MIMO сокращенно обозначается как Multiple-input multiple-output. Это технология беспроводной радиосвязи и многолучевого распространения, которая в наши дни упоминается и используется во многих новых технологиях. Этот метод был разработан для улучшения системы беспроводной связи с помощью несколько антенн на передатчике, приемнике или на обоих. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi и многие другие радио, беспроводные и радиочастотные технологии используют новую беспроводную технологию MIMO, чтобы обеспечить увеличенную пропускную способность и спектральную эффективность в сочетании с повышенной надежностью связи.
Основы MIMO-Multiple Input Multiple Output
Связь с несколькими входами и выходами (MIMO) отправляет ту же информацию, что и несколько сигналов одновременно, через несколько антенн с использованием одного радиоканала.
Система MIMO
Он использует несколько антенн для улучшения качества сигнала и мощности канала связи RF в форме разнесения антенн. Данные разделяются на несколько потоков данных в точке передачи и переупорядочиваются на приемной стороне другой конфигурацией радиосвязи MIMO с тем же количеством антенн.
В основном, на среду связи может влиять замирание сигнала, и это влияет на отношение сигнал / шум. Если тракт прохождения сигнала может повлиять на них по-разному, вероятность того, что все они будут затронуты одновременно, значительно снизится. Соответственно, разнесение помогает стабилизировать канал и повышает производительность, уменьшая количество ошибок.
Два метода пространственного мультиплексирования и пространственного разнесения используются для улучшения отношения сигнал / шум (SNR), и они характеризуются повышением надежности системы по отношению к различным формам замирания.
Концепция пространственного разнообразия
Принцип разнесения состоит в том, чтобы предоставить приемнику несколько версий одного и того же сигнала. В большинстве сред, в которых работают системы беспроводной связи, мощность принимаемого сигнала зависит от времени, что называется замиранием.
Замирание значительно ухудшает качество связи, вызывая увеличение вероятности битовой ошибки по сравнению с тем, что было бы, если бы присутствовал только белый шум.
На рисунке ниже показана вероятность ошибки в битах как функция энергии бита и спектральной плотности мощности шума, Eb / N0. Второе наблюдение заключается в том, что для рэлеевского замирания, которое является типом замирания, предполагаемым на этом рисунке и часто встречающимся на практике, вероятность ошибки уменьшается линейно при отображении в логарифмическом масштабе по отношению к Eb / N0 в дБ.
Логарифмическая шкала зависимости Eb / N0 в дБ
Концепция пространственного мультиплексирования
Пространственное мультиплексирование относится к передаче нескольких потоков данных по многолучевому каналу с использованием многолучевого распространения. Таким образом, несколько каналов данных могут передаваться одновременно в одной и той же полосе частот, что позволяет передавать потенциально большое количество битов в секунду на герц спектра.
Пространственное мультиплексирование аналогично другим более распространенным типам схемы мультиплексирования такие как мультиплексирование с частотным разделением (FDM), мультиплексирование с временным разделением (TDM).
Однопользовательский и многопользовательский MIMO
Однопользовательский MIMO относится к обычному MIMO, в котором только один передающий узел и один приемный узел, а передающий узел имеет несколько антенн. В многопользовательской MIMO пользователи мобильной сотовой связи, каждый из которых имеет одну антенну, передают на базовую станцию, а базовая станция обрабатывает сигналы от каждой из отдельных мобильных станций, как если бы они исходили от нескольких передающих антенн на одном узле.
В этом случае базовая станция выполняет ту же операцию, что и приемник. Таким образом, несколько мобильных пользователей могут передавать данные по одной и той же полосе пропускания, а базовая станция может разделять отдельные потоки данных с помощью методов пространственного кодирования.
В многопользовательском режиме MIMO позволяет большему количеству пользователей сотовой связи одновременно передавать по восходящему каналу с той же полосой пропускания, чем было бы возможно в противном случае.
Базовая блок-схема системы MIMO
На рисунке ниже показана базовая блок-схема систем MIMO. Информационные биты, подлежащие передаче, кодируются с помощью обычного кодировщика. И это нужно чередовать. Перемеженное кодовое слово отображается в символы данных (символы квадратичной амплитудной модуляции) с помощью средства отображения символов.
Базовая блок-схема системы MIMO
Эти символы данных вводятся в пространственно-временной кодер, который выводит один или несколько потоков пространственных данных. Потоки пространственных данных отображаются на передающие антенны с помощью блока пространственно-временного предварительного кодирования.
Сигналы, исходящие от передающих антенн, распространяются по каналу и достигают приемной антенной решетки. Приемник собирает сигналы на выходе каждого элемента приемной антенны и меняет операции передатчика для декодирования данных: пространственно-временная обработка приема, за которой следует пространственно-временное декодирование, отображение символов, обратное перемежение и декодирование.
Преимущества MIMO
- Множественный вход Множественный выход использует преимущества пространственного мультиплексирования для увеличения полосы пропускания и диапазона беспроводной связи.
- Алгоритмы MIMO отправляют информацию по двум или более антеннам, и информация также принимается через несколько антенн.
- Системы MIMO обеспечивают точное увеличение пропускной способности по сравнению с обычными радиочастотными системами с одной антенной, а также более надежную связь.
Недостатки
Главный недостаток - только сложность. Кроме того, он обеспечит точный вывод.
Кроме того, для получения любой информации об этой статье или для реализации любых инженерные проекты на основе беспроводных технологий прокомментируйте, пожалуйста, в разделе комментариев ниже.
