Μελέτη βελτιστοποίησης της αμοιβαίας σύζευξης μεταξύ στοιχείων κεραιών ΜΙΜΟ

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, ο αλματώδης ρυθμός με τον οποίο μεταβάλλεται η τεχνολογία και οι σχετικές υπηρεσίας είχαν σαν συνέπεια και την παράλληλη ζήτηση για αυξημένη χωρητικότητα και ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. Η τεχνολογία Πολλαπλής – Εισόδου – Εξόδου ΜΙΜΟ (Multiple – Input – Multiple – Output), η οποία αποτελεί την εξέλιξη του παλαιότερου τηλεπικοινωνιακού συστήματος Μονής – Εισόδου – Εξόδου SISO (Single – Input – Single – Output) εφαρμόστηκε προκειμένου να επιτευχθούν οι προαναφερθείσες απαιτήσεις. Ένα ΜΙΜΟ σύστημα έχει την ικανότητα να στέλνει και να δέχεται πολλαπλά ανεξάρτητα κανάλια ταυτόχρονα, επάνω στο ίδιο κανάλι, το οποίο αποτελεί μία ικανοποιητική λύση στο πρόβλημα της διάδοσης των πολλαπλών διαδρομών (multipath propagation). Όμως, παρά τα πλεονεκτήματά της, το γεγονός ότι σε ένα ΜΙΜΟ σύστημα οι κεραίες είναι τοποθετημένες σε πολύ κοντινή απόσταση μεταξύ τους δημιουργεί αμοιβαία σύζευξη μεταξύ των στοιχείων που εκπέμπουν, κάτι που επηρεάζει αρνητικά τα επιμέρους χαρακτηριστικά της κεραίας και κατά συνέπεια την απόδοση του συστήματος. Η παρούσα διπλωματική εργασία, υπό τον τίτλο “ Μελέτη βελτιστοποίησης της αμοιβαίας σύζευξης μεταξύ στοιχείων κεραιών ΜΙΜΟ”, έχει ως σκοπό τη μελέτη, και ανάλυση συστημάτων ΜΙΜΟ καθώς και τη μελέτη συστημάτων απόζευξης (decoupling networks) που οδηγούν στη μείωση της προαναφερθείσας σύζευξης και την αύξηση της απομόνωσης των στοιχείων μεταξύ τους. Αρχικά γίνεται μια αναδρομή στην ιστορία των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η λειτουργία και η δομή των ΜΙΜΟ συστημάτων καθώς και το πώς τα συστήματα αυτά εκμεταλλεύονται το φαινόμενο των πολλαπλών διαδρομών (multipath), με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται η αύξηση της χωρητικότητας καναλιού. Επιπρόσθετα ορίζεται ο πίνακας μεταφοράς του καναλιού ο οποίος περιέχει στοιχεία που καθορίζουν τα χαρακτηριστικά του καναλιού. Έπειτα δίνονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ΜΙΜΟ συστημάτων και ακολουθεί η περιγραφή του υπό μελέτη φαινομένου της αμοιβαίας σύζευξης και των τεχνικών μείωσης αυτού, ενώ κάθε τεχνική επεξηγείται με αρκετά πρόσφατα παραδείγματα που έχουν βρεθεί στη σύγχρονη βιβλιογραφία. Ουσιαστικό κομμάτι της διπλωματικής αυτής εργασίας αποτελεί το Κεφάλαιο 9 υπό τον τίτλο “Μείωση της αμοιβαίας σύζευξης μεταξύ τετράγωνων κεραιών βρόχου σε σύστημα ΜΙΜΟ κεραιών πολύ μικρών διαστάσεων”, στο οποίο εμφαίνεται η έρευνά μου όσον αφορά τη σχεδίαση συστήματος απόζευξης καθώς και τα αποτελέσματα αυτής. Τέλος, γίνεται σύγκριση όλων των συστημάτων που παρουσιάστηκαν στην εν λόγω εργασία και δίνονται συμπεράσματα που προκύπτουν από το σύνολό της.