多様性計画

電気通信において、ダイバーシティ方式とは、特性の異なる2つ以上の通信チャネルを使用することでメッセージ信号の信頼性を向上させる方法を指します。ダイバーシティは主に無線通信で使用され、フェージングや同一チャネル干渉に対処し、エラーバーストを回避するための一般的な技術です。これは、個々のチャネルが異なるランダムなタイミングでフェージングや干渉を受ける、つまり少なくとも部分的に独立しているという事実に基づいています。同じ信号の複数のバージョンが送信および/または受信され、受信機で結合されることがあります。あるいは、冗長な前方誤り訂正符号を追加し、メッセージの異なる部分を異なるチャネルで送信することもできます。ダイバーシティ技術はマルチパス伝搬を利用することができ、その結果、デシベルで測定されることが多いダイバーシティ利得が得られます。

多様性確保のための施策は、以下の種類に分類できる。

• 時間的多様性：同一信号の複数のバージョンを異なるタイミングで送信します。あるいは、冗長な前方誤り訂正符号を追加し、ビットインターリーブによってメッセージを時間的に分散させて送信します。これにより、エラーバーストが回避され、誤り訂正が簡素化されます。
• 周波数ダイバーシティ：信号は複数の周波数チャネルを使用して送信されるか、周波数選択性フェージングの影響を受ける広いスペクトルに拡散されます。後述の例は次のとおりです。
  • OFDM変調とサブキャリアインターリーブおよび前方誤り訂正の組み合わせ
  • スペクトラム拡散、例えば周波数ホッピングやDS-CDMAなど。
• 空間ダイバーシティ：信号は複数の異なる伝搬経路を介して送信されます。有線伝送の場合、これは複数のワイヤを介して送信することで実現できます。無線伝送の場合、これは複数の送信アンテナ（送信ダイバーシティ）および/または複数の受信アンテナ（受信ダイバーシティ）を使用したアンテナダイバーシティによって実現できます。後者の場合、さらなる信号処理が行われる前にダイバーシティ合成技術が適用されます。アンテナが遠く離れている場合、たとえば異なるセルラー基地局サイトまたはWLANアクセスポイントにある場合、これはマクロダイバーシティまたはサイトダイバーシティと呼ばれます。アンテナの距離が1波長程度の場合、これはマイクロダイバーシティと呼ばれます。特殊なケースとして、フェーズドアレイアンテナがあり、これはビームフォーミング、 MIMOチャネル、および空間時間符号化（STC）にも使用できます
• 偏波ダイバーシティ：異なる偏波を持つアンテナを介して、信号の複数のバージョンが送受信されます。受信側では、ダイバーシティ合成技術が適用されます。 ^{[ 1 ]}
• マルチユーザダイバーシティ：マルチユーザダイバーシティは、送信機または受信機のいずれかで機会主義的なユーザスケジューリングを行うことによって実現されます。 ^{[ 2 ]}機会主義的なユーザスケジューリングは次のとおりです。任意の時点で、送信機は、送信機と各受信機間の各チャネルの品質に応じて、候補受信機の中から最適なユーザを選択します。送信機がマルチユーザダイバーシティを実装するためには、受信機は限られた解像度レベルを使用してチャネル品質情報を送信機にフィードバックする必要があります。
• 協調ダイバーシティ：各ノードに属する分散アンテナの協調を利用することで、アンテナダイバーシティ利得を実現します。

ダイバーシティ方式を適用する通信システムにおいて重要な要素は、冗長に受信した信号を処理する「コンバイナ」です。コンバイナ技術は、従来、Brennanによって分類されています。^{[ 3 ]}

• 最大比率コンバイナー
• 等利得合成器
• スキャン/スイッチングコンバイナ
• 選択コンバイナー

並列に冗長に送信される長い信号シーケンス（例えばネットワークパケット）を結合するために、タイミングコンバイナの原理が2012年に定義されました。^{[ 4 ]}セレクションコンバイナと同様に、最初に完全に受信され有効なデータパケットが直ちに処理され、後から到着した冗長パケットは受信後すぐに破棄されます。このアプローチでは、冗長チャネルのうち常に高速な方が「優先」され、特に無線アプリケーションにおいて大幅なパフォーマンス向上を実現します。^{[ 4 ]}

• 開口合成– 多数の望遠鏡からの信号を混合して、高い角度分解能を持つ画像を生成する 
• チャネルアクセス方式– 複数の端末が単一の媒体を介して通信するための手段 
• 協調的多様性– コミュニケーション技術 
• 周期遅延ダイバーシティ
• フレネルゾーン– 送信アンテナと受信アンテナの間の空間領域 
• 時空間符号化– 無線通信システムにおける手法 リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ 
• 対流圏散乱– マイクロ波無線信号を用いて長距離通信を行う方法 

• ダイバーシティ受信- ダイバーシティ受信装置の開発に関する背景情報。