周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティ: 違いと比較

多様性は、通信業界ではよく知られている概念です。一般に、ダイバーシティとは、伝送チャネルの数を増やして信号を最適化することを指します。

これは、同じデータの複数のコピーを送信することによって実現されます。

さらに、周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティは、通信信号のフェージングを軽減し、送信側と受信側の間の信号品質を向上させるための XNUMX つの重要なタイプのダイバーシティです。

主要な取り組み

周波数ダイバーシティは、複数の周波数または周波数帯域を使用して信号を送信し、信号の信頼性を向上させ、干渉を減らす通信技術です。

タイムダイバーシティは、異なる時間間隔またはさまざまな遅延で信号を送信する通信技術であり、信号の信頼性を高め、フェージングや干渉の影響を最小限に抑えます。

周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティの両方が通信システムの信号の信頼性を向上させますが、「周波数ダイバーシティ」は複数の周波数を使用し、「時間ダイバーシティ」は時間間隔または遅延を利用します。

周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティ

周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティの違いは、周波数ダイバーシティとは、同じ信号の周波数を変更するか、周波数搬送波を増やすことを意味することです。一方、時間ダイバーシティとは、信号のフェージングや乱れを避けるために、同じ信号を異なる時間間隔で送信することを意味します。

周波数ダイバーシティ技術は、20 世紀に導入されて以来、それほど古いものではありません。

その間、送信者と受信者間の信号の乱れを避けるために無線信号の改善が必要になりました。

そのため、専門家は同じ信号の周波数を変更して、信号のフェージング (振幅変動) を減らすことを試みました。

信号の不適切な時間管理が原因で、信号の乱れやフェージングが発生することがあります。

時間ダイバーシティの技術は、同じ時間を流用することを意味しますチャンネル. 変更された時間間隔は、コヒーレンス時間 (時間によってデータに問題が発生した場合) よりも長くなければなりません。

比較表

比較のパラメータ	周波数の多様性	時間の多様性
定義	周波数ダイバーシティとは、送信されるデータの周波数を迂回させることを意味します。	時間ダイバーシティとは、妨害のないデータの間隔を変更することを意味します。
単位	信号の周波数は、コヒーレンス帯域幅より高くなければなりません。	データの時間間隔は、コヒーレンス時間よりも長くする必要があります。
環境設定	周波数ダイバーシティのために予備の帯域幅が必要なため、あまり優先されません。	時間ダイバーシティを使用するために予備の衛星を設置する必要はありません。
手順	送信する各送信者に特定の周波数が割り当てられ、受信者はその周波数レベルと調整します。	信号は、フェージングを避けるために異なるタイムスロットに分割されます。
例	周波数ホッピングスペクトラム拡散は、周波数ダイバーシティの一例です。	タイムダイバーシティの例として、Rake 受信機 (データフェージングに対処するための無線ベースの技術) があります。

周波数ダイバーシティとは？

周波数ダイバーシティは、ワイヤレスネットワークシステム (電気通信、Wi-Fi 信号など) において極めて重要です。

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周波数ダイバーシティは、名前が示すように、ネットワーク通信の品質を維持するために周波数レベルを迂回させるプロセスです。

この技術では、信号は XNUMX つ以上のキャリアの周波数を利用して伝わります (測定単位はヘルツ).

見通し内伝播に適しており、マイクロ密度グループに属します。各信号は周波数に基づいて他の信号から分離され、信号対雑音比が減少します。

選択する周波数のレベルは、コヒーレンス帯域幅 (チャネルが平坦または一定になる周波数のレベル) より大きくする必要があります。

このように、各送信信号は別個の波を経験し、相互に相関しません。

これは、受信機がさまざまな経路から信号を受信するのに役立ちます。専門家によると、周波数ダイバーシティは N:1 保護切り替えによって実装されます。

XNUMX つの周波数は、N 個の搬送波周波数を通じて周波数ダイバーシティ方式を構築するために使用されます。これは、周波数ダイバーシティのために XNUMX つの予備の帯域幅が必要であることを意味します。

周波数ダイバーシティによって信号の強度を高めるには、単一のアンテナが必要です。さらに、受信機の数はチャネルの数とほぼ同じになります。

これは、サイズと電力の管理においてコストのかかる手法になる可能性があります。

タイムダイバーシティとは

時間ダイバーシティは、ネットワーク分野でも重要な技術です。これは、同じ情報を異なる時間間隔で送信することを意味します。

つまり、特定のタイムスロットで信号が再度送信されます。

それぞれの時間は、信号が以前に減衰した時間 (コヒーレンス時間) よりも長くなければなりません。送信者は、前方エラー制御コーディングを使用してエンコードされた信号を送信します。

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この技術は、信号のエラーを最小限に抑えるためのチャネルコーディングと呼ばれます。

信号のフェージング、送信機の干渉、送信機と受信機の障害物により、エラー (エラーバースト) が発生する可能性があります。

この手法は、ある時間間隔でより多くのエラーが発生するが、別の時間間隔では信号が良好であるか、欠陥が少ない場合に適用されます。

さらに、エラー制御用のハードウェアはほとんど、またはまったく存在しません。時間ダイバーシティを通じて、ユーザーは信号エラーにより見逃した情報を思い出すことができます。

例は、Rake レシーバーです。 CDMA (コード分割多重アクセス)。

英語でrakeとは何かを集めるという意味です。 Rake レシーバーは、信号エラーの問題に対処するのに実際に役立ちます。 CDMA 下のサブ受信機で構成されます。

送信側がデータを送信したが問題が発生した場合、信号は多くのルートを通って Rake 受信側に到達します。

レイク受信機は、異なるタイムスロットで複数のサブ受信機 (フィンガー) から同じ信号を流します。これは、受信機がエラーのない信号を受信する方法です。

周波数ダイバーシティと時間ダイバーシティの主な違い

周波数ダイバーシティという用語は、送信信号の周波数を変更して歪みを回避することを意味します。一方、タイムダイバーシティとは、送信データの時刻を変更することを意味します。
周波数ダイバーシティ技術は、信号からエラーを除去するのにコストがかかります。ただし、時間ダイバーシティ方式は、データ信号を保護するために必要なハードウェアが少なくて済むため、安価です。
周波数ダイバーシティは、時間ダイバーシティ方式に比べてあまり好ましい技術ではない。
送信側にはデータを送信する周波数が割り当てられ、受信側は周波数ダイバーシティ方式で周波数に合わせます。反対に、時間ダイバーシチ技術では、信号は送信中に別々の時間間隔に分割されます。
周波数ダイバーシティの実際の例は、周波数ホッピングスペクトラム拡散です。ただし、時間ダイバーシチの場合はRake受信機です。

参考文献