MIMO wordt afgekort als Multiple-input multiple-output. Dit is een draadloze radiocommunicatie en multi-path-technologie die tegenwoordig in veel nieuwe technologieën wordt genoemd en gebruikt. Deze techniek is ontwikkeld om het draadloze communicatiesysteem te verbeteren door gebruik te maken van meerdere antennes op zender, ontvanger of beide. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi en vele andere radio-, draadloze en RF-technologieën maken gebruik van de nieuwe draadloze MIMO-technologie om een grotere verbindingscapaciteit en spectrale efficiëntie te bieden in combinatie met verbeterde verbindingsbetrouwbaarheid.
MIMO -Multiple Input Multiple Output Basics
Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) -communicatie verzendt dezelfde informatie als verschillende signalen tegelijkertijd via meerdere antennes, met behulp van een enkel radiokanaal.
MIMO-systeem
Het gebruikt meerdere antennes om de signaalkwaliteit en sterkte van een RF-verbindingskanaal te verbeteren in de vorm van antennediversiteit. De gegevens worden op het transmissiepunt verdeeld over meerdere datastromen en aan de ontvangzijde opnieuw gerangschikt door een andere MIMO-radioconfiguratie met hetzelfde aantal antennes.
In wezen kan een communicatiemedium worden beïnvloed door signaalvervaging en dit zal de signaal-ruisverhouding beïnvloeden. Als deze op verschillende manieren door het signaalpad kunnen worden beïnvloed, wordt de kans dat ze allemaal tegelijkertijd worden beïnvloed aanzienlijk verkleind. Dienovereenkomstig helpt diversiteit om een link te stabiliseren en verbetert het de prestaties, waardoor het aantal fouten wordt verminderd.
Ruimtelijke multiplexing en ruimtelijke diversiteit twee methodologieën worden gebruikt om verbeteringen in de signaal / ruisverhouding (SNR) te verschaffen en ze worden gekenmerkt door het verbeteren van de betrouwbaarheid van het systeem met betrekking tot de verschillende vormen van fading.
Het concept van ruimtelijke diversiteit
Het principe van diversiteit is om de ontvanger te voorzien van meerdere versies van hetzelfde signaal. In de meeste omgevingen waar draadloze communicatiesystemen werken, varieert de sterkte van het ontvangen signaal met de tijd, dit wordt fading genoemd.
Fading verslechtert de communicatieprestaties aanzienlijk doordat de kans op bitfout toeneemt in vergelijking met wat het zou zijn als er alleen witte ruis aanwezig was.
De onderstaande afbeelding toont de kans op een bitfout als functie van de spectrale dichtheid van bit-energie tot ruisvermogen, Eb / N0. De tweede observatie is dat voor Rayleigh-fading, het type fading dat in deze figuur wordt aangenomen en dat in de praktijk vaak voorkomt, de foutkans lineair afneemt wanneer deze op een logaritmische schaal wordt uitgezet tegen Eb / N0 uitgezet in dB.
Een logaritmische schaal tegen Eb / N0 uitgezet in dB
Het concept van ruimtelijke multiplexing
Ruimtelijke multiplexing verwijst naar het verzenden van meerdere datastromen via een multipadkanaal door gebruik te maken van multipad. Door dit te doen, kunnen meerdere datakanalen gelijktijdig over dezelfde frequentieband worden verzonden, waardoor een potentieel groot aantal bits per seconde per hertz spectrum kan worden verzonden.
Ruimtelijke multiplexing is analoog aan andere, meer gebruikelijke soorten multiplexschema's zoals Frequency Division Multiplexing (FDM), Time Division Multiplexing (TDM).
MIMO voor één gebruiker en meerdere gebruikers
MIMO voor één gebruiker verwijst naar een conventionele MIMO waarbij slechts één zendknooppunt en één ontvangend knooppunt en het zendknooppunt meerdere antennes heeft. In MIMO voor meerdere gebruikers zenden mobiele mobiele gebruikers, elk met een enkele antenne, naar een basisstation, en het basisstation verwerkt de signalen van elk van de individuele mobiele telefoons alsof ze afkomstig zijn van meerdere zendantennes op een enkel knooppunt.
In dit geval voert het basisstation dezelfde bewerking uit als de ontvanger. Meerdere mobiele gebruikers kunnen de gegevens dus over dezelfde bandbreedte verzenden en het basisstation kan de afzonderlijke gegevensstromen ontkoppelen met behulp van ruimtelijke coderingstechnieken.
In multi-user MIMO stelt MIMO meer mobiele gebruikers in staat om gelijktijdig op het uplink-pad over dezelfde bandbreedte te verzenden dan anders mogelijk zou zijn.
Basisblokdiagram van MIMO-systeem
De onderstaande afbeelding toont het basisblokschema van MIMO-systemen. De te verzenden informatiebits worden gecodeerd met behulp van een conventionele encoder. En dat moet worden doorschoten. Het interleaved codewoord wordt afgebeeld op datasymbolen (quadrate amplitudemodulatiesymbolen) door gebruik te maken van een symbol mapper.
Basisblokdiagram van MIMO-systeem
Deze datasymbolen worden ingevoerd in een ruimte-tijd-encoder die een of meer ruimtelijke datastromen uitvoert. De ruimtelijke datastromen worden in kaart gebracht op de zendantennes door een ruimte-tijd-voorcoderingsblok.
De signalen die vanaf de zendantennes worden gelanceerd, planten zich voort door het kanaal en komen aan bij de ontvangantenne-array. De ontvanger verzamelt de signalen aan de uitgang van elk ontvangantenne-element en keert de zenderbewerkingen om om de gegevens te decoderen: ontvangstruimte-tijdverwerking, gevolgd door ruimtetijd-decodering, symbol be mapping, deinterleaving en decodering.
Voordelen van MIMO
- Multiple-in Multiple-out maakt gebruik van ruimtelijke multiplexing om de draadloze bandbreedte en het bereik te vergroten.
- MIMO-algoritmen sturen informatie over twee of meer antennes en de informatie wordt ook via meerdere antennes ontvangen.
- MIMO-systemen bieden een nauwkeurige capaciteitsversterking ten opzichte van conventionele RF-systemen met enkele antenne, samen met betrouwbaardere communicatie.
Nadelen
Het grootste nadeel is alleen de complexiteit. Afgezien hiervan levert het een nauwkeurige output op.
Verder, voor alle informatie met betrekking tot dit artikel of om een op draadloze technologie gebaseerde technische projecten geef commentaar in het commentaargedeelte hieronder.
