Uyarlanabilir ışın şekillendirici - Adaptive beamformer

Bir uyarlanabilir hüzmeleyici uyarlanabilir uzaysal gerçekleştiren bir sistemdir sinyal işleme bir dizi verici veya alıcı ile. Sinyaller, seçilen bir yöne / yönden sinyal gücünü artıracak şekilde birleştirilir. Diğer yönlere giden / gelen sinyaller iyi huylu veya yıkıcı bir şekilde birleştirilerek, sinyalin istenmeyen yöne / yönden bozulmasına neden olur. Bu teknik, hem radyo frekansında hem de akustik dizilerde kullanılır ve bir dizi alıcı veya vericiyi fiziksel olarak hareket ettirmeden yönsel hassasiyet sağlar.

Motivasyon / Uygulamalar

Uyarlanabilir hüzmeleme ilk olarak 1960'larda sonar ve radarın askeri uygulamaları için geliştirildi.[1] Işın şekillendirme için birkaç modern uygulama vardır; en görünür uygulamalardan biri, ticari kablosuz ağlardır. LTE. Uyarlanabilir hüzmelemenin ilk uygulamaları, askeri alanda sinyal sıkışmasının etkisini azaltmak için büyük ölçüde radar ve elektronik karşı önlemlere odaklandı.[2]

  • Radar kullanımlar burada görülebilir Aşamalı dizi radarı. Tam olarak uyarlanabilir olmasa da, bu radar uygulamaları statik veya dinamik (taramalı) hüzmelemeden yararlanır.
  • 3GPP Long Term Evolution gibi ticari kablosuz standartları (LTE (telekomünikasyon) ) ve IEEE 802.16 WiMax Her bir standart dahilinde temel hizmetleri etkinleştirmek için uyarlanabilir ışın biçimlendirmeye güvenir.[3]

Temel konseptler

Uyarlanabilir bir hüzmeleme sistemi, dalga yayılımı ve faz ilişkileri ilkelerine dayanır. Görmek Yapıcı girişim, ve Hüzmeleme. Üst üste binen dalgalar ilkelerini kullanarak, daha yüksek veya daha düşük genlikli bir dalga oluşturulur (örneğin, alınan sinyalin geciktirilmesi ve ağırlıklandırılmasıyla). Uyarlanabilir hüzmeleme sistemi, istenen bir parametreyi maksimize etmek veya en aza indirmek için dinamik olarak adapte olur. Sinyal-parazit artı gürültü oranı.

Tx1, Tx2 ve Tx3 tarafından iletilen sinyalin fazını ve büyüklüğünü ayarlayarak oluşturulan bir anten kazanç modeli. Faz ve büyüklüğün dinamik olarak ayarlanması, anten kazanım modelinin değişmesine neden olacaktır.

Uyarlanabilir Hüzmeleme Şemaları

Hüzmeleme tasarımına yaklaşmanın birkaç yolu vardır, ilk yaklaşım sinyal-gürültü oranını maksimize ederek uygulanmıştır (SNR ) tarafından Applebaum 1965.[4] Bu teknik, gürültüyü (parazit veya parazit gibi) en aza indirirken alma sinyali gücünü maksimize etmek için sistem parametrelerini uyarlar. Diğer bir yaklaşım ise Widrow tarafından uygulanan En Küçük Ortalama Kareler (LMS) hata yöntemi ve 1969 yılında Capon tarafından geliştirilen Maksimum Olabilirlik Yöntemi (MLM) 'dir.[5] Hem Applebaum hem de Widrow algoritmaları birbirine çok benziyor ve en uygun çözüme doğru birleşiyor.[6] Ancak bu tekniklerin uygulama dezavantajları vardır. Reed, 1974'te Sample-Matrix Inversion (SMI) olarak bilinen bir tekniği gösterdi. SMI, Applebaum ve Widrow'un algoritmalarının aksine, uyarlanabilir anten dizisi ağırlıklarını doğrudan belirler.[7]

Yukarıda tanıtılan uyarlamalı tekniklerin ayrıntılı bir açıklaması burada bulunabilir:

Ayrıca bakınız

  • Hüzmeleme uzaysal ışını hedef yöne odaklayan ve uzaysal ışını sıfırlanmış girişim sinyalini yapan uzamsal sinyal işlemedir.
  • Akıllı Antenler tek girişli ve çoklu çıkışlı (SIMO), çoklu girişli ve tek çıkışlı (MISO) ve çoklu girişli ve çoklu çıkışlı (MIMO) yapılar olan üç yapıdan birine sahip çoklu anten sistemidir.
  • MIMO vericide çoklu verici antenleri ve alıcıda çoklu alıcı antenleri bulunan gelişmiş bir akıllı anten sistemidir.
Bir vericiden bir alıcıya çoklu sinyal yollarını göstermek için kullanılan bir dizi verici ve alıcı.

Referanslar

  1. ^ Blogh, J.; Hanzo, L. (2002). Üçüncü Nesil Sistemler ve Akıllı Kablosuz Ağ: Akıllı Antenler ve Uyarlanabilir Modülasyon. Wiley-IEEE Basın.
  2. ^ Monzingo, Robert A. Miller, Thomas W. (2004). Uyarlanabilir Dizilere Giriş. SciTech Yayıncılık.
  3. ^ Qinghua Li; Guangjie Li; Wookbong Lee; Moon-il Lee; Mazzarese, D .; Clerckx, B .; Zexian Li (Mayıs 2010). "WiMAX ve LTE'de MIMO teknikleri: Bir Özelliğe Genel Bakış". IEEE Communications Magazine. 48 (5): 86, 92. doi:10.1109 / mcom.2010.5458368.
  4. ^ Blogh, J.; Hanzo, L. (2002). Üçüncü Nesil Sistemler ve Akıllı Kablosuz Ağ: Akıllı Antenler ve Uyarlanabilir Modülasyon. Wiley-IEEE Basın.
  5. ^ Blogh, J.; Hanzo, L. (2002). Üçüncü Nesil Sistemler ve Akıllı Kablosuz Ağ: Akıllı Antenler ve Uyarlanabilir Modülasyon. Wiley-IEEE Basın.
  6. ^ Monzingo, Robert A. Miller, Thomas W. (2004). Uyarlanabilir Dizilere Giriş. SciTech Yayıncılık.
  7. ^ Blogh, J.; Hanzo, L. (2002). Üçüncü Nesil Sistemler ve Akıllı Kablosuz Ağ: Akıllı Antenler ve Uyarlanabilir Modülasyon. Wiley-IEEE Basın.