MIMO je zkrácen jako Multiple-input multiple-output. Jedná se o bezdrátovou rádiovou komunikaci a vícecestnou technologii, která je dnes zmiňována a používána v mnoha nových technologiích. Tato technika byla vyvinuta pro vylepšení bezdrátového komunikačního systému pomocí více antén na vysílači, přijímači nebo na obou. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi a mnoho dalších rádiových, bezdrátových a RF technologií využívá novou bezdrátovou technologii MIMO k zajištění rozšířené kapacity spojení a spektrální účinnosti v kombinaci se zvýšenou spolehlivostí spojení.
MIMO - Základy více vstupů a více výstupů
Komunikace Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) odesílá stejné informace jako několik signálů současně prostřednictvím více antén pomocí jediného rádiového kanálu.
Systém MIMO
Využívá několik antén ke zlepšení kvality signálu a síly kanálu RF spojení ve formě rozmanitosti antén. Data jsou rozdělena do několika datových toků v přenosovém bodě a přeskupena na přijímací straně jinou rádiovou konfigurací MIMO se stejným počtem antén.
V zásadě může být komunikační médium ovlivněno únikem signálu, což ovlivní poměr signálu k šumu. Pokud lze dosáhnout toho, aby byly signální cestou ovlivněny různými způsoby, je pravděpodobnost, že budou ovlivněny všechny současně, výrazně snížena. Diverzita tedy pomáhá stabilizovat spojení a zlepšuje výkon a snižuje chybovost.
Pro zajištění zlepšení poměru signálu k šumu (SNR) se používají dvě prostorové multiplexování a prostorová diverzita a jsou charakterizovány zlepšením spolehlivosti systému s ohledem na různé formy úniku.
Koncept prostorové rozmanitosti
Princip rozmanitosti je poskytnout přijímači více verzí stejného signálu. Ve většině prostředí, kde fungují bezdrátové komunikační systémy, se síla přijímaného signálu mění s dobou, která se nazývá Fading.
Fading významně snižuje výkon komunikace tím, že zvyšuje pravděpodobnost bitové chyby ve srovnání s tím, jaké by to bylo, kdyby byl přítomen pouze bílý šum.
Níže uvedený obrázek ukazuje pravděpodobnost bitové chyby jako funkce bitové energie na šumovou spektrální hustotu, Eb / N0. Druhým pozorováním je, že u Rayleighova úniku, což je typ úniku předpokládaný na tomto obrázku a který se v praxi často vyskytuje, pravděpodobnost chyby lineárně klesá, když je vyneseno na logaritmické stupnici proti Eb / N0 vynesené v dB.
Logaritmická stupnice proti Eb / N0 vynesená v dB
Koncept prostorového multiplexování
Prostorovým multiplexováním se rozumí přenos více datových toků přes vícecestný kanál využitím vícecestného. Tímto způsobem je možné přenášet více datových kanálů současně ve stejném frekvenčním pásmu, což umožňuje přenos potenciálně velkého počtu bitů za sekundu na hertz spektra.
Prostorové multiplexování je analogické s jinými běžnějšími typy schémata multiplexování jako je multiplexování s frekvenčním dělením (FDM), multiplexování s časovým dělením (TDM).
Jeden uživatel a více uživatelů MIMO
Single user MIMO označuje konvenční MIMO, kde pouze jeden vysílací uzel a jeden přijímací uzel a vysílací uzel má více antén. Ve víceuživatelském MIMO vysílají mobilní uživatelé mobilních telefonů, každý s jedinou anténou, do základnové stanice a základnová stanice zpracovává signály z každého z jednotlivých mobilních telefonů, jako by přicházeli z více vysílacích antén na jednom uzlu.
V tomto případě základnová stanice provádí stejnou operaci jako přijímač. Takže více mobilních uživatelů může přenášet data přes stejnou šířku pásma a základnová stanice je schopna oddělit jednotlivé datové toky pomocí technik prostorového kódování.
Ve víceuživatelském rozhraní MIMO umožňuje více mobilním uživatelům přenášet současně na uplinkové cestě stejnou šířku pásma, než by bylo jinak možné.
Základní blokové schéma systému MIMO
Níže uvedený obrázek ukazuje základní blokové schéma systémů MIMO. Informační bity, které mají být přeneseny, jsou kódovány pomocí konvenčního kodéru. A to je třeba prokládat. Prokládané kódové slovo je mapováno na datové symboly (symboly kvadrátové amplitudové modulace) pomocí symbolového mapovače.
Základní blokové schéma systému MIMO
Tyto datové symboly se vkládají do časoprostorového kodéru, který vydává jeden nebo více toků prostorových dat. Toky prostorových dat jsou mapovány na vysílací antény pomocí časoprostorového předkódovacího bloku.
Signály vysílané z vysílacích antén se šíří kanálem a přicházejí do přijímací anténní soustavy. Přijímač shromažďuje signály na výstupu každého přijímacího anténního prvku a obrací operace vysílače za účelem dekódování dat: přijímat časoprostorové zpracování, následované časoprostorovým dekódováním, mapováním symbolů, rozkladem a dekódováním.
Výhody MIMO
- Multiple-in Multiple-out využívá výhod prostorového multiplexování ke zvýšení šířky pásma a dosahu bezdrátové sítě.
- Algoritmy MIMO odesílají informace přes dvě nebo více antén a informace jsou přijímány také prostřednictvím více antén.
- Systémy MIMO poskytují přesný nárůst kapacity oproti konvenčním jednoanténním RF systémům spolu se spolehlivější komunikací.
Nevýhody
Hlavní nevýhodou je pouze jeho složitost. Kromě toho poskytne přesný výstup.
Dále pro jakékoli informace týkající se tohoto článku nebo pro implementaci jakékoli inženýrské projekty založené na bezdrátové technologii komentujte prosím v níže uvedené sekci komentářů.
