum $inline$w_1…w_N$inline$, sem ákvarða amplitude og upphafsfasa merksins fyrir hvert frumefni. Uppgefin amplitude-fasa dreifing ræður geislunarmynstur öll grindin í heild. Hæfni til að búa til geislunarmynstur með nauðsynlegri lögun og breyta því meðan á merkjavinnslu stendur er einn af megineinkennum aðlögunar loftnetsfylkja, sem gerir kleift að leysa margs konar vandamál. úrval verkefna. En fyrst og fremst.

Hvernig myndast geislunarmynstrið?

Stefna mynstur einkennir merkjaaflið sem gefið er út í ákveðna átt. Til einföldunar gerum við ráð fyrir að grindarþættirnir séu ísótrópískir, þ.e. fyrir hvert þeirra er kraftur merkis sem gefur frá sér ekki háð stefnunni. Mögnun eða dempun þess afls sem ristið gefur frá sér í ákveðna átt fæst vegna truflun Rafsegulbylgjur sendar frá ýmsum þáttum loftnetsins. Stöðugt truflunarmynstur fyrir rafsegulbylgjur er aðeins mögulegt ef þær eru samræmi, þ.e. fasamunur merkjanna ætti ekki að breytast með tímanum. Helst ætti hver þáttur loftnetsfylkingarinnar að geisla harmoniskt merki á sömu flutningstíðni $inline$f_{0}$inline$. Hins vegar, í reynd, þarf að vinna með þröngbandsmerki með endanlegri breidd $inline$Delta f << f_{0}$inline$.
Láttu alla AR þætti senda frá sér sama merki með flókin amplitude $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. Síðan á fjarlægur við móttakara er hægt að tákna merkið sem er móttekið frá n-ta frumefninu í greinandi form:

$$display$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$display$$

þar sem $inline$tau_n$inline$ er seinkunin á útbreiðslu merkja frá loftnetseiningunni að móttökustaðnum.
Slíkt merki er "kvasi-harmonískt", og til að fullnægja samræmisskilyrðinu, er nauðsynlegt að hámarks seinkun á útbreiðslu rafsegulbylgna milli einhverra tveggja frumefna sé mun minni en einkennandi breytingatími í merkjahjúpnum $inline$T$inline$, þ.e. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. Þannig er hægt að skrifa skilyrðið fyrir samhengi þröngbandsmerkis sem hér segir:

$$display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$display$$

þar sem $inline$D_{max}$inline$ er hámarksfjarlægð milli AR frumefna og $inline$с$inline$ er ljóshraði.

Þegar merki er móttekið er samfelld samantekt framkvæmd stafrænt í landvinnslueiningunni. Í þessu tilviki er flókið gildi stafræna merkis við úttak þessarar blokkar ákvarðað af tjáningunni:

$$display$$y=sum_{n=1}^Nw_n^*x_n$$display$$

Það er þægilegra að tákna síðustu tjáninguna í forminu punktur vara N-víddar flóknar vektorar á fylkisformi:

$$display$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$display$$

þar sem w и x eru dálkavigrar og $inline$(.)^H$inline$ er aðgerðin Hermitian samtenging.

Vektor framsetning merkja er ein af þeim grundvallaratriðum þegar unnið er með loftnetsfylki, vegna þess að gerir þér oft kleift að forðast fyrirferðarmikla stærðfræðilega útreikninga. Að auki gerir það að bera kennsl á merki sem er móttekið á ákveðnu augnabliki með vigri oft kleift að draga úr raunverulegu eðliskerfinu og skilja hvað nákvæmlega er að gerast frá sjónarhóli rúmfræðinnar.

Til að reikna út geislunarmynstur loftnetsfylkis þarftu að „ræsa“ sett af flugvélarbylgjur úr öllum mögulegum áttum. Í þessu tilviki eru gildi vektorþáttanna x getur verið fulltrúi á eftirfarandi formi:

$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r}_n)}$$display$$

þar sem k - bylgjuvektor, $inline$phi$inline$ og $inline$theta$inline$ – azimut horn и hæðarhorn, sem einkennir komustefnu flugbylgju, $inline$textbf{r}_n$inline$ er hnit loftnetsþáttarins, $inline$s_n$inline$ er frumefni áfangavigursins s planbylgja með bylgjuvektor k (í enskum bókmenntum er áfangavigur kallaður steerage vektor). Háð amplitude í veldi magnsins y frá $inline$phi$inline$ og $inline$theta$inline$ ákvarðar geislunarmynstur loftnetsfylkingarinnar fyrir móttöku fyrir tiltekinn vektor þyngdarstuðla w.

Eiginleikar geislunarmynsturs loftnetsins

Það er þægilegt að rannsaka almenna eiginleika útgeislunarmynsturs loftnetsfylkja á línulegu jafnfjarlægu loftnetsfylki í láréttu plani (þ.e. mynstrið fer aðeins eftir azimuthal horninu $inline$phi$inline$). Þægilegt frá tveimur sjónarhornum: greiningarreikningum og sjónrænni framsetningu.

Við skulum reikna DN fyrir einingaþyngdarvigur ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$), eftir því sem lýst er ofan nálgun.
Stærðfræði hérAðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Vörpun bylgjuvigursins á lóðrétta ásinn: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
Lóðrétt hnit loftnetseiningar með vísitölu n: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
Hér d - tímabil loftnetsfylkis (fjarlægð milli aðliggjandi þátta), λ - bylgjulengd. Allir aðrir vektor þættir r eru jöfn núlli.
Merkið sem móttekið er af loftnetsfylkingunni er skráð á eftirfarandi formi:

$$display$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$display$$

Við skulum beita formúlunni fyrir summar af rúmfræðilegri framvindu и framsetning hornafræðifalla með tilliti til flókinna veldisvísis :

$$display$$y=frac{1-exp{i2pi Nfrac{d}{lambda}sinphi}}{1-exp{i2pi frac{d}{lambda}sinphi}}=frac{sin(pi frac{Nd} {lambda}sinphi)}{sin(pi frac{d}{lambda}sinphi)}exp{ipi frac{d(N-1)}{lambda}sinphi}$$display$$


Fyrir vikið fáum við:

$$display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $display$$

Tíðni geislunarmynsturs

Loftnetsgeislunarmynstrið sem myndast er reglubundið fall af sinus hornsins. Þetta þýðir að á ákveðnum gildum hlutfallsins d/λ það hefur diffraction (viðbótar) hámark.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)Óstaðlað geislunarmynstur loftnetsfylkingarinnar fyrir N = 5
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)Staðlað geislunarmynstur loftnetsfylkingarinnar fyrir N = 5 í pólhnitakerfinu

Hægt er að skoða stöðu „diffraction skynjara“ beint frá formúlur fyrir DN. Hins vegar munum við reyna að skilja hvaðan þeir koma líkamlega og rúmfræðilega (í N-víðu rúmi).

Elements áfangaskiptingu vektor s eru flóknir veldisvísir $inline$e^{iPsi n}$inline$, gildi þeirra eru ákvörðuð af gildi almenna hornsins $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$. Ef það eru tvö almenn horn sem samsvara mismunandi komuáttum flugbylgju, þar sem $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$, þá þýðir þetta tvennt:

  • Líkamlega: Planbylgjur sem koma úr þessum áttum valda sams konar amplitude-fasadreifingu rafsegulsveiflna á þætti loftnetsfylkingarinnar.
  • Rúmfræðilega: áfangavigrar því þessar tvær áttir falla saman.

Stefna öldukomu sem tengjast á þennan hátt eru jafngildar frá sjónarhóli loftnetsfylkingarinnar og eru óaðgreinanlegar hver frá annarri.

Hvernig á að ákvarða svæði hornanna þar sem aðeins eitt aðalhámark DP liggur alltaf í? Við skulum gera þetta í nágrenni við núll azimuth út frá eftirfarandi athugunum: Stærð fasaskiptingar milli tveggja samliggjandi þátta verður að liggja á bilinu $inline$-pi$inline$ til $inline$pi$inline$.

$$display$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi

Með því að leysa þennan ójöfnuð fáum við skilyrði fyrir svæði sérstöðu í nágrenni við núll:

$$display$$|sinphi|

Það má sjá að stærð svæðis sérstöðu í horni fer eftir tengslum d/λ. Ef d = 0.5λ, þá er hver stefna fyrir komu merkja „einstakling“ og sérstöðusvæðið nær yfir allt svið hornanna. Ef d = 2.0λ, þá eru áttirnar 0, ±30, ±90 jafngildar. Diffraction lobes birtast á geislunarmynstrinu.

Venjulega er leitast við að bæla sveiflublöð með því að nota stefnuvirka loftnetseiningar. Í þessu tilviki er allt geislunarmynstur loftnetsfylkingarinnar afrakstur mynsturs eins frumefnis og fylkis samsætuþátta. Færibreytur mynsturs eins þáttar eru venjulega valdar út frá skilyrðinu fyrir ótvíræðu svæði loftnetsfylkingarinnar.

Breidd aðalblaða

Víða þekkt verkfræðiformúla til að áætla breidd aðallófa loftnetskerfis: $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$, þar sem D er einkennandi stærð loftnetsins. Formúlan er notuð fyrir ýmsar gerðir loftneta, þar á meðal spegla. Við skulum sýna að það gildir einnig fyrir loftnetsfylki.

Við skulum ákvarða breidd aðalblaðsins með fyrstu núllum mynstrsins í nágrenni við aðalhámarkið. Teljari tjáningar fyrir $inline$F(phi)$inline$ hverfur þegar $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$. Fyrstu núllin samsvara m = ±1. Að trúa $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ við fáum $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$.

Venjulega er breidd stefnumótunarmynsturs loftnetsins ákvörðuð af hálfafli (-3 dB). Í þessu tilviki, notaðu orðatiltækið:

$$display$$Delta phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$display$$

DæmiAðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)

Hægt er að stjórna breidd aðallófans með því að stilla mismunandi amplitude gildi fyrir þyngdarstuðla loftnetsfylkisins. Við skulum íhuga þrjár dreifingar:

  • Samræmd amplitude dreifing (þyngd 1): $inline$w_n=1$inline$.
  • Amplitude gildi lækka í átt að brúnum ristarinnar (þyngd 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
  • Amplitude gildi hækkandi í átt að brúnum ristarinnar (þyngd 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$

Myndin sýnir staðlað geislunarmynstur sem myndast á logaritmískum mælikvarða:Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Eftirfarandi strauma má rekja af myndinni: dreifing þyngdarstuðla sem minnkar í átt að brúnum fylkisins leiðir til breikkunar á aðallobi mynstrsins, en lækkunar á stigi hliðarlobanna. Amplitude gildi sem aukast í átt að brúnum loftnetsfylkingarinnar, þvert á móti, leiða til þrengingar á aðallobnum og hækkun á stigi hliðarlobanna. Það er þægilegt að íhuga að takmarka tilvik hér:

  1. Magn þyngdarstuðla allra frumefna nema þeirra öfga eru jöfn núlli. Þyngd ystu þátta er jöfn einum. Í þessu tilviki verður grindin jafngild tveggja þátta AR með punkti D = (N-1)d. Það er ekki erfitt að áætla breidd aðalblaðsins með því að nota formúluna hér að ofan. Í þessu tilviki munu hliðarveggir breytast í sveigjuhámark og samræmast aðalhámarkinu.
  2. Þyngd miðþáttarins er jöfn einum og allir aðrir eru jafngildir núlli. Í þessu tilviki fengum við í rauninni eitt loftnet með samsætu geislunarmynstri.

Stefna aðalhámarks

Svo, við skoðuðum hvernig þú getur stillt breidd aðalblaða AP AP. Nú skulum við sjá hvernig á að stýra stefnunni. Við skulum muna vektor tjáningu fyrir móttekið merki. Við skulum vilja að hámark geislunarmynstrsins líti í ákveðna átt $inline$phi_0$inline$. Þetta þýðir að hámarksafl ætti að berast úr þessari átt. Þessi stefna samsvarar áfangavigri $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ í N-víddar vigurrými, og móttekið afl er skilgreint sem veldi mælikvarða þessa áfangavigurs og vigur þyngdarstuðla w. Stöðvarafurð tveggja vigra er hámark þegar þeir collinear, þ.e. $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$, þar sem β - einhver eðlilegur þáttur. Þannig, ef við veljum þyngdarvigur sem er jafn og áfangavigur fyrir nauðsynlega stefnu, munum við snúa hámarki geislunarmynstrsins.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Líttu á eftirfarandi vogunarstuðla sem dæmi: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$

$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1)sin(10pi/180)}$$display$$

Fyrir vikið fáum við geislunarmynstur með aðalhámarkið í átt að 10°.

Nú notum við sömu þyngdarstuðla, en ekki fyrir móttöku merkja, heldur sendingu. Hér er rétt að íhuga að þegar merki er sent breytist stefna bylgjuvigursins í hið gagnstæða. Þetta þýðir að þættirnir áfangavektor fyrir móttöku og sendingu eru þeir ólíkir í tákni veldisvísisins, þ.e. eru samtengd með flókinni samtengingu. Þar af leiðandi fáum við hámark geislunarmynsturs fyrir sendingu í átt að -10°, sem fellur ekki saman við hámark geislunarmynsturs fyrir móttöku með sömu þyngdarstuðlum Til að leiðrétta ástandið þarf að beita flókinni samtengingu á þyngdarstuðlana líka.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Lýst eiginleiki myndunar mynsturs fyrir móttöku og sendingu ætti alltaf að hafa í huga þegar unnið er með loftnetsfylki.

Leikum okkur með geislunarmynstrið

Nokkrar hæðir

Við skulum setja okkur það verkefni að mynda tvö meginhámörk geislunarmynstrsins í áttina: -5° og 10°. Til að gera þetta veljum við sem þyngdarvigur vegna summu áfangavigra fyrir samsvarandi áttir.

$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)textbf{s}(-5°)$$display$$

Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)Að stilla hlutfallið β Þú getur stillt hlutfallið á milli helstu petals. Hér er aftur þægilegt að skoða hvað er að gerast í vektorrými. Ef β er stærra en 0.5, þá liggur vigur þyngdarstuðla nær s(10°), annars til s(-5°). Því nær sem þyngdarvigurinn er einum af fasorunum, því meiri samsvarandi mælikvarða, og því gildi samsvarandi hámarks DP.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Hins vegar er vert að íhuga að bæði aðalblöðin hafa takmarkaða breidd, og ef við viljum stilla okkur í tvær nálægar áttir, þá renna þessi krónublöð saman í eitt, stilla í einhverja miðstefnu.

Eitt hámark og núll

Nú skulum við reyna að stilla hámark geislunarmynstrsins í áttina $inline$phi_1=10°$inline$ og bæla um leið merkið sem kemur úr áttinni $inline$phi_2=-5°$inline$. Til að gera þetta þarftu að stilla DN núllið fyrir samsvarandi horn. Þú getur gert þetta á eftirfarandi hátt:

$$display$$textbf{w}=textbf{s}_1-frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{N}textbf{s}_2$$display$$

þar sem $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$ og $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)
Rúmfræðileg merking þess að velja þyngdarvigur er sem hér segir. Við viljum þennan vektor w hafði hámarksvörpun á $inline$textbf{s}_1$inline$ og var á sama tíma hornrétt á vektorinn $inline$textbf{s}_2$inline$. Vigur $inline$textbf{s}_1$inline$ má tákna sem tvö hugtök: collinear vektor $inline$textbf{s}_2$inline$ og hornréttur vektor $inline$textbf{s}_2$inline$. Til að fullnægja vandamálayfirlýsingunni er nauðsynlegt að velja seinni þáttinn sem vektor þyngdarstuðla w. Hægt er að reikna út samlínuþáttinn með því að varpa vektornum $inline$textbf{s}_1$inline$ á staðlaða vektorinn $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ með því að nota skalarafurðina.

$$display$$textbf{s}_{1||}=frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{sqrt{N}} $$ sýna$$

Í samræmi við það, með því að draga samlínuþáttinn hans frá upprunalega áfangavigunni $inline$textbf{s}_1$inline$, fáum við nauðsynlegan þyngdarvigur.
Aðlagandi loftnetsfylki: hvernig virkar það? (Grunnatriði)

Nokkrar athugasemdir til viðbótar

  1. Alls staðar hér að ofan sleppti ég því að staðla þyngdarvigur, þ.e. lengd hennar. Þannig að eðlileg þyngdarvigur hefur ekki áhrif á eiginleika loftnetsgeislunarmynstrsins: stefnu aðalhámarksins, breidd aðalblaðsins osfrv. Það er líka hægt að sýna fram á að þessi normalization hefur ekki áhrif á SNR við úttak landvinnslueiningarinnar. Í þessu sambandi, þegar miðað er við staðbundna merkjavinnslu reiknirit, þá samþykkjum við venjulega eininganormalization þyngdarvigursins, þ.e. $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
  2. Möguleikarnir á að mynda mynstur loftnetsfylkis ráðast af fjölda frumefna N. Því fleiri þættir, því víðtækari eru möguleikarnir. Því meiri frelsisgráður þegar staðbundin þyngdarvinnsla er innleidd, því fleiri möguleikar á því hvernig á að „snúa“ þyngdarvigrinum í N-víddarrými.
  3. Þegar geislunarmynstur er tekið á móti er loftnetsfylkingin ekki til líkamlega og allt þetta er aðeins til í „ímyndunarafli“ tölvueiningarinnar sem vinnur merkið. Þetta þýðir að á sama tíma er hægt að búa til nokkur mynstur og sjálfstætt vinna úr merki sem koma úr mismunandi áttum. Þegar um flutning er að ræða er allt nokkuð flóknara, en það er líka hægt að búa til nokkur DN til að senda mismunandi gagnastrauma. Þessi tækni í samskiptakerfum er kölluð MIMO.
  4. Með því að nota matlab kóðann sem er kynntur geturðu leikið þér sjálfur með DN
    Code

    % antenna array settings
    N = 10;             % number of elements
    d = 0.5;            % period of antenna array
    wLength = 1;        % wavelength
    mode = 'receiver';  % receiver or transmitter
    
    % weights of antenna array
    w = ones(N,1);    
    % w = 0.5 + 0.3*cos(2*pi*((0:N-1)-0.5*(N-1))/N).';
    % w = 0.5 - 0.3*cos(2*pi*((0:N-1)-0.5*(N-1))/N).';
    % w = exp(2i*pi*d/wLength*sin(10/180*pi)*(0:N-1)).';
    % b = 0.5; w = b*exp(2i*pi*d/wLength*sin(+10/180*pi)*(0:N-1)).' + (1-b)*exp(2i*pi*d/wLength*sin(-5/180*pi)*(0:N-1)).';
    % b = 0.5; w = b*exp(2i*pi*d/wLength*sin(+3/180*pi)*(0:N-1)).' + (1-b)*exp(2i*pi*d/wLength*sin(-3/180*pi)*(0:N-1)).';
    
    % s1 = exp(2i*pi*d/wLength*sin(10/180*pi)*(0:N-1)).';
    % s2 = exp(2i*pi*d/wLength*sin(-5/180*pi)*(0:N-1)).';
    % w = s1 - (1/N)*s2*s2'*s1;
    % w = s1;
    
    % normalize weights
    w = w./sqrt(sum(abs(w).^2));
    
    % set of angle values to calculate pattern
    angGrid_deg = (-90:0.5:90);
    
    % convert degree to radian
    angGrid = angGrid_deg * pi / 180;
    % calculate set of steerage vectors for angle grid
    switch (mode)
        case 'receiver'
            s = exp(2i*pi*d/wLength*bsxfun(@times,(0:N-1)',sin(angGrid)));
        case 'transmitter'
            s = exp(-2i*pi*d/wLength*bsxfun(@times,(0:N-1)',sin(angGrid)));
    end
    
    % calculate pattern
    y = (abs(w'*s)).^2;
    
    %linear scale
    plot(angGrid_deg,y/max(y));
    grid on;
    xlim([-90 90]);
    
    % log scale
    % plot(angGrid_deg,10*log10(y/max(y)));
    % grid on;
    % xlim([-90 90]);

Hvaða vandamál er hægt að leysa með því að nota aðlögunarloftnet?

Besta móttaka á óþekktu merkiEf komuátt merksins er óþekkt (og ef samskiptarásin er fjölbrauta, þá eru nokkrar áttir almennt), þá er hægt að mynda ákjósanlegan þyngdarvigur með því að greina merkið sem móttekið er af loftnetsfylkingunni w þannig að SNR við úttak landvinnslueiningarinnar verði hámark.

Besta merkjamóttaka gegn bakgrunnshljóðiHér er vandamálið sett fram sem hér segir: staðbundnar breytur væntanlegs gagnlegs merkis eru þekktar, en það eru truflanir í ytra umhverfi. Nauðsynlegt er að hámarka SINR við úttak AP, lágmarka áhrif truflana á móttöku merkja eins mikið og mögulegt er.

Besta merkjasending til notandansÞetta vandamál er leyst í farsímasamskiptakerfum (4G, 5G), sem og í Wi-Fi. Merkingin er einföld: með hjálp sérstakra flugmerkja í endurgjöf notenda eru staðeinkenni samskiptarásarinnar metin og á grundvelli hennar er valinn vigur þyngdarstuðla sem er ákjósanlegur fyrir sendingu.

Staðbundin margföldun gagnastraumaAðlagandi loftnetsfylki leyfa gagnasendingu til nokkurra notenda á sama tíma á sömu tíðni og mynda einstakt mynstur fyrir hvern þeirra. Þessi tækni er kölluð MU-MIMO og er nú í virkri framkvæmd (og einhvers staðar þegar) í samskiptakerfum. Möguleikinn á staðbundinni margföldun er til dæmis veittur í 4G LTE farsímasamskiptastaðlinum, IEEE802.11ay Wi-Fi staðlinum og 5G farsímasamskiptastöðlunum.

Sýndarloftnetsfylki fyrir ratsjárStafræn loftnetsfylki gerir það mögulegt, með því að nota nokkra sendiloftnetseiningar, að mynda sýndarloftnetsfylki af verulega stærri stærðum fyrir merkjavinnslu. Sýndarnet hefur alla eiginleika raunverulegs, en þarf minna vélbúnað til að útfæra.

Mat á breytum geislagjafaAðlagandi loftnetsfylki gera kleift að leysa vandamálið við að áætla fjölda, afl, hyrnd hnit uppsprettur útvarpsgeislunar, koma á tölfræðilegri tengingu milli merkja frá mismunandi uppsprettum. Helsti kosturinn við aðlögunarloftnetsfylki í þessu efni er hæfileikinn til að ofurupplausn nálægra geislagjafa. Uppsprettur, hornfjarlægðin á milli þeirra er minni en breidd aðalblaða geislunarmynsturs loftnetsins (Rayleigh upplausnarmörk). Þetta er aðallega mögulegt vegna vektorframsetningar merksins, hins vel þekkta merkjalíkans, sem og búnaðar línulegrar stærðfræði.

Þakka þér fyrir athygli þína.

Heimild: www.habr.com

Bæta við athugasemd