MIMO on lyhenne sanoista Multiple-input multiple-output. Tämä on langaton radioviestintä- ja monitie-tekniikka, joka mainitaan ja käytetään nykyään monissa uusissa tekniikoissa. Tämä tekniikka on kehitetty parantamaan langatonta viestintäjärjestelmää käyttämällä useita antenneja lähettimessä, vastaanottimessa tai molemmissa. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi ja monet muut radio-, langattomat ja radiotekniikat käyttävät uutta langatonta MIMO-tekniikkaa tarjotakseen suuremman linkkikapasiteetin ja spektritehokkuuden yhdistettynä parannettuun linkkivarmuuteen.
MIMO - Useiden tulojen, monien lähtöjen perusteet
Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) -viestintä lähettää samat tiedot kuin useita signaaleja samanaikaisesti useiden antennien kautta, käyttäen yhtä radiokanavaa.
MIMO-järjestelmä
Se käyttää useita antenneja parantaakseen RF-linkkikanavan signaalin laatua ja voimakkuutta antennidiversiteetin muodossa. Tiedot jaetaan useisiin datavirtoihin lähetyspisteessä ja järjestetään uudelleen vastaanottopuolelle toisen MIMO-radiokokoonpanon kanssa samalla määrällä antenneja.
Periaatteessa signaalin häipyminen voi vaikuttaa viestintävälineeseen ja tämä vaikuttaa signaalin ja kohinan suhteeseen. Jos signaalireitti voi vaikuttaa niihin eri tavoin, todennäköisyys, että ne kaikki vaikuttavat samanaikaisesti, vähenee huomattavasti. Vastaavasti monimuotoisuus auttaa vakauttamaan linkkiä ja parantaa suorituskykyä vähentämällä virhetasoja.
Spatiaalista multipleksointia ja spatiaalista monimuotoisuutta kahta menetelmää käytetään parantamaan signaalin ja kohinan suhdetta (SNR), ja niille on tunnusomaista järjestelmän luotettavuuden parantaminen haalistumisen eri muodoissa.
Alueellisen monimuotoisuuden käsite
Monimuotoisuuden periaate on tarjota vastaanottimelle useita versioita samasta signaalista. Useimmissa ympäristöissä, joissa langattomat tietoliikennejärjestelmät toimivat, vastaanotetun signaalin voimakkuus vaihtelee ajan mukaan, jota kutsutaan häipymiseksi.
Häivytys heikentää merkittävästi viestinnän suorituskykyä aiheuttamalla bittivirheiden todennäköisyyden kasvavan verrattuna siihen, mikä olisi, jos vain valkoista kohinaa olisi läsnä.
Alla oleva kuva esittää bittivirheen todennäköisyyden bittienergian ja kohinan tehon spektritiheyden funktiona, Eb / N0. Toinen havainto on, että Rayleigh-häipymiselle, joka on tässä kuvassa oletettu haalistumistyyppi ja jota esiintyy usein käytännössä, virhetodennäköisyys pienenee lineaarisesti, kun se piirretään logaritmisella asteikolla suhteessa Eb / N0: een, joka on piirretty desibeleinä.
Logaritminen asteikko Eb / N0: ta vastaan piirretty desibeleinä
Spatiaalisen multipleksoinnin käsite
Spatiaalinen multipleksointi viittaa useiden datavirtojen lähettämiseen monitiekanavan kautta hyödyntämällä monitie. Tällöin useita datakanavia voidaan lähettää samanaikaisesti samalla taajuuskaistalla, mikä mahdollistaa potentiaalisesti suuren määrän bittejä sekunnissa taajuuksien hertsiä kohti.
Spatiaalinen multipleksointi on analoginen muiden yleisempien tyyppien kanssa multipleksointijärjestelmät kuten taajuusjakoinen multipleksointi (FDM), aikajakoinen multipleksointi (TDM).
Yhden käyttäjän ja monen käyttäjän MIMO
Yhden käyttäjän MIMO tarkoittaa tavanomaista MIMO: ta, jossa vain yksi lähetyssolmu ja yksi vastaanottava solmu, ja lähettimessä on useita antenneja. Monen käyttäjän MIMO: ssa matkaviestinkäyttäjät, joilla kaikilla on yksi antenni, lähettävät tukiasemalle, ja tukiasema käsittelee signaaleja kustakin yksittäisestä matkapuhelimesta ikään kuin ne tulisivat useista lähetysantenneista yhdessä solmussa.
Tässä tapauksessa tukiasema suorittaa saman toiminnan kuin vastaanotin. Joten useat matkaviestinkäyttäjät voivat lähettää dataa samalla kaistanleveydellä, ja tukiasema pystyy erottamaan yksittäiset datavirrat paikkakoodaustekniikoilla.
Monikäyttäjässä MIMO sallii useampien solukkokäyttäjien lähettää samanaikaisesti nousevan siirtotien polulla samalla kaistanleveydellä kuin muuten olisi mahdollista.
MIMO-järjestelmän peruslohkokaavio
Alla oleva kuva esittää MIMO-järjestelmien peruslohkokaavion. Lähetettävät informaatiobitit koodataan käyttämällä tavanomaista kooderia. Ja se on lomitettu. Lomitettu koodisana kartoitetaan datasymboleihin (Quadrate amplitudimodulointisymbolit) käyttämällä symbolikartoitinta.
MIMO-järjestelmän peruslohkokaavio
Nämä datasymbolit syötetään aika-aikakooderiin, joka tuottaa yhden tai useamman paikkatietovirran. Paikkatietovirtat kartoitetaan lähetysantenneihin aika-ajan esikoodauslohkolla.
Lähetysantenneista lähetetyt signaalit etenevät kanavan läpi ja saapuvat vastaanottoantenniryhmään. Vastaanotin kerää signaalit kunkin vastaanottoantennielementin ulostuloon ja kääntää lähettimen toiminnot tietojen dekoodaamiseksi: vastaanottaa aika-aikakäsittelyä, jota seuraa aika-ajan dekoodaus, symbolien kartoitus, lomituksen poisto ja dekoodaus.
MIMOn edut
- Multiple-in Multiple-out hyödyntää tilamultipleksointia langattoman kaistanleveyden ja kantaman lisäämiseksi.
- MIMO-algoritmit lähettävät tietoja yli kahden tai useamman antennin ja tiedot vastaanotetaan myös useiden antennien kautta.
- MIMO-järjestelmät tarjoavat tarkan kapasiteetin kasvun perinteisiin yhden antennin RF-järjestelmiin verrattuna ja luotettavamman viestinnän.
Haitat
Suurin haitta on vain sen monimutkaisuus. Tämän lisäksi se tarjoaa tarkan tuotoksen.
Lisäksi mitä tahansa tätä artikkelia koskevaa tietoa tai sen toteuttamista varten langattomaan tekniikkaan perustuvat suunnitteluprojektit kommentoi alla olevassa kommenttiosassa.
