Plizyè antre miltip pwodiksyon (MIMO) se yon sistèm antèn ki itilize plizyè antèn nan tou de fen transmèt ak fen k ap resevwa pou fòme plizyè chanèl ant transmèt ak k ap resevwa yo nan lòd yo ogmante kapasite chanèl la anpil.
Plizyè-antre miltip-pwodiksyon se yon teknik divèsite antèn olye konplike. Efè Multipath pral afekte kalite siyal, kidonk sistèm antèn tradisyonèl yo oblije sèvi ak sèvo yo sou fason pou elimine efè multipath. Sistèm MIMO, nan lòt men an, sèvi ak efè multipath pou amelyore kalite kominikasyon. Nan sistèm MIMO, pati transmèt ak resevwa yo itilize plizyè antèn ki ka travay ansanm pou kominike. Sistèm MIMO anjeneral anplwaye teknik konplèks siyal pwosesis pou amelyore siyifikativman fyab, ranje, ak debi. Sèvi ak teknik sa yo, transmetè a voye plizyè siyal frekans radyo ansanm, epi reseptè a refè done ki soti nan siyal sa yo. Sistèm kominikasyon san fil MIMO se youn nan teknoloji kle nan fiti sistèm kominikasyon mobil ak san fil. Yon karakteristik evidan nan sistèm MIMO a se ke li gen efikasite itilizasyon spectre trè wo. Sou baz totalman itilize resous spectre ki egziste deja, resous espas yo itilize pou jwenn pwogrè nan fyab ak efikasite. Fen pwosesis konpleksite.
modil kle
1. MIMO sistèm chanèl modèl modèl
Pèfòmans yon sistèm MIMO depann lajman sou modèl chanèl la. Malgre ke gen deja estanda pwopagasyon san fil modèl ak anpil modèl chanèl MIMO yo te bay sou baz yon gwo kantite mezi aktyèl ak travay rechèch teyorik, yo poko rekonèt pa ITU a. Rekonèt estanda modèl chanèl MIMO (3GPP te fòmile estanda modèl chanèl pou MIMO). Se poutèt sa, konprann ak metrize karakteristik yo nan chanèl san fil MIMO nan anviwònman andedan kay la ak deyò, etabli modèl estatik ak modèl dinamik espesifik nan chanèl MIMO, se esansyèl pou chwazi estrikti sistèm apwopriye ak desine algoritm ekselan pwosesis siyal reyalize potansyèl gwo chanèl yo nan sistèm MIMO. Kapasite, reyalize pèfòmans espere se kritik.
2. Kapasite sistèm MIMO
Konpare ak sistèm tradisyonèl sèl-antèn lan, sistèm MIMO a anpil amelyore tou de an tèm de pèfòmans ak pousantaj transmisyon done. Premyèman, Telestar ak Foschini te fè yon analiz apwofondi sou kapasite kanal sistèm MIMO a. Yo respektivman analize bri Gaussian Rechèch la sou kapasite sistèm MIMO a anba kondisyon sa yo montre ke, anba sipozisyon antèn yo endepandan youn ak lòt, sistèm milti-antèn la siyifikativman amelyore konpare ak sistèm sèl-antèn lan. Nan ka konnen karakteristik transmisyon chanèl la, rechèch Foschini a montre ke: lè M=N, kapasite chanèl la jwenn ogmante pwopòsyonèl ak N. Anba menm pouvwa transmisyon ak Pleasant transmisyon, kapasite kanal sistèm lan. se apeprè 40 fwa pi wo pase sa yo ki nan sistèm nan yon sèl-antre sèl-soti (SISO).
3. Konsepsyon etalaj antèn MIMO
An jeneral, antèn estasyon baz yo drese wo, ak gaye nan jaden tou pre alantou etalaj la antèn se relativman fèb. Se poutèt sa, yo nan lòd yo jwenn siyal ki pa korelasyon sou diferan eleman etalaj, li souvan nesesè yo kenbe omwen 10 fwa espas longèdonn ant eleman etalaj la. Lè kantite antèn yo gwo, ka gen obstak pou drese etalaj liy estasyon debaz yo. Pou tèminal mobil, akòz abondan disperser tou pre-jaden yo, li jeneralman kwè ke distans ki genyen ant eleman antèn se plis pase 1/2 longèdonn fè korelasyon siyal la fèb ase. Etalaj antèn polarize a ka itilize eta polarizasyon mityèlman orthogonal nan menm pozisyon espasyal la pou reyalize aparan enrevans eleman yo etalaj, pou gwosè etalaj antèn la ka relativman redwi.
4. Pwosesis siyal nan sistèm MIMO
Yon sistèm kominikasyon antèn etalaj nan yon anviwònman manyak fè fas a entèferans ko-chanèl ak entèferans entè-senbòl. Yo nan lòd yo apwoche kapasite nan yon sistèm milti-antèn, bon teknik pwosesis siyal yo nesesè. Metòd deteksyon siyal wo-pèfòmans ak konpleksite ki ba oswa metòd deteksyon jwenti yo te toujou yon sijè cho pou chèchè yo.
5. Pwoblèm nan konpleksite nan sistèm MIMO
Depi siyal la nan sistèm MIMO a pwolonje nan espas-tan ki genyen de dimansyon, konpare ak sistèm nan yon sèl-antèn, konpleksite nan estimasyon an kanal, egalizasyon chanèl, dekodaj, ak lyen deteksyon ap ogmante ak kantite antèn oswa la. ogmantasyon nan lòd modulasyon siyal la. Kantite kalkil algorithm pral afekte dirèkteman reta pwosesis la, konsomasyon pouvwa aparèy la ak tan sibstiti. An menm tan an, nan aplikasyon pratik, yon faktè kle limite sistèm MIMO se gwo pri ki pote pa plizyè lyen frekans radyo. Pou diminye konpleksite enfòmatik "lojisyèl", bay metòd pwosesis siyal ki pi senp ak pi efikas ak divès kalite espas-tan kodaj ak dekodaj rapid pou sistèm MIMO. Pou diminye pri a "pyès ki nan konpitè", seleksyon antèn se yon teknoloji trè kritik, ki ka redwi anpil konpleksite pwosesis la ak pri pyès ki nan konpitè pandan w ap kenbe avantaj ki genyen nan teknoloji MIMO, epi li se yon konsantre rechèch ankouraje aplikasyon an pratik nan sistèm MIMO.
6. Divèsite ak multiplexing nan sistèm MIMO
Sans nan sistèm MIMO se bay benefis divèsite ak benefis multiplexing. Ansyen an garanti fyab transmisyon sistèm lan, ak lèt la amelyore pousantaj transmisyon sistèm lan. Pifò nan literati a byen bonè konsantre sou itilizasyon transmèt divèsite ak multiplexing espasyal pou kont li oswa nan konbinezon ak kodaj. Etid yo montre ke sistèm milti-antèn ka bay divèsite ak multiplexing espasyal an menm tan an, e gen yon komès-off ant de la. Li vo eksplore maksimize benefis nan sistèm nan itilize rasyonèlman de mòd divèsite ak multiplexing nan sistèm MIMO.
7. (Multi-selil) Multi-itilizatè MIMO sistèm
Teyorikman, domèn kapasite sistèm milti-itilizatè MIMO a te rezoud, men kijan pou fè domèn kapasite satisfè kondisyon pousantaj transmisyon divès itilizatè yo toujou pa byen rezoud. Anplis de sa, nan chanèl emisyon an, akòz entèferans entè-antèn ak entè-itilizatè nan sistèm MIMO a, ki jan yo desine vektè transmisyon an pou elimine entèferans ko-chanèl ant itilizatè yo, ki jan fè kapasite sistèm lan ak kontwòl pouvwa a nan. QoS espesifik chak itilizatè a lè pouvwa a limite Pwoblèm nan optimize ak teknoloji ki gen rapò nan prezans sistèm milti-selil milti-itilizatè yo toujou konsantre nan rechèch.
Prensip debaz Teknoloji MIMO
Teknoloji MIMO refere a itilizasyon miltip antèn transmèt ak antèn k ap resevwa nan fen transmèt ak fen k ap resevwa, respektivman, pou siyal yo transmèt ak resevwa nan plizyè antèn nan fen transmèt ak fen k ap resevwa, kidonk amelyore kalite kominikasyon. Li ka fè tout itilizasyon resous espas, reyalize transmisyon miltip ak resepsyon miltip atravè antèn miltip, epi li ka double kapasite kanal sistèm lan san yo pa ogmante resous spectre ak pouvwa transmisyon antèn, ki montre avantaj evidan, epi li konsidere kòm pwochen jenerasyon mobil Nwayo a. teknoloji kominikasyon. Sans nan teknoloji MIMO se bay espas divèsite benefis ak espas multiplexing benefis pou sistèm nan.
Fen transmèt kat siyal done yo dwe voye nan plizyè antèn atravè kat espas-tan, ak fen k ap resevwa a fè dekodaj espas-tan sou siyal yo resevwa pa chak antèn pou refè siyal done yo voye nan fen transmèt la. Dapre diferan metòd kat espas-tan, teknoloji MIMO ka apeprè divize an de kategori: divèsite espas ak multiplexing espas. Divèsite espas refere a itilizasyon antèn transmèt miltip pou voye siyal ak menm enfòmasyon an atravè chemen diferan, epi an menm tan an jwenn plizyè siyal endepandamman fennen nan menm senbòl done nan reseptè a, konsa tankou jwenn fyab nan resepsyon amelyore pa divèsite. Pou egzanp, nan yon chanèl Rayleigh dousman manyak, lè l sèvi avèk yon sèl antèn transmèt ak n antèn resevwa, siyal la transmèt pase nan n chemen diferan. Si manyak ant antèn yo endepandan, yo ka jwenn maksimòm divèsite genyen kòm n. Pou transmèt teknoloji divèsite, li se tou sèvi ak benefis nan plizyè chemen amelyore fyab nan sistèm nan. Nan yon sistèm ki gen m transmèt antèn ak n k ap resevwa antèn, si pwogrè chemen yo ant pè antèn yo endepandan ak inifòm distribiye Rayleigh manyak, benefis maksimòm divèsite ki ka jwenn se mn. Kounye a, teknoloji divèsite espas ki souvan itilize nan sistèm MIMO yo sitou gen ladan Space Time Block Code (Space Time Block Code, STBC) ak teknoloji beamforming. STBC se yon fòm kodaj enpòtan ki baze sou transmèt divèsite, ki pi fondamantal nan ki se konplo Alamouti ki fèt pou de antèn.
Pati ki pi enpòtan nan metòd STBC se fè vektè siyal yo dwe transmèt sou plizyè antèn orthogonal youn ak lòt. Itilizasyon teknoloji STBC ka reyalize efè divèsite konplè, se sa ki, lè yo itilize teknoloji STBC nan yon sistèm ki gen M antèn transmèt ak N antèn k ap resevwa, benefis maksimòm divèsite se MN. Teknoloji Beamforming se voye menm done yo atravè diferan antèn transmèt pou fòme travès ki gen fòm dirije sou sèten itilizatè, kidonk efektivman amelyore benefis antèn. Yo nan lòd yo maksimize fòs la siyal nan gwo bout bwa a dirije itilizatè a, teknoloji a beamforming anjeneral bezwen kalkile faz la ak pouvwa nan done yo voye sou chak antèn transmèt, ki rele tou vektè a beamforming. Metòd kalkil vektè beamforming komen yo enkli vektè maksimòm valè pwòp, algorithm MIZIK, elatriye. Maksimòm benefis divèsite transmèt ki ka jwenn lè l sèvi avèk teknoloji beamforming pou M transmèt antèn se M. Teknoloji multiplexing espasyal se divize done yo dwe transmèt nan plizyè done. kouran, ak Lè sa a, transmèt yo sou antèn diferan, kidonk ogmante pousantaj transmisyon sistèm lan. Metòd multiplexing espasyal souvan itilize se kòd vètikal espas-tan ki pwopoze pa Bell Laboratories, se sa ki, teknoloji V-BLAST.
