स्थानिक बहुसंकेतन

स्थानिक बहुसंकेतन या अंतराल विभाजित बहुसंकेतन (प्रायः संक्षिप्त एसएम, एसडीएम या एसएमएक्स) एमआईएमओ बेतार संचार, फाइबर प्रकाशिकी संचार और अन्य संचार प्रौद्योगिकियों में एक बहुसंकेतन तकनीक है जो अंतराल में अलग किए गए स्वतंत्र चैनलों को प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

(अन्य बहुसंकेतन तकनीकों में एफडीएम (आवृत्ति-विभाजन बहुसंकेतन), टीडीएम (समय-विभाजन बहुसंकेतन) या पीडीएम (ध्रुवीकरण-विभाजन बहुसंकेतन) सम्मिलित हैं।)

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

बहु कोर फाइबर (एमसीएफ)
बहु कोर फाइबर एक से अधिक कोर के साथ डिजाइन किए गए फाइबर होते हैं। विभिन्न प्रकार के एमसीएफ मौजूद हैं, "वियुग्मन एमसीएफ" सबसे सामान्य है जिसमें प्रत्येक कोर को एक स्वतंत्र प्रकाशीय पथ माना जाता है जिसके परिणामस्वरूप चैनल क्षमता में वृद्धि होती है। तथापि, इन प्रणालियों की मुख्य सीमा अंतर कोर बाधित वार्ता की उपस्थिति और इससे निपटने के तरीकों के साथ-साथ युग्मन/डी-युग्मन तंत्र है। तथापि, हाल के दिनों में, विभिन्न संयोजन तकनीकों, युग्मन विधियों और योजनाओं को प्रस्तावित और प्रदर्शित किया गया है और कई घटक प्रौद्योगिकियां अभी भी विकास के चरण में हैं, एमसीएफ प्रणाली पहले से ही विशाल संचरण क्षमता की क्षमता प्रस्तुत करते हैं।

बहु-विधि फाइबर (एमएमएफ)
बहु-विधि फाइबर ऐसे फाइबर होते हैं जिन्हें कई विधि को इसके माध्यम से प्रसारित करने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां प्रत्येक विधि को अलग-अलग चैनल के रूप में माना जाता है जो एकल विधि फाइबर (एसएमएफ) के विपरीत अपनी क्षमता को बढ़ाता है जो केवल एकल स्थानिक विधि का समर्थन करता है, तथापि एमएमएफ में दो ध्रुवीकरण होते हैं। एमएमएफ उच्च फैलाव और क्षीणन दर से सीमित हैं, जिससे संकेत की गुणवत्ता लंबी दूरी पर कम हो जाती है। इसके अलावा, एमएमएफ अंतरमॉडल बाधित वार्ता से भी पीड़ित हैं और इससे निपटने के लिए डिजिटल संकेत प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

विधि-विभाजन बहुसंकेतन (एमडीएम)
विधि-विभाजन बहुसंकेतन चैनलों को अलग करने के लिए फाइबर के अनुप्रस्थ विधि का उपयोग करता है। विधि-विभाजन बहुसंकेतन (एमडीएम) बहुसंकेतन का उपयोग करके कुशलतापूर्वक विभिन्न विधि में कई डेटा निविष्ट को बहुसंकेतक करके प्राप्त किया जा सकता है। फोटोनिक लालटेन, बहु-विमान प्रकाश रूपांतरण, और अन्य जैसे कुछ विधि फाइबर (एफएमएफ) में बहुसंकेतन और युग्मन विधि के कई तरीके हैं।

फाइबर के 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।

बेतार संचार
यदि प्रेषित्र $$N_t$$ एंटेना से सुसज्जित है और अभिग्राही के पास $$N_r$$ एंटेना है, तो अधिकतम स्थानिक बहुसंकेतन क्रम (धाराओं की संख्या) है,


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

यदि एक रैखिक अभिग्राही 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 बेतार 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 अप्रौढ़ चैनल उन्नति हो सकती हैं।

विवृत पाश दृष्टिकोण
$$N_t$$ प्रेषित्र एंटेना के साथ एक विवृत पाश MIMO प्रणाली में और $$N_r$$ अभिग्राही एंटेना, निवेश-निर्गम संबंध के रूप में वर्णित किया जा सकता है
 * $$\mathbf{y}=\mathbf{Hx}+\mathbf{n}$$

जहां $$\mathbf{x} = [x_1, x_2, \ldots, x_{N_t}]^T$$ संचरित प्रतीकों का $$N_t\times 1$$ सदिश हैं, $$\mathbf{y,n}$$ क्रमशः प्राप्त प्रतीकों और रव के $$N_r \times 1$$ सदिश हैं और $$\mathbf{H}$$ चैनल गुणांकों का $$N_r \times N_t$$ आव्यूह है। विवृत पाश स्थानिक बहुसंकेतन में प्रायः सामने आने वाली समस्या उच्च चैनल सहसंबंध और कई धाराओं के बीच उग्र शक्ति असंतुलन के उदाहरण से बचाव करना है। ऐसा ही एक विस्तार जिसे डीवीबी-एनजीएच प्रणाली के लिए माना जा रहा है, वह तथाकथित संवर्धित स्थानिक बहुसंकेतन (ईएसएम) योजना है।

संवृत-पाश दृष्टिकोण
एक संवृत-पाश MIMO प्रणाली प्रेषित्र पर चैनल राज्य सूचना (सीएसआई) का उपयोग करता है। ज्यादातर मामलों में, प्रतिक्रिया चैनल की सीमाओं के कारण प्रेषित्र पर केवल आंशिक सीएसआई उपलब्ध है। एक संवृत-पाश MIMO प्रणाली में एक संवृत-पाश दृष्टिकोण के साथ निवेश निर्गम संबंध को इस रूप में वर्णित किया जा सकता है।
 * $$\mathbf{y}=\mathbf{HWs}+\mathbf{n}$$
 * जहां $$\mathbf{s} = [s_1, s_2, \ldots, s_{N_s}]^T$$ संचरित प्रतीकों का $$N_s\times 1$$ सदिश हैं, $$\mathbf{y,n}$$ क्रमशः प्राप्त प्रतीकों और रव के $$N_r\times 1$$ सदिश हैं और $$\mathbf{H}$$ चैनल गुणांकों का $$N_r\times N_t$$ आव्यूह है और $$\mathbf{W}$$, $$N_t\times N_s$$ रैखिक पूर्व कूटलिखित आव्यूह है।

प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए सदिश में प्रतीकों को पूर्व कूटलिखित करने के लिए पूर्व कूटलिखित आव्यूह $$\mathbf{W}$$ का उपयोग किया जाता है। $$\mathbf{W}$$ के स्तंभ आयाम $$N_s$$को $$N_t$$ से छोटा चुना जा सकता है जो तब उपयोगी होता है जब प्रणाली को कई कारणों से $$N_s (\neq N_t)$$ धाराओं की आवश्यकता होती है। कारणों के उदाहरण इस प्रकार हैं: या तो MIMO चैनल का पद या अभिग्राही एंटेने की संख्या संचारित एंटेने की संख्या से कम है।

यह भी देखें

 * 3 जी मिमो
 * अंतराल-समय कोड
 * अंतराल-समय जालक कोड
 * वाईमैक्स मिमो
 * फाइबर प्रकाशिकी संचार
 * बहुसंकेतन