Технология MIMO в передаче данных

Одно время в беспроводной связи термин «MIMO» относился к использованию множества антенн в передатчике и приемнике. В современном использовании «MIMO», в частности, относится к практическому способу отправки и приема более одного сигнала данных одновременно по одному и тому же радиоканалу путем использования многолучевого распространения. MIMO принципиально отличается от методов интеллектуальной антенны, разработанных для повышения производительности отдельного сигнала данных, такого как формирование луча и разнесение.

История

MIMO часто прослеживается в исследовательских работах 1970-х годов, касающихся многоканальных цифровых систем передачи и помех (перекрестных помех) между парами проводов в кабельном пучке: AR Kaye и DA George (1970), Branderburg and Wyner (1974), и В. ван Эттен (1975, 1976). Хотя это не примеры использования многолучевого распространения для отправки нескольких информационных потоков, некоторые математические методы для взаимодействия с взаимными помехами оказались полезными для разработки MIMO. В середине 1980-х годов Джек Зальц из Bell Laboratories продвинулся в этом исследовании, исследуя многопользовательские системы, работающие по «взаимно кросс-соединенным линейным сетям с аддитивными источниками шума», таким как мультиплексирование с разделением по времени и радиосистемы с двойной поляризацией.

Методы были разработаны для повышения производительности сотовых радиосетей и обеспечения более агрессивного повторного использования частот в начале 1990-х годов. Множественный доступ с пространственным разделением (SDMA) использует направленные или интеллектуальные антенны для связи на одной частоте с пользователями в разных местах в пределах диапазона одной и той же базовой станции. Система SDMA была предложена Ричардом Роем и Бьёрном Оттерстеном , исследователями из ArrayComm , в 1991 году. В патенте США (№ 5515378, выданном в 1996 году) описан способ увеличения пропускной способности с использованием «набора приемных антенн на базовой станции». с множеством удаленных пользователей.

Стандарты MIMO

Технология MIMO была стандартизирована для беспроводных локальных сетей, сетей мобильной связи 3G и сетей мобильной связи 4G и в настоящее время широко используется в коммерческих целях. Грег Роли и В.К. Джонс основали Airgo Networks в 2001 году для разработки чипсетов MIMO-OFDM для беспроводных локальных сетей. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в конце 2003 года создал рабочую группу для разработки стандарта беспроводной локальной сети, обеспечивающего пропускную способность данных пользователя не менее 100 Мбит/с. Было два основных конкурирующих предложения: TGn Sync был поддержан компаниями, включая Intel и Philips , и WWiSE был поддержан компаниями, включая Airgo Networks, Broadcom и Texas Instruments. Обе группы согласились, что стандарт 802.11n будет основан на MIMO-OFDM с вариантами каналов 20 МГц и 40 МГц. TGn Sync, WWiSE и третье предложение (MITMOT, поддержанное Motorola и Mitsubishi ) были объединены для создания так называемого Совместного предложения. В 2004 году Airgo стала первой компанией, поставляющей продукцию MIMO-OFDM. Qualcomm приобрела Airgo Networks в конце 2006 года. Окончательный стандарт 802.11n поддерживал скорости до 600 Мбит / с (при использовании четырех одновременных потоков данных) и был опубликован в конце 2009 года.

Тестирование сигнала MIMO фокусируется в первую очередь на системе передатчик/приемник. Случайные фазы сигналов поднесущих могут создавать мгновенные уровни мощности, которые вызывают сжатие усилителя, мгновенно вызывая искажения и, в конечном итоге, ошибки символов. Сигналы с высоким PAR (отношение пикового значения к среднему) могут привести к непредсказуемому сжатию усилителей во время передачи. Сигналы OFDM очень динамичны, и проблемы со сжатием могут быть трудно обнаружить из-за их шумоподобного характера. Знание качества канала сигнала также имеет решающее значение. Эмулятор канала может имитировать, как устройство работает на границе ячейки, может добавлять шум или может имитировать, как канал выглядит на скорости. Для полной оценки характеристик приемника можно использовать откалиброванный передатчик, такой как генератор векторных сигналов (VSG) и эмулятор канала, для проверки приемника в различных условиях. И наоборот, производительность передатчика в ряде различных условий можно проверить с помощью эмулятора канала и откалиброванного приемника, такого как векторный анализатор сигналов (VSA). Понимание канала позволяет манипулировать фазой и амплитудой каждого передатчика для формирования луча. Чтобы правильно сформировать луч, передатчик должен понимать характеристики канала. Этот процесс называется зондированием канала или оценкой канала . Известный сигнал отправляется на мобильное устройство, которое позволяет ему формировать картину среды канала. Мобильное устройство отправляет обратно характеристики канала передатчику. Затем передатчик может применить правильные настройки фазы и амплитуды для формирования луча, направленного на мобильное устройство. Это называется замкнутой системой MIMO. Для формирования луча требуется отрегулировать фазы и амплитуду каждого передатчика. В формирователе луча, оптимизированном для пространственного разнесения или пространственного мультиплексирования, каждый элемент антенны одновременно передает взвешенную комбинацию двух символов данных.




КАРТА САЙТА | КАРТА CОТОВЫХ ВЫШЕК | (C) 2014-2019 SATX.RU