Относно технологията с множество изходи (MIMO)

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





MIMO е съкратено като Multiple-input multiple-output. Това е технология за безжична радиокомуникация и многопътност, която се споменава и използва в много нови технологии в наши дни. Тази техника е разработена за подобряване на безжичната комуникационна система чрез използване множество антени на предавател, приемник или и двете. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi и много други радио, безжични и RF технологии използват новата безжична технология MIMO, за да осигурят увеличен капацитет на връзката и спектрална ефективност в комбинация с подобрена надеждност на връзката.

MIMO - Основи на множество изходи с множество изходи

Multi-In, Multiple-Out (MIMO) комуникация изпраща една и съща информация като няколко сигнала едновременно през множество антени, използвайки един радио канал.




MIMO система

MIMO система

Той използва множество антени за подобряване на качеството на сигнала и силата на радиочестотния канал под формата на антенно разнообразие. Данните се разделят на множество потоци от данни в точката на предаване и се пренареждат от страната на приемане от друга MIMO радиоконфигурация със същия брой антени.



По принцип комуникационната среда може да бъде засегната от избледняване на сигнала и това ще повлияе на съотношението сигнал / шум. Ако може да се направи така, че те да бъдат повлияни по различни начини от пътя на сигнала, вероятността всички те да бъдат засегнати едновременно е значително намалена. Съответно, разнообразието помага за стабилизиране на връзка и подобрява производителността, намалявайки нивата на грешки.

Пространствено мултиплексиране и пространствено разнообразие се използват две методологии за осигуряване на подобрения в съотношението сигнал / шум (SNR) и се характеризират с подобряване на надеждността на системата по отношение на различните форми на избледняване.

Концепцията за пространственото многообразие

Принципът на разнообразие е да се осигури на приемника множество версии на един и същ сигнал. В повечето среди, където работят безжични комуникационни системи, силата на получения сигнал варира в зависимост от времето, което се нарича Fading.


Избледняването значително влошава ефективността на комуникациите, като причинява увеличаване на вероятността от грешка в битовете в сравнение с това, което би било, ако присъстваше само бял шум.

Фигурата по-долу показва вероятността от битова грешка като функция от битовата енергия към спектралната плътност на мощността на шума, Eb / N0. Второто наблюдение е, че за избледняването на Rayleigh, което е видът на избледняване, предположен на тази фигура и което често се случва на практика, вероятността за грешка намалява линейно, когато се нанася в логаритмична скала спрямо Eb / N0, нанесена в dB.

Логаритмична скала срещу Eb / N0, нанесена в dB

Логаритмична скала срещу Eb / N0, нанесена в dB

Концепцията за пространствено мултиплексиране

Пространственото мултиплексиране се отнася до предаване на множество потоци от данни по многопътен канал чрез използване на многопътен път. По този начин множество канали за данни могат да се предават едновременно през една и съща честотна лента, което позволява потенциално голям брой битове в секунда да се предават на херц спектър.

Пространственото мултиплексиране е аналогично на други по-често срещани видове схеми за мултиплексиране като мултиплексиране с честотно разделяне (FDM), мултиплексиране с времево разделяне (TDM).

Еднопотребителски и многопотребителски MIMO

MIMO за един потребител се отнася до конвенционален MIMO, където само един предавателен възел и един приемащ възел, а предавателният възел има множество антени. В многопотребителския MIMO мобилните клетъчни потребители, всеки с една антена, предават към базова станция и базовата станция обработва сигналите от всяка от отделните мобилни устройства, сякаш идват от множество предавателни антени на един възел.

В този случай базовата станция извършва същата операция като приемника. Така че множество мобилни потребители могат да предават данните през една и съща честотна лента и базовата станция е в състояние да отдели отделните потоци от данни, използвайки техники за пространствено кодиране.

В мултипотребител MIMO позволява на повече клетъчни потребители да предават едновременно по пътя нагоре по същата честотна лента, отколкото би било възможно иначе.

Основна блокова схема на системата MIMO

По-долу фигурата показва основната блок-схема на MIMO системите. Информационните битове, които трябва да бъдат предадени, се кодират с помощта на конвенционален енкодер. И това трябва да се раздели. Преплетената кодова дума се преобразува в символи за данни (символи за модулация на квадратен амплитуд) с помощта на картографиране на символи.

Основна блокова схема на системата MIMO

Основна блокова схема на системата MIMO

Тези символи за данни се въвеждат в пространствено-времевия кодер, който извежда един или повече пространствени потоци от данни. Пространствените потоци от данни се картографират към предавателните антени чрез блок за предварително кодиране на пространство-време.

Сигналите, излъчвани от предавателните антени, се разпространяват през канала и пристигат в приемната антенна решетка. Приемникът събира сигналите на изхода на всеки елемент на приемащата антена и обръща операциите на предавателя, за да декодира данните: получава обработка на пространство-време, последвано от декодиране на пространство-време, символът е картографиране, преплитане и декодиране.

Предимства на MIMO

  • Multiple-in Multiple-out се възползва от пространственото мултиплексиране, за да увеличи безжичната честотна лента и обхвата.
  • MIMO алгоритмите изпращат информация през две или повече антени и информацията се получава и чрез множество антени.
  • Системите MIMO осигуряват прецизно увеличаване на капацитета в сравнение с конвенционалните RF системи с единична антена, заедно с по-надеждна комуникация.

Недостатъци

Основният недостатък е само неговата сложност. Отделно от това, той ще осигури прецизен изход.

Освен това, за всяка информация относно тази статия или за прилагане на която и да е инженерни проекти, базирани на безжични технологии моля, коментирайте в раздела за коментари, даден по-долу.