MIMO jest w skrócie określane jako Wiele wejść, wiele wyjść. Jest to bezprzewodowa komunikacja radiowa i technologia wielościeżkowa, która jest obecnie wspominana i stosowana w wielu nowych technologiach. Technika ta została opracowana w celu ulepszenia systemu komunikacji bezprzewodowej poprzez użycie wiele anten w nadajniku, odbiorniku lub obu. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi i wiele innych technologii radiowych, bezprzewodowych i RF wykorzystuje nową technologię bezprzewodową MIMO, aby zapewnić większą pojemność łącza i wydajność widmową w połączeniu ze zwiększoną niezawodnością łącza.
MIMO - podstawy wielu wejść i wielu wyjść
Komunikacja typu Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) wysyła te same informacje co kilka sygnałów jednocześnie przez wiele anten, przy użyciu jednego kanału radiowego.
MIMO System
Wykorzystuje wiele anten, aby poprawić jakość sygnału i siłę kanału łącza RF w postaci różnorodności anten. Dane są dzielone na wiele strumieni danych w punkcie nadawania i przegrupowywane po stronie odbiorczej przez inną konfigurację radiową MIMO z taką samą liczbą anten.
Zasadniczo na medium komunikacyjne może mieć wpływ zanik sygnału, co wpłynie na stosunek sygnału do szumu. Jeżeli można spowodować, że ścieżka sygnału wpłynie na nie w różny sposób, prawdopodobieństwo, że wpłynie to na wszystkie w tym samym czasie, znacznie się zmniejszy. W związku z tym różnorodność pomaga ustabilizować łącze i poprawia wydajność, zmniejszając liczbę błędów.
Multipleksowanie przestrzenne i dywersyfikacja przestrzenna dwie metodologie są stosowane w celu zapewnienia poprawy stosunku sygnału do szumu (SNR) i charakteryzują się poprawą niezawodności systemu w odniesieniu do różnych form zanikania.
Pojęcie różnorodności przestrzennej
Zasada różnorodności polega na dostarczeniu odbiornikowi wielu wersji tego samego sygnału. W większości środowisk, w których działają systemy komunikacji bezprzewodowej, siła odbieranego sygnału zmienia się w czasie, co nazywa się zanikaniem.
Zanikanie znacząco obniża wydajność komunikacji, powodując zwiększenie prawdopodobieństwa błędu bitowego w porównaniu z tym, jakie byłoby, gdyby obecny był tylko biały szum.
Poniższy rysunek przedstawia prawdopodobieństwo błędu bitowego jako funkcję gęstości widmowej mocy bitu do mocy szumu, Eb / N0. Drugą obserwacją jest to, że w przypadku zanikania Rayleigha, które jest typem zanikania przyjętym na tym rysunku i które często występuje w praktyce, prawdopodobieństwo błędu maleje liniowo, gdy jest wykreślane na skali logarytmicznej względem Eb / N0 wykreślonej w dB.
Skala logarytmiczna względem Eb / N0 wykreślona w dB
Koncepcja multipleksowania przestrzennego
Multipleksowanie przestrzenne odnosi się do przesyłania wielu strumieni danych w kanale wielościeżkowym z wykorzystaniem wielościeżkowego. W ten sposób wiele kanałów danych może być transmitowanych jednocześnie w tym samym paśmie częstotliwości, umożliwiając przesyłanie potencjalnie dużej liczby bitów na sekundę na herc widma.
Multipleksowanie przestrzenne jest analogiczne do innych, bardziej powszechnych typów plików schematy multipleksowania takie jak multipleksowanie z podziałem częstotliwości (FDM), multipleksowanie z podziałem czasu (TDM).
MIMO dla jednego użytkownika i dla wielu użytkowników
MIMO dla pojedynczego użytkownika odnosi się do konwencjonalnego MIMO, w którym tylko jeden węzeł nadawczy i jeden węzeł odbiorczy, a węzeł nadawczy ma wiele anten. W multiuser MIMO, mobilni użytkownicy komórkowi, każdy z pojedynczą anteną, transmitują do stacji bazowej, a stacja bazowa przetwarza sygnały z każdego z indywidualnych telefonów komórkowych tak, jakby pochodziły z wielu anten nadawczych w jednym węźle.
W tym przypadku stacja bazowa wykonuje tę samą operację co odbiornik. Tak więc wielu użytkowników mobilnych może przesyłać dane w tej samej szerokości pasma, a stacja bazowa jest w stanie oddzielić poszczególne strumienie danych przy użyciu technik kodowania przestrzennego.
W przypadku wielu użytkowników MIMO pozwala większej liczbie użytkowników komórkowych na jednoczesną transmisję na ścieżce łącza zwrotnego na tej samej szerokości pasma, niż byłoby to możliwe w innym przypadku.
Podstawowy schemat blokowy systemu MIMO
Poniższy rysunek przedstawia podstawowy schemat blokowy systemów MIMO. Bity informacyjne do przesłania są kodowane przy użyciu konwencjonalnego kodera. I to ma być przeplatane. Przeplecione słowo kodowe jest odwzorowywane na symbole danych (symbole kwadratowej modulacji amplitudy) przy użyciu elementu odwzorowującego symbole.
Podstawowy schemat blokowy systemu MIMO
Te symbole danych są wprowadzane do kodera czasoprzestrzennego, który wysyła jeden lub więcej strumieni danych przestrzennych. Przestrzenne strumienie danych są mapowane na anteny nadawcze przez blok wstępnego kodowania przestrzenno-czasowego.
Sygnały wysyłane z anten nadawczych propagują przez kanał i docierają do układu anten odbiorczych. Odbiornik zbiera sygnały na wyjściu każdego elementu anteny odbiorczej i odwraca operacje nadajnika w celu dekodowania danych: odbiór przetwarzania przestrzenno-czasowego, po którym następuje dekodowanie przestrzenno-czasowe, odwzorowywanie symboli, rozplatanie i dekodowanie.
Zalety MIMO
- Multiple-in Multiple-out wykorzystuje multipleksowanie przestrzenne w celu zwiększenia przepustowości i zasięgu sieci bezprzewodowej.
- Algorytmy MIMO wysyłają informacje przez dwie lub więcej anten, a informacje są również odbierane przez wiele anten.
- Systemy MIMO zapewniają precyzyjny wzrost wydajności w porównaniu z konwencjonalnymi systemami RF z pojedynczą anteną, a także bardziej niezawodną komunikację.
Niedogodności
Główną wadą jest tylko jego złożoność. Poza tym zapewni precyzyjną wydajność.
Ponadto w celu uzyskania jakichkolwiek informacji dotyczących tego artykułu lub wdrożenia dowolnego projekty inżynierskie oparte na technologii bezprzewodowej prosimy o komentarz w sekcji komentarzy podanej poniżej.
