Zastosowania techniki MIMO w optycznych systemach transmisji krótkiego zasięgu
Nieustanny rozwój usług internetowych, a także postępujące zmiany organizacji
życia społecznego wiążące się z przenoszeniem wielu form aktywności do sieci
sprawiają, że już dziś wskazuje się, że systemy te mogą mieć duże problemy z
wydajnością w najbliższych latach. Niestety, możliwości ich dalszego rozwoju są
problematyczne. Wynika to m.in. z ograniczenia w dostępności pasma, które wykorzystują.
W związku z tym poszukuje się również rozwiązań alternatywnych. W opracowaniu omówiono
zagadnienia związane z optyczną bezprzewodową i przewodową transmisją MIMO krótkiego
zasięgu oraz rozwiązanie hybrydowe – systemy transmisji RoF.
Opis techniki MIMO rozpoczęto od jej źródeł, a mianowicie od prześledzenia jej
historii i aktualnego statusu w odniesieniu do systemów transmisji radiowej, co pozwala
lepiej zrozumieć jej istotę i możliwości.
Wykaz skrótów i oznaczeń . 9
1. Wstęp 13
1.1. MIMO w transmisji radiowej . 14
1.2. MIMO w transmisji optycznej 16
1.3. Twierdzenie Telatar’a . 20
1.4. Cel i struktura pracy 22
2. Systemy transmisji MIMO – teoria . 23
2.1. Implikacje wykorzystania wielu nadajników/odbiorników 25
2.1.1. Zysk dywersyfi kacji. 26
2.1.2. Zysk multipleksacji . 27
2.2. Model systemu transmisji MIMO . 28
2.2.1. Systemy MIMO wąsko i szerokopasmowe . 32
2.2.2. Uwarunkowanie numeryczne macierzy kanałowej . 33
2.3. Pojemność informacyjna systemu MIMO 35
2.3.1. Efektywność widmowa kanału 40
2.4. Odbiór sygnałów w systemie MIMO 44
2.4.1. Metody odbioru . 45
2.4.2. Odbiór w systemach optycznych . 49
2.5. Podsumowanie 50
3. Optyczna bezprzewodowa transmisja MIMO krótkiego zasięgu . 51
3.1. Systemy transmisji FSO-MIMO . 52
3.2. Bezprzewodowa transmisja VLC . 52
3.3. Systemy transmisji VLC a technika MIMO . 54
3.3.1. Niezależność kanałów MIMO a redukcja SNR w odbiorniku 56
3.3.2. Optyczne systemy MIMO-VLC krótkiego zasięgu – klasyfi kacja 58
3.3.3 System transmisji MIMO-VLC – model numeryczny 59
3.3.4. Wyniki analizy numerycznej oraz ich dyskusja 63
3.4. Transmisja MIMO SVD-VLC 67
3.5. Transmisja MIMO-OCC . 67
3.6. Rozwiązania autorskie 71
3.6.1. 2-kanałowy system MIMO-VLC LED-LED . 71
3.6.2. 2-kanałowy system OCC-MIMO 81
3.7. Podsumowanie 85
4. Optyczna transmisja przewodowa MIMO krótkiego zasięgu . 88
4.1. Zastosowania techniki MIMO w optycznych systemach transmisji przewodowej 88
4.2. Transmisja MIMO w światłowodach wielomodowych 89
4.3. Transmisja niekoherentna MIMO po światłowodzie MM – analiza 97
4.3.1. Światłowód wielomodowy i jego charakterystyka 97
4.3.2. Transmisji niekoherentna MIMO w paśmie podstawowym MMF – analiza 105
4.3.3. Transmisja MIMO poza pasmem podstawowym MMF – analiza 117
4.4. Rozwiązania autorskie 126
4.4.1. 2-kanałowy system MGDM-MIMO 127
4.4.2. 2-kanałowy system RSC-MIMO . 130
4.4.3. Sprzęgacze optyczne i ich wpływ na efektywność widmową transmisji MIMO
138
4.5. Podsumowanie 143
5. Systemy RoF – rozwiązanie hybrydowe 145
5.1. Systemy transmisji RoF 146
5.1.1. Transmisja MIMO w sieciach RoF . 148
5.2. System autorski . 149
5.2.1. Badania 152
5.3. Szum zdudniania OBI – analiza 159
5.4. Podsumowanie 162
6. Podsumowanie i wnioski . 163
Bibliografia 166
Streszczenia 178
180 stron, oprawa miękka
