MIMO este prescurtat ca ieșire multiplă cu intrări multiple. Aceasta este o comunicație radio fără fir și o tehnologie multi-căi care este menționată și utilizată în multe tehnologii noi în zilele noastre. Această tehnică a fost dezvoltată pentru îmbunătățirea sistemului de comunicații fără fir prin utilizarea antene multiple la emițător, receptor sau ambele. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi și multe alte tehnologii radio, wireless și RF utilizează noua tehnologie wireless MIMO pentru a oferi o capacitate de legătură extinsă și o eficiență spectrală combinată cu o fiabilitate sporită a legăturilor.
MIMO -Multiple Input Multiple Output Basics
Comunicarea Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) trimite aceleași informații ca mai multe semnale simultan prin mai multe antene, utilizând un singur canal radio.
Sistem MIMO
Utilizează mai multe antene pentru a îmbunătăți calitatea semnalului și puterea unui canal de legătură RF într-o formă de diversitate a antenelor. Datele sunt împărțite în mai multe fluxuri de date la punctul de transmisie și rearanjate pe partea de recepție de o altă configurație radio MIMO cu același număr de antene.
Practic, un mediu de comunicație poate fi afectat de decolorarea semnalului și acest lucru va afecta raportul semnal / zgomot. Dacă acestea pot fi afectate în moduri diferite de calea semnalului, probabilitatea ca toate acestea să fie afectate în același timp este considerabil redusă. În consecință, diversitatea ajută la stabilizarea unei legături și îmbunătățește performanța, reducând ratele de eroare.
Multiplexarea spațială și diversitatea spațială sunt utilizate două metodologii pentru a oferi îmbunătățiri ale raportului semnal / zgomot (SNR) și se caracterizează prin îmbunătățirea fiabilității sistemului în raport cu diferitele forme de decolorare.
Conceptul de diversitate spațială
Principiul diversității este de a furniza receptorului mai multe versiuni ale aceluiași semnal. În majoritatea mediilor în care funcționează sistemele de comunicații fără fir, puterea semnalului recepționat variază în funcție de timp, care se numește Fading.
Decolorarea degradează semnificativ performanța comunicațiilor, provocând creșterea probabilității de eroare de biți în comparație cu ceea ce ar fi dacă ar fi prezent doar zgomotul alb.
Figura de mai jos prezintă probabilitatea erorii de biți în funcție de densitatea spectrală a energiei de biți la puterea de zgomot, Eb / N0. A doua observație este că pentru decolorarea Rayleigh, care este tipul de decolorare asumat în această figură și care apare adesea în practică, probabilitatea de eroare scade liniar atunci când este reprezentată pe o scară logaritmică împotriva Eb / N0 reprezentată în dB.
O scară logaritmică împotriva Eb / N0 reprezentată în dB
Conceptul de multiplexare spațială
Multiplexarea spațială se referă la transmiterea mai multor fluxuri de date pe un canal multipath prin exploatarea multipath. Procedând astfel, mai multe canale de date pot fi transmise simultan pe aceeași bandă de frecvență, permițând transmiterea unui număr potențial mare de biți pe secundă pe hertz de spectru.
Multiplexarea spațială este similară cu alte tipuri mai frecvente de scheme de multiplexare cum ar fi multiplexarea prin diviziune de frecvență (FDM), multiplexarea prin diviziune de timp (TDM).
MIMO pentru un singur utilizator și multi-utilizator
MIMO pentru un singur utilizator se referă la un MIMO convențional în care numai un nod de transmisie și unul de recepție, iar nodul emițătorului are mai multe antene. În MIMO multi-utilizatori, utilizatorii de celule mobile, fiecare cu o singură antenă, transmit către o stație de bază, iar stația de bază procesează semnalele de la fiecare dintre telefoanele individuale ca și cum ar proveni de la mai multe antene de transmisie pe un singur nod.
În acest caz, stația de bază efectuează aceeași operație ca și receptorul. Deci, mai mulți utilizatori de telefonie mobilă pot transmite datele pe aceeași lățime de bandă, iar stația de bază este capabilă să decupeze fluxurile de date individuale utilizând tehnici de codare spațială.
În multi-utilizator MIMO permite mai multor utilizatori celulari să transmită simultan pe calea de legătură în sus pe aceeași lățime de bandă decât altfel ar fi posibil.
Diagrama bloc de bază a sistemului MIMO
Figura de mai jos prezintă schema bloc de bază a sistemelor MIMO. Biții de informație care trebuie transmiși sunt codați utilizând un codificator convențional. Și asta trebuie intercalat. Cuvântul de cuvânt intercalat este mapat la simboluri de date (simboluri de modulare a amplitudinii quadrate) utilizând un mapator de simboluri.
Diagrama bloc de bază a sistemului MIMO
Aceste simboluri de date sunt introduse într-un codificator spațiu-timp care generează unul sau mai multe fluxuri de date spațiale. Fluxurile de date spațiale sunt mapate la antenele de transmisie prin bloc de precodificare spațiu-timp.
Semnalele lansate de la antenele de transmisie se propagă prin canal și ajung la matricea de antene de recepție. Receptorul colectează semnalele de la ieșirea fiecărui element de antenă de recepție și inversează operațiunile emițătorului pentru a decoda datele: primi procesarea spațiu-timp, urmată de decodare spațiu-timp, simbolizarea cartografierii, dezintercalarea și decodarea.
Avantajele MIMO
- Multiple-in Multiple-out profită de multiplexarea spațială pentru a crește lățimea de bandă și gama wireless.
- Algoritmii MIMO trimit informații pe două sau mai multe antene, iar informațiile sunt primite și prin mai multe antene.
- Sistemele MIMO oferă un câștig precis de capacitate față de sistemele convenționale RF cu antenă simplă, împreună cu o comunicare mai fiabilă.
Dezavantaje
Principalul dezavantaj este doar complexitatea sa. În afară de aceasta, va oferi rezultate precise.
În plus, pentru orice informații referitoare la acest articol sau pentru a implementa oricare proiecte de inginerie bazate pe tehnologia wireless vă rugăm să comentați în secțiunea de comentarii de mai jos.
