В радиотехнологиях множественный вход и множественный выход, или MIMO, - это метод увеличения пропускной способности радиолинии с использованием множества передающих и приемных антенн для использования многолучевого распространения.Радиотехнология MIMO MIMO стала важным элементом стандартов беспроводной связи, включая IEEE 802.11n (Wi-Fi), IEEE 802.11ac (Wi-Fi), HSPA + (3G), WiMAX (4G) и Long Term Evolution (4G).

Ранее термин «MIMO» относился к использованию нескольких антенн как в передатчике, так и в приемнике. В современном использовании «MIMO» конкретно относится к практической методике отправки и приема более чем одного сигнала данных по одному и тому же радиоканалу одновременно посредством многолучевого распространения. MIMO принципиально отличается от методов интеллектуальных антенн, разработанных для повышения производительности отдельного сигнала данных, таких как формирование луча и разнесение.
MIMO можно подразделить на три основные категории: предварительное кодирование, пространственное мультиплексирование или SM и разнесенное кодирование.

Продукты с использованием технологии MIMO

● Продукты CableFree, использующие MIMO, включают:
● CableFree IHPR-MIMO
● Бесплатное использование кабеля HPR-MIMO
● Янтарный кристалл без кабеля
● CableFree Sapphire

Беспроводная технология CableFree MIMO

Функции технологии MIMO

Предварительное кодирование - это многопотоковое формирование луча в самом узком определении. В более общем плане считается, что это вся пространственная обработка, которая происходит в передатчике. При (однопоточном) формировании луча один и тот же сигнал излучается каждой из передающих антенн с соответствующей фазой и коэффициентом усиления, так что мощность сигнала максимизируется на входе приемника. Преимущества формирования диаграммы направленности заключаются в увеличении усиления принимаемого сигнала за счет конструктивного суммирования сигналов, излучаемых разными антеннами, и в уменьшении эффекта замирания из-за многолучевого распространения. При распространении по линии прямой видимости формирование луча приводит к четко определенной диаграмме направленности. Однако обычные лучи не являются хорошей аналогией в сотовых сетях, которые в основном характеризуются многолучевым распространением. Когда приемник имеет несколько антенн, формирование луча передачи не может одновременно максимизировать уровень сигнала на всех приемных антеннах, и предварительное кодирование с несколькими потоками часто бывает полезным. Обратите внимание, что предварительное кодирование требует знания информации о состоянии канала (CSI) в передатчике и приемнике.

Для пространственного мультиплексирования требуется конфигурация антенны MIMO. При пространственном мультиплексировании высокоскоростной сигнал разделяется на несколько низкоскоростных потоков, и каждый поток передается с другой передающей антенны в том же частотном канале. Если эти сигналы поступают на антенную решетку приемника с достаточно разными пространственными характеристиками и приемник имеет точную CSI, он может разделить эти потоки на (почти) параллельные каналы. Пространственное мультиплексирование - это очень эффективный метод увеличения пропускной способности канала при более высоких отношениях сигнал / шум (SNR). Максимальное количество пространственных потоков ограничено меньшим количеством антенн в передатчике или приемнике. Пространственное мультиплексирование можно использовать без CSI на передатчике, но его можно комбинировать с предварительным кодированием, если CSI доступен. Пространственное мультиплексирование также может использоваться для одновременной передачи на несколько приемников, что известно как множественный доступ с пространственным разделением каналов или многопользовательский MIMO, и в этом случае на передатчике требуется CSI. [32] Планирование приемников с разными пространственными сигнатурами обеспечивает хорошую разделимость.

Методы разнесенного кодирования используются, когда в передатчике нет сведений о канале. В методах разнесения передается один поток (в отличие от нескольких потоков при пространственном мультиплексировании), но сигнал кодируется с использованием методов, называемых пространственно-временным кодированием. Сигнал излучается каждой из передающих антенн с полным или почти ортогональным кодированием. Кодирование с разнесением использует независимые замирания в линиях с множеством антенн для увеличения разнесения сигналов. Поскольку нет информации о канале, нет никакого выигрыша от формирования диаграммы направленности или массива от разнесенного кодирования. Кодирование с разнесением можно комбинировать с пространственным мультиплексированием, когда в передатчике доступны некоторые сведения о канале.

Формы MIMO
Технология MIMO с несколькими антеннами (или MIMO с одним пользователем) была разработана и реализована в некоторых стандартах, например, в продуктах 802.11n.

SISO / SIMO / MISO - частные случаи MIMO
● Множественный вход и один выход (MISO) - это особый случай, когда приемник имеет одну антенну.
● Один вход и несколько выходов (SIMO) - особый случай, когда передатчик имеет одну антенну.
● Один вход - один выход (SISO) - это обычная радиосистема, в которой ни передатчик, ни приемник не имеют нескольких антенн.

Основные однопользовательские методы MIMO

● Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), Джерард. Дж. Фошини (1996)
● Per Antenna Rate Control (PARC), Varanasi, Guess (1998), Chung, Huang, Lozano (2001).
● Селективное управление скоростью передачи данных по антенне (SPARC), Ericsson (2004 г.)

Некоторые ограничения

● Физическое расстояние между антеннами выбрано большим; несколько длин волн на базовой станции. Разнесение антенн на приемнике в телефонных трубках сильно ограничено пространством, хотя передовая конструкция антенны и методы алгоритмов обсуждаются.

Предыдущая:Ключевые технологии в современной микроволновой сети

Далее:Технология микроволновой связи

Оставить сообщение

Список сообщений

Комментарии Загрузка ...