공간 멀티플렉싱

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멀티플렉싱
아날로그 변조
AM 에프엠 PM QAM SM SSB
회로 모드 (대역폭 확장)
TDM FDM / WDM SDMA 양극화 공간적 OAM
통계적 다중화 (대역폭 확장)
패킷 교환 동적 TDMA FHSS DSSS OFDMA SC-FDM MC-SS
관련 항목
채널 액세스 방법 중간 접근 제어
v t

공간 멀티플렉싱 또는 공간 분할 멀티플렉싱(흔히 SM, SDM 또는 SMX라고 함)은 MIMO 무선 통신, 광섬유 통신 및 우주에서 분리된 독립 채널을 전송하는 데 사용되는 기타 통신 기술의 멀티플렉싱 기법이다. 다른 멀티플렉싱 기법으로는 FDM(주파수 분할 다중화), TDM(시간 분할 다중화) 또는 PDM(분할 분할 다중화)이 있다.

광섬유 통신

광섬유 통신에서 SDM은 채널을 분리하기 위해 광섬유의 횡단 치수를 사용하는 것을 말한다.

기술

멀티 코어 파이버(MCF)

멀티코어 섬유는 단일코어 이상으로 설계된 섬유다.

모드 분할 다중화(MDM)

모드 분할 다중화는 파이버의 가로 공간 모드를 이용하여 채널을 분리한다.

파이버 번들

번들 섬유는 또한 SDM의 한 형태로 간주되는데, 이것들은 서로 단단하게 묶인 엄청난 수의 섬유들이다.

무선 통신

송신기에 $N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle t_{}}$ ${\$ 안테나가$$ 장착되어 있고 수신기에 ${\displaystyle N_{}}$ $r{\displaystyle {}_{}}$ ${\$ 안테나가$$ 장착되어 있는 경우, 최대 공간 멀티플렉싱 순서(스트리밍 수)는 다음과 같다.

${\displaystyle N_{s}=\min(N_{t},N_{r}\!}$

선형 수신기를 사용하는 경우. 즉, ${\$ 스트림이$$ 병렬로 전송될 수 있으므로 이상적으로는 ${\displaystyle {Ns}_{}}$ ${\$ 스펙트럼 효율 증가(무선 채널을 통해 전송될 수 있는 Hz당 초당 비트 수)를 의미한다. 실제 다중화 이득은 공간 상관관계에 의해 제한될 수 있으며, 이는 일부 병렬 스트림이 매우 약한 채널 이득을 가질 수 있음을 의미한다.

인코딩

오픈 루프 접근법

$N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle t_{}}$ ${\$ 송신기$$ 안테나와 ${\displaystyle N_{}}$ r ${\$ 수신기$$ 안테나가 있는 오픈 루프 MIMO 시스템에서는 입출력 관계를 다음과 같이 설명할 수 있다.

${\displaystyle \mathbf {y} =\mathbf {Hx} +\mathbf {n}}$

여기서 $x{\displaystyle \mathbf{}}$=${\displaystyle }$[ ${\displaystyle {1\mathrm{}}_{}}$, ${\displaystyle {x\mathrm{}}_{}{}_{}}$2${\displaystyle }$,${\displaystyle {}_{}}$…${\displaystyle }$, ${\displaystyle {x{}_{}}_{}}$ ${\displaystyle {N_{}}_{}}$ t${\displaystyle {{}_{}}_{}{}^{}}$] ${\displaystyle T^{}}$ ${\$ =[$x_{1},x_{2},\ldots ,x_{N_{t}}]^$${T}}$ is the ${\displaystyle N_{t}\times 1}$ vector of transmitted symbols, ${\displaystyle \mathbf {y,n} }$ are the ${\displaystyle N_{r}\times 1}$ vectors of received symbols and noise respectively and ${\displaystyle \mathbf {H} }$ is the ${\displaystyle N_{r}$$\times N_{t}}$ 채널 계수 행렬$$. 오픈 루프 공간 멀티플렉싱에서 자주 마주치는 문제는 높은 채널 상관관계와 다중 스트림 사이의 강력한 전력 불균형의 경우를 경계하는 것이다. DVB-NGH 시스템에 대해 검토되고 있는 그러한 확장 중 하나는 소위 eSM(Enhanced Spatial Multiplexing) 체계다.

폐쇄 루프 접근법

폐쇄 루프 MIMO 시스템은 송신기의 채널 상태 정보(CSI)를 이용한다. 대부분의 경우, 피드백 채널의 한계 때문에 송신기에서 부분적인 CSI만 이용할 수 있다. 폐쇄 루프 MIMO 시스템에서는 폐쇄 루프 접근에 대한 입출력 관계를 다음과 같이 설명할 수 있다.

${\displaystyle \mathbf {y} =\mathbf {HWs} +\mathbf {n}}$

여기서 $s{\displaystyle \mathbf{}}$=${\displaystyle }$[ ${\displaystyle {1\mathrm{}}_{}}$, ${\displaystyle {s\mathrm{}}_{}}$ 2${\displaystyle {}_{}}$,${\displaystyle }$… ,${\displaystyle {}_{}}$ N ${\displaystyle {s_{}}_{}}$ ${\displaystyle {{}_{}}_{}{}^{}}$ ${\displaystyle T^{}}$ ${\$${T}}$ is the ${\displaystyle N_{s}\times 1}$ vector of transmitted symbols, ${\displaystyle \mathbf {y,n} }$ are the ${\displaystyle N_{r}\times 1}$ vectors of received symbols and noise respectively, ${\displaystyle \mathbf {H} }$ is the ${\displaystyle N_{r}\time$$채널 계수의 N_{$t} $행렬$과 W ${\$은(는) ${\displaystyle N_{}}$ t${\displaystyle {}_{}}$× ${\displaystyle N_{}}$ s$${\$displaystyle N_{t}\time N_{s}}}$ 선형 사전$$ 처리 행렬이다$$.

성능 향상을 위해 벡터의 기호를 사전 해독하는 데 사전 해독 $매트릭스{\displaystyle \mathbf{}}$W {\$displaystyle \mathbf$ {$W}$}이(가$$) 사용된다. $W{\displaystyle {}_{}}$ ${\$의 열 ${\displaystyle {치수}_{}}$ N$$${\$보다 작은 값을 선택할 수 있으며$$, 여러$$ 가지 이유로 인해 시스템에 ${\displaystyle {Ns}_{}}$ ( ${\displaystyle \ne }$ N $){\displaystyle N_{s}(\neq N_{t})$ 스트림이$$ 필요한 경우에 유용하다. 그 이유의 예는 다음과 같다: MIMO 채널의 순위나 수신 안테나 수가 송신 안테나 수보다 적다.

참고 항목

• 3G 미모
• 공간-시간 코드
• 공간-시간 trellis 코드
• 와이맥스 미모
• 광섬유 통신
• 멀티플렉싱

참조