V úvodní kapitole společně projdeme cestou objevů, nápadů i omylů, které umožnily vývoj prostředků pro bezdrátovou komunikaci až do jejich současné podoby. Dříve, než se vydáme na procházku historií, definujme si cíl, ke kterému chceme dojít. Komunikace je obecně charakterizována výměnou informací mezi dvěma (nebo více) uživateli.
4. Definice PAPR tedy, souladu jeho v´yznamem,
n´asledovn´a:
PAPR(s) log10
max|s(t)|2
E{|s(t)|2}
(7. Redukce PAPR tomto pˇr´ıpadˇe vykoupena
m´ırn´ym sn´ıˇzen´ım pˇrenosov´e rychlosti.4. Zaj´ımav´a hypot´eza, formulo-
van´a ˇcl´anku [7. Sign´al pro redukci PAPR, eliminuj´ıc´ı maxima v´ykonu sign´alu vytvoˇren na
nosn´ych, kter´e tak nejsou urˇceny pro pˇrenos dat. Mimo technologick´ych omezen´ı tak´e vzhledem
.7, spolu skuteˇcn´ym
v´yvojem pˇrenosov´e rychlosti pro pˇr´ıpad s´ıt´ı WiFi IEEE 802.3 Gbit/s. Pˇrenosov´a rychlost
v souˇcasnosti bˇeˇznˇe pouˇz´ıvan´ych syst´em˚u (do cca.
100 Mbit/s. Uveden´y pˇredpoklad zn´azornˇen modrou ´useˇckou obr´azku 7.Fakulta elektrotechniky komunikaˇcn´ıch technologi´ı VUT Brnˇe 79
v´ykonu) sign´alu moˇzn´e popsat pomoc´ı parametru Peak Average Power Ratio (PAPR) -
pomˇeru stˇredn´ıho ˇspiˇckov´emu v´ykonu.4 Zvyˇsov´an´ı pˇrenosov´e rychlosti pˇresun oblasti milimetrov´ych vln
7.4)
Mezi z´akladn´ı principy zpracov´an´ı sign´alu, pouˇz´ıvan´e pro redukci PAPR patˇr´ı napˇr´ıklad:
• K´odov´an´ı vybereme jen kombinace vstupn´ıch symbol˚u mal´ym PAPR
• Oˇrez´an´ı ˇspiˇcek sign´alu
• Aditivn´ı pˇr´ıstup OFDM sign´alu pˇriˇcteme dalˇs´ı OFDM sign´al tak aby eliminoval ma-
xima v´ykonu
Jako pˇr´ıklad praktick´e aplikace metod pro redukci PAPR uved’me novˇe definovan´y standard
pro digit´aln´ı terestrick´e vys´ıl´an´ı DVB-T2, kter´y obsahuje metodu rezervace t´on˚u, vyuˇz´ıvaj´ıc´ı
aditivn´ıho pˇr´ıstupu. kr´atk´e vzd´alenosti tomto pˇr´ıpadˇe moˇzn´e pˇren´aˇset data
rychlost´ı aˇz 480 Mbit/s.1 Gbit/s vzd´alenost 1km. Slibnˇe situace vyv´ıj´ı pˇr´ıpadˇe syst´emu LTE (Long Term Evolu-
tion), pˇrenosovou rychlost´ı aˇz 100 Mbit/s, respektive jeho zam´yˇslen´eho rozˇs´ıˇren´ı LTE Advan-
ced. Povˇsimnˇeme
si zde paralely Moorov´ym z´akonem popisuj´ıc´ım v´yvoj poˇctu tranzistor˚u ˇcipu integrovan´eho
obvodu. pro bezdr´atov´e lok´aln´ı s´ıtˇe) p´asmech kmitoˇct˚u GHz je, pˇres nasazen´ı po-
kroˇcil´ych metod zpracov´an´ı sign´al˚u, modulace k´odov´an´ı, v´yraznˇe niˇzˇs´ı neˇz pˇr´ıpadˇe pevn´eho
pˇripojen´ı (ˇr´adovˇe Gbit/s). Vyˇsˇs´ı pˇrenosov´e rychlosti slibuj´ı napˇr´ıklad nˇekter´e syst´emy WPAN
(Wireless Personal Area Networks), zaloˇzen´e principu Ultra Wide Band (UWB) komunikace
s velmi velkou ˇs´ıˇrkou p´asma.
7.
Vzhledem tomu, ˇze souˇcasnosti jsou dan´ych p´asmech pouˇz´ıv´any zejm´ena modulace mal´ym
poˇctem stav˚u (BPSK, QPSK), pohybuj´ı pˇrenosov´e rychlosti obvykle rozsahu 100 Mbit/s –
1.1 V´yvoj komunikaˇcn´ıch syst´em˚u
V posledn´ıch nˇekolika desetilet´ıch doˇslo prudk´emu rozvoji mobiln´ıch komunikac´ı syst´em˚u
bezdr´atov´ych lok´aln´ıch s´ıt´ı WLAN (Wireless Local Area Networks). Jako pˇr´ıklad vysokorychlostn´ıho spoje uved’me experiment´aln´ı pˇrenos ˇziv´eho vys´ıl´an´ı
v nekomprimovan´em HDTV form´atu bˇehem Olympijsk´ych her Pekingu roce 2008 vyuˇzit´ım
prototypu syst´emu pracuj´ıc´ıho p´asmu 120 GHz [7.4]. Poˇzadavky uˇzivatel˚u ale neust´ale stoupaj´ı pˇredpokl´ad´a se, ˇze n´asleduj´ıc´ı dek´adˇe bude
potˇrebn´e bezdr´atovˇe pˇren´aˇset data rychlost´ı aˇz kolem Gbit/s.
7. Mbit/s pro mobiln´ı syst´emy nebo cca.11x.2 Komunikace p´asmu milimetrov´ych vln aspekt zpracov´an´ı sign´al˚u
Perspektivn´ı cestou pˇrenosov´ym rychlostem bl´ızk´e budoucnosti vyuˇzit´ı ˇc´ast´ı kmitoˇctov´eho
spektra p´asmu milimetrov´ych (30 300 GHz) nebo submilimetrov´ych (300 GHz THz) vln.3], hovoˇr´ı zdvojn´asoben´ı pˇrenosov´e rychlosti kaˇzd´ych mˇes´ıc˚u.
Masov´e rozˇs´ıˇren´ı vysokorychlostn´ı komunikace perspektivn´ıch kmitoˇctov´ych p´asmech
nar´aˇz´ı souˇcasnosti ˇradu technick´ych ´uskal´ı. Maxim´aln´ı pˇrenosov´a rychlost spoje byla
v tomto pˇr´ıpadˇe 11
