همان طور که قبلا گفته شد، سیستم های MIMO بهره ی ظرفیت کانال را به صورت قابل ملاحظه ای نسبت به سیستم های SISO افزایش می دهند. در ادامه به معرفی ظرفیت کانال MIMO در حالت قطعی[۵۱] و حالت تصادفی[۵۲] می پردازیم.
حالت قطعی
با فرض معلوم بودن H در طرف گیرنده (در اکثر قریب به اتفاق سیستم های مخابراتی اطلاعات کانال در گیرنده از طریق ارسال سیگنال آموزشی[۵۳] توسط فرستنده و به کارگیری الگوریتم های تئوری تخمین بدست می آید) و تشکیل شدن بردار سیگنال ارسالی از M جزء مستقل با توان مساوی و توزیع گوسی مختلط متقارن دایروی، ظرفیت کانال MIMO در حالت قطعی بدین صورت بدست می آید [۶۷]:
(۱-۱۰)(۱۰-۱) |
واحد ظرفیت کانال بر حسب می باشد.
حالت تصادفی
با توجه به اینکه H تصادفی می باشد، ظرفیت ارگودیک کانال به صورت زیر می باشد:
(۱-۱۰)(۱-۱۱) |
که در آن امید ریاضی نسبت به کانال تصادفی می باشد. با ثابت بودن تعداد آنتن های گیرنده، هر چه بزرگتر شود و در نتیجه ظرفیت ارگودیک با بزرگ شدن به صورت حدی معادل می شود با [۶۷]:
(۱-۱۰)(۱-۱۲) |
بنابراین در این حالت، ظرفیت ارگودیک به صورت خطی با افزایش تعداد آنتن های گیرنده افزایش می یابد که به صورت قابل ملاحظه ای بهره ی ظرفیت کانال محوشدگی MIMO را بهبود می بخشد. در شکل (۱-۳) ظرفیت ارگودیک به صورت تابعی از SNR برای سیستم های چند آنتنه ی مختلف در یک محیط محوشدگی رسم شده است. همان طور که در این شکل دیده می شود، استفاده از چند آنتن درفرستنده و گیرنده افزایش قابل توجهی را در ظرفیت کانال نسبت به استفاده از چند آنتن، تنها در یک طرف سیستم مخابراتی بدست می دهد.
ظرفیت ارگودیک کانال MIMO [8]
فصل دوم
سیستم OFDM
مقدمه
فراهم آوردن نرخ داده ی بالا به عنوان یک چالش کلیدی در سیستم های مخابرات بیسیم، استفاده از تکنیک هایی را که به صورت موثری از پهنای باند استفاده می کنند بسیار مورد توجه قرار داده است. در یک سیستم مخابراتی دیجیتال که از مدولاسیون خطی (عموما QAM[54] یا PSK[55]) استفاده می کند، دریافت سیگنال بدون داشتن تداخل بین سمبلی[۵۶] (ISI) تنها زمانی ممکن است که شرط (معیار نایکوﺋیست[۵۷]):
(۲-۱) |