پاورپوینت , آنتن های هوشمند , 65 اسلاید , pptx
این پاورپوینت با موضوع آنتن های هوشند با 65 اسلاید با عناوین
امروزه کوشش های پیگیرانه ای در جهت استفاده هرچه بیشتر از امواج به جای سیم ها در دنیای کامپیوتر در حال انجام است که برخی از آنها به نتیجه مطلوب رسیده ولی برخی هنوز در مراحل آزمایشی و تحقیقاتی قرار دارند. ارتباطات ماهواره ای از طریق آنتن های عادی دریافت و ارسال یکی از نمونه های برجسته و بسیار کارا در این زمینه است که استفاده موفقیت آمیز از آن اکنون معمول گشته است.
با این حال تکنیک های پیشرفته تری نیز در راه هستند که از آن جمله است به کارگیری آنتن های هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتی و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چیست و چه کاربردی دارد و گذشته از آن، آیا به راستی «آنتن» می تواند «هوشمند»باشد؟
آنتن در سیستم های مخابراتی بیشتر از تمام بخش های دیگر از معرض دید دور مانده است. آنتن دریچه ای است که انرژی فرکانسی رادیویی را از فرستنده به دنیای خارج و از دنیای خارج به گیرنده کوپل می کند. روشی که طی آن انرژی به فضای اطراف توزیع و از آن دریافت می شود اثری بسیار جدی روی استفاده موثر از طیف، برقراری شبکه های جدید و کیفیت سرویس ایجاد شده از این شبکه ها دارد.
به طور کلی دو نوع آنتن داریم:
آنتن همه جهتی
آنتن یک جهتی
سیستم آنتن هوشمند
در حقیقت، آنتن ها هوشمند نیستند بلکه سیستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامی که این سیستم ها در کنار یک ایستگاه پایه قرار می گیرند، آنتن هوشمند از یک ارائه آنتنی با قابلیت پردازش سیگنال دیجیتال برای ارسال و دریافت سیگنال به صورت حساس و تطبیقی استفاده می کند. به عبارت دیگر، چنین سیستمی می تواند به صورت اتوماتیک جهت الگو تشعشعی را در پاسخ به محیط سیگنال تغییر دهد. این مسئله به طرز شگفت انگیزی مشخصه سیستم بی سیم را بهبود می بخشد
اهداف و مزایای یک سیستم آنتن هوشمند
دو هدف سیستم آنتن هوشمند، افزایش کیفیت سیگنال سیستم های رادیویی و افزایش ظرفیت از طریق افزایش استفاده مجدد از فرکانس صورت می گیرد. گین سیگنال، ورودی چند آنتن با هم ترکیب می شود تا توان موجود برای برقراری سطح پوشش مورد نظر بهینه شود.
متمرکز کردن انرژی فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرویس دهی و پوشش ایستگاه پایه را افزایش می دهد. مصرف توان کمتر عمر باتری را بیشتر کرده و تلفن همراه را کوچک تر و سبک تر می کنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سیگنال به تداخل را افزایش می دهند. هزینه کمتر برای تقویت کننده، مصرف توان و قابلیت اطمینان بیشتری را ایجاد خواهد کرد.
کاربرد تکنولوژی آنتن هوشمند
تکنولوژی آنتن هوشمند می تواند به نحو موثری عملکرد سیستم بی سیم را بهبود بخشد و از نظر اقتصادی نیز بسیار به صرفه است. این تکنولوژی کاربران کامپیوترها، سیستم های سلولی و شبکه های حلقه محلی بی سیم را قادر می سازد که کیفیت سیگنال، ظرفیت سیستم و پوشش را بسیار بالا ببرند. کاربران معمولاً در زمان های مختلف، به درصدهای مختلفی از کیفیت، ظرفیت و پوشش نیاز دارند. در اصل سیستم هایی که از نظر ساختار به راحتی قابل تغییر باشند، در دراز مدت بهترین و به صرفه ترین راه حل ها محسوب می شوند.
علت هوشمندی این نوع آنتن ها
در مکان هایی که تعداد کاربر، تداخل و پیچیدگی انتشار زیاد می شود، به سیستم های آنتن هوشمند نیاز خواهد بود. هوشمندی سیستم ها به امکانات آنها برای پردازش سیگنال دیجیتال برمی گردد. مانند اکثر پیشرفت های مدرنی که در صنایع الکترونیک امروزی صورت گرفته است، فرمت دیجیتال از جهت دقت و انعطاف پذیری کارکرد چند مزیت دارد.
سیستم های آنتن هوشمند سیگنال های آنالوگ (نظیر صوت) را گرفته و به سیگنال های دیجیتال تبدیل و برای ارسال مدوله می کنند و در سمت دیگر دوباره آن را به سیگنال آنالوگ تبدیل می نمایند
در سیستم های آنتن هوشمند این قابلیت پردازش سیگنال با تکنیک های پیشرفته (الگوریتم ها) ترکیب شده و برای اداره وضعیت های پیچیده استفاده می شوند.
فواید استفاده از آنتنهای هوشمند
افزایش ظرفیت:
در نواحی پرجمعیت، تداخل عامل مهم محدودکننده ظرفیت است. آنتنهای هوشمند به طور همزمان با افزایش سطح سیگنال مفید دریافتی و کاهش اثر تداخل، SIR را افزایش میدهند.
درسیستمهای CDMA ، تداخل عامل مهمی در محدودکردن ظرفیت محسوب میشود. علت این امر، عدم دقت در تعامد کدها است. بدینترتیب پیشبینی میشود که بهبود ظرفیت در سیستم CDMA خیلی بیشتر از سایر روشهای دستیابی باشد. نتایج تجربی برای سیستم CDMA افزایش ظرفیتی از مرتبه 5 و برای سیستم TDMA افزایش ظرفیتی از مرتبه 3 را نشان میدهند.
افزیش محدوه تحت پوشش:
در نواحیی که توزیع جمعیت پراکنده باشد، با توجه به اینکه میتوان پ?تِرن آنتن را سمتگراتر کرد، با استفاده از سیستمهای هوشمند میتوان آنتنها را خیلی دورتر نسبت به هم قرار داد که این امر به معنی افزایش محدوده تحت پوشش شبکه بدون سیم است.
افزایش عمر باتری:
با توجه به اینکه در سیستم SDMA پ
تِرن آنتن سمتگراتر میشود، توان ارسالی به گوشی افزایش مییابد و این مساله باعث افزایش عمر باتری میشود.
هزینهها و معایب استفاده از آنتنهای هوشمند
پیچیدگی تجهیزات فرستنده و گیرنده
با توجه به مباحث قبلی، تجهیزات بهکاررفته در یک آنتن هوشمند خیلی پیچیدهتر از آنتنهای فعلی است. علاوهبر این، الگوریتمهای تشکیل بیم نیاز به محاسبات پیچیده دارند. به این معنی که BS های آنتنهای هوشمند نیاز به پردازندههای قدرتمند و سریع دارند. در نتیجه، هزینه آنها خیلی بیشتر از BS های آنتنهای امروزی است.
پیچیدگی مدیریت منابع رادیویی
علیرغم آنکه آنتن هوشمند یک تکنولوژی رادیویی است، ولی استفاده از آن تقاضاهای جدیدی را از مدیریت شبکه، مدیریت حرکت و مدیریت منابع (عملیاتی که عمدتاً در لایه سوم و اندکی در لایه چهارم صورت میگیرند) درخواست میکند که این مساله حجم پردازشی را که مدیریت شبکه باید انجام دهد بهشدت افزایش میدهد. در نتیجه، مدیریت منابع رادیویی پیچیدهتر میشود
و…