स्थानिक बहुसंकेतन

स्थानिक बहुसंकेतन या अंतरिक्ष-विभाजन बहुसंकेतन (अक्सर संक्षिप्त एसएम, एसडीएम या एसएमएक्स)) बहु-इनपुट बहु-आउटपुट संचार  वायरलेस संचार, फाइबर-ऑप्टिक संचार और अन्य संचार तकनीकों में एक  बहुसंकेतन  तकनीक है जिसका उपयोग अंतरिक्ष में अलग किए गए स्वतंत्र चैनलों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है।

(अन्य बहुसंकेतन तकनीकों में FDM ( आवृत्ति-विभाजन बहुसंकेतन ), TDM (समय-विभाजन बहुसंकेतन) या PDM ( ध्रुवीकरण-विभाजन बहुसंकेतन ) शामिल हैं।)

फाइबर ऑप्टिक संचार
फाइबर-ऑप्टिक संचार में एसडीएम चैनलों को अलग करने के लिए फाइबर के अनुप्रस्थ आयाम के उपयोग को संदर्भित करता है।

मल्टी-कोर फाइबर (एमसीएफ)
मल्टी-कोर फाइबर एक से अधिक कोर के साथ डिजाइन किए गए फाइबर होते हैं। विभिन्न प्रकार के एमसीएफ मौजूद हैं, "अनकपल्ड एमसीएफ" सबसे आम है जिसमें प्रत्येक कोर को एक स्वतंत्र ऑप्टिकल पथ माना जाता है जिसके परिणामस्वरूप चैनल क्षमता में वृद्धि होती है। हालांकि, इन प्रणालियों की मुख्य सीमा इंटर कोर क्रॉसस्टॉक की उपस्थिति और इससे निपटने के तरीकों के साथ-साथ युग्मन/डी-युग्मन तंत्र है। हालांकि, हाल के दिनों में, विभिन्न स्प्लिसिंग तकनीकों, युग्मन विधियों और योजनाओं को प्रस्तावित और प्रदर्शित किया गया है और कई घटक प्रौद्योगिकियां अभी भी विकास के चरण में हैं, एमसीएफ सिस्टम पहले से ही विशाल संचरण क्षमता की क्षमता पेश करते हैं।

मल्टी-मोड फाइबर (एमएमएफ)
मल्टी-मोड फाइबर ऐसे फाइबर होते हैं जिन्हें कई मोड को इसके माध्यम से प्रसारित करने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां प्रत्येक मोड को अलग-अलग चैनल के रूप में माना जाता है जो सिंगल मोड फाइबर (SMF) के विपरीत अपनी क्षमता को बढ़ाता है जो केवल एकल स्थानिक मोड का समर्थन करता है, हालांकि MMF में दो ध्रुवीकरण होते हैं। एमएमएफ उच्च फैलाव और क्षीणन दर से सीमित हैं, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता लंबी दूरी पर कम हो जाती है। इसके अलावा, MMF इंटरमॉडल क्रॉसस्टॉक से भी पीड़ित हैं और इससे निपटने के लिए डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।

मोड-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एमडीएम)
मोड-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग चैनलों को अलग करने के लिए फाइबर के अनुप्रस्थ मोड  का उपयोग करता है। मोड-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एमडीएम) मल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग करके कुशलतापूर्वक विभिन्न मोड में कई डेटा इनपुट को मल्टीप्लेक्स करके प्राप्त किया जा सकता है। फोटोनिक लालटेन, बहु-विमान प्रकाश रूपांतरण, और अन्य जैसे कुछ मोड फाइबर (एफएमएफ) में मल्टीप्लेक्सिंग और कपलिंग मोड के कई तरीके हैं।

फाइबर बंडल
बंडल किए गए फाइबर को भी एसडीएम का एक रूप माना जाता है, ये बड़ी संख्या में फाइबर एक साथ कसकर बंधे होते हैं।

वायरलेस संचार
यदि ट्रांसमीटर से लैस है $$N_t$$ एंटेना और रिसीवर है $$N_r$$ एंटेना, अधिकतम स्थानिक बहुसंकेतन क्रम (धाराओं की संख्या) है,


 * $$N_s=\min(N_t, N_r)\!$$

यदि एक रैखिक रिसीवर का उपयोग किया जाता है। इस का मतलब है कि $$N_s$$ धाराओं को समानांतर में प्रेषित किया जा सकता है, आदर्श रूप से अग्रणी $$N_s$$ वर्णक्रमीय दक्षता में वृद्धि (प्रति सेकंड बिट्स की संख्या जो वायरलेस चैनल पर प्रसारित की जा सकती है)। व्यावहारिक बहुसंकेतन लाभ को स्थानिक सहसंबंध  द्वारा सीमित किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि कुछ समानांतर धाराओं में बहुत कमजोर चैनल लाभ हो सकते हैं।

ओपन-लूप दृष्टिकोण
एक ओपन लूप (वायरलेस)  में | ओपन-लूप  MIMO  सिस्टम के साथ $$N_t$$ ट्रांसमीटर एंटेना और $$N_r$$ रिसीवर एंटेना, इनपुट-आउटपुट संबंध के रूप में वर्णित किया जा सकता है
 * $$\mathbf{y}=\mathbf{Hx}+\mathbf{n}$$

कहां $$\mathbf{x} = [x_1, x_2, \ldots, x_{N_t}]^T$$ है $$N_t\times 1$$ संचरित प्रतीकों के वेक्टर, $$\mathbf{y,n}$$ हैं $$N_r \times 1$$ क्रमशः प्राप्त प्रतीकों और शोर के वैक्टर और $$\mathbf{H}$$ है $$N_r \times N_t$$ चैनल गुणांक का मैट्रिक्स। ओपन लूप स्थानिक बहुसंकेतन में अक्सर सामने आने वाली समस्या उच्च चैनल सहसंबंध और कई धाराओं के बीच मजबूत शक्ति असंतुलन के उदाहरण से बचाव करना है। ऐसा ही एक विस्तार जिसे डीवीबी-एच#डीवीबी-एनजीएच|डीवीबी-एनजीएच सिस्टम के लिए माना जा रहा है, वह तथाकथित एन्हांस्ड स्पेसियल मल्टीप्लेक्सिंग (ईएसएम) योजना है।

बंद-पाश दृष्टिकोण
एक बंद-लूप MIMO सिस्टम ट्रांसमीटर पर चैनल स्टेट इंफॉर्मेशन (CSI) का उपयोग करता है। ज्यादातर मामलों में, फीडबैक चैनल की सीमाओं के कारण ट्रांसमीटर पर केवल आंशिक सीएसआई उपलब्ध है। एक बंद-लूप MIMO प्रणाली में एक बंद-लूप दृष्टिकोण के साथ इनपुट-आउटपुट संबंध को इस रूप में वर्णित किया जा सकता है
 * $$\mathbf{y}=\mathbf{HWs}+\mathbf{n}$$	कहां $$\mathbf{s} = [s_1, s_2, \ldots, s_{N_s}]^T$$ है $$N_s\times 1$$ संचरित प्रतीकों के वेक्टर, $$\mathbf{y,n}$$ हैं $$N_r\times 1$$ क्रमशः प्राप्त प्रतीकों और शोर के वैक्टर, $$\mathbf{H}$$ है $$N_r\times N_t$$ चैनल गुणांक का मैट्रिक्स और $$\mathbf{W}$$ है  $$N_t\times N_s$$ रैखिक  पूर्वकोडिंग  मैट्रिक्स।

एक प्रीकोडिंग मैट्रिक्स $$\mathbf{W}$$ प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए वेक्टर में प्रतीकों को प्रीकोड करने के लिए उपयोग किया जाता है। स्तंभ आयाम $$N_s$$ का $$\mathbf{W}$$ से छोटा चुना जा सकता है $$N_t$$ जो सिस्टम की आवश्यकता होने पर उपयोगी है $$N_s (\neq N_t)$$ कई कारणों से धाराएँ। कारणों के उदाहरण इस प्रकार हैं: या तो MIMO चैनल का रैंक या रिसीवर एंटेना की संख्या ट्रांसमिट एंटेना की संख्या से कम है।

यह भी देखें

 * 3 जेडजी मिमो
 * स्पेस-टाइम कोड
 * स्पेस-टाइम ट्रेलिस कोड
 * वाईमैक्स मिमो
 * फाइबर-ऑप्टिक संचार|फाइबर-ऑप्टिक संचार
 * मल्टीप्लेक्सिंग