גיוון (טלקומוניקציה)

סכמת גיווּן אנגלית: Diversity Schemeהיא שיטה לשיפור אמינות מידע המועבר על גבי אות באמצעות שני ערוצי תקשורת (או יותר) עם מאפיינים שונים. גיוון משמש בעיקר בתקשורת רדיו והיא הטכניקה הנפוצה להתגברות על תופעות דעיכה והפרעה בין ערוצית, והימנעות משגיאות מתפרצות (error burst).

העקרון הבסיסי הוא שימוש בעובדה שערוצים בודדים חווים רמות שונות של דעיכה והתאבכות. גרסאות שונות של אותו האות יכולות להיות משודרות ו/או נקלטות, אשר בסופו של דבר מסתכמות באלגוריתם עיבוד האות במקלט. לחלופין, ייתור קוד המשמש כ FEC (ראשי תיבות של Forward Error Correction) יכול להתווסף להודעה המשודרת. . טכניקות גיוון עשויות לנצל  את תופעת ריבוי הנתיבים שאופן טבעי מפריעה לשידור כדי להפיק תועלת המכונה "שבח גיוון" (Diversity Gain) הנמדד בדרך כלל בדציבלים.

סוגי גיוון נפוציםעריכה

נפוצות המחלקות הבאות של סכמות גיוון:

גיוון בזמןעריכה

גרסאות מרובות של אותו האות משודרות ברגעים שונים. או לחלופין, ייתור קוד המשמש כ FEC והמסר "נמרח" בזמן בטכניקות של חילופי ביטים (bit-interleaving), לפני השליחה. לפיכך, שגיאות מתפרצות מופחתות משמעותית, עקב פיזור השגיאה לאחר ההרכבה מחדש במקלט, וכך הליך תיקון השגיאות נעשה יעיל.

גיוון בתדירותעריכה

האות מועבר באמצעות מספר ערוצי תדר או משתרע על פני ספקטרום רחב המושפע ע"י דעיכה סלקטיבית בתדר. בשנים המאוחרות של המאה ה-20 קווי ממסר גלי מיקרוגל  השתמשו לעיתים קרובות במספר קבוע של ערוצי  פס רחב, וערוץ הגנה אחד לשימוש אוטומטי על ידי ערוץ הנמצא בדעיכה. דוגמאות מאוחרות יותר כוללות:

  • אפנון OFDM בשילוב עם FEC וחילופיות תדר "subcarrier interleaving".
  • Spread Spectrum, למשל FHSS או DS-CDMA.

גיוון מרחביעריכה

האות מועבר דרך כמה נתיבים שונים במרחב. במקרה של קווי תמסורת,  ניתן להשגה על ידי שידור באמצעות מספר חוטים. במקרה של שידור אלחוטי, זה יכול להיות מושגת על ידי גיוון באנטנות באמצעות מספר אנטנות במשדר ו/או במספר אנטנות של המקלט. במקרה האחרון, טכניקת שילוב מיושמת לפני עיבוד האות. אם האנטנות רחוקות דיין, לדוגמה תחנת סלולריות שונות, או נקודות גישה שונות ל-WLAN, זה נקרא גיוון-מאקרו גיוון אתרים (site diversity). אם את האנטנות במרחק בסדר גודל של אורך גל אחד, זה נקרא גיוון-מיקרו. מקרה מיוחד הוא אנטנת מערך מופע, אשר יכול לשמש גם עבור עיצוב אלומה, ערוצי MIMO וקידוד מרחב–זמן (STC).

גיוון בקיטובעריכה

מספר גרסאות של אות מועברים ומתקבלים באמצעות אנטנות עם קיטוב שונה. טכניקת שילוב מוּחלת בצד המקלט.

גיוון משתמשיםעריכה

מתקבל על ידי תזמון משתמשים אופורטוניסטי במשדר או במקלט. בכל זמן נתון, המשדר בוחר את המשתמש הטוב ביותר בין המקלטים המועמדים על פי התכונות של כל ערוץ בין המשדר לבין כל מקלט. מקלט חייב להזין בחזרה את איכות ערוץ המידע למשדר, על מנת ליישם גיוון משתמשים.

ראו גםעריכה