في التكنولوجيا الراديوية ، تعد المدخلات المتعددة والمخرجات المتعددة ، أو MIMO ، طريقة لمضاعفة قدرة الرابط الراديوي باستخدام هوائيات إرسال واستقبال متعددة لاستغلال الانتشار متعدد المسارات.تقنية راديو MIMO أصبحت MIMO عنصرًا أساسيًا في معايير الاتصالات اللاسلكية بما في ذلك IEEE 802.11n (Wi-Fi) و IEEE 802.11ac (Wi-Fi) و HSPA + (3G) و WiMAX (4G) والتطور طويل الأمد (4G)

أشار الاستخدام السابق لمصطلح "MIMO" إلى استخدام هوائيات متعددة في كل من المرسل والمستقبل. في الاستخدام الحديث ، تشير "MIMO" تحديدًا إلى تقنية عملية لإرسال واستقبال أكثر من إشارة بيانات واحدة على نفس القناة الراديوية في نفس الوقت عبر الانتشار متعدد المسارات. تختلف تقنية MIMO اختلافًا جوهريًا عن تقنيات الهوائي الذكية التي تم تطويرها لتحسين أداء إشارة بيانات واحدة ، مثل تشكيل الحزمة والتنوع.
يمكن تقسيم MIMO إلى ثلاث فئات رئيسية ، التشفير المسبق ، وتعدد الإرسال المكاني أو SM ، والتشفير المتنوع.

المنتجات التي تستخدم تقنية MIMO

● تتضمن منتجات CableFree التي تستخدم MIMO ما يلي:
● CableFree IHPR-MIMO
● CableFree HPR-MIMO
● CableFree Amber Crystal
● ياقوت خالي من الكابلات

تكنولوجيا راديو CableFree MIMO

وظائف تقنية MIMO

الترميز المسبق هو تشكيل شعاع متعدد التدفق ، في أضيق تعريف. بعبارات أكثر عمومية ، تعتبر جميع المعالجات المكانية التي تحدث في جهاز الإرسال. في تشكيل الحزمة (أحادي الدفق) ، تُرسل نفس الإشارة من كل من هوائيات الإرسال ذات الطور المناسب وترجيح الكسب بحيث تزيد قدرة الإشارة إلى أقصى حد عند دخل المستقبل. تتمثل فوائد تشكيل الحزمة في زيادة كسب الإشارة المستقبلة - عن طريق جعل الإشارات الصادرة من هوائيات مختلفة تضيف بشكل بناء - وتقليل تأثير الخبو متعدد المسارات. في الانتشار على خط البصر ، ينتج عن تشكيل الحزمة مخطط اتجاهي محدد جيدًا. ومع ذلك ، فإن الحزم التقليدية ليست تشبيهًا جيدًا في الشبكات الخلوية ، والتي تتميز أساسًا بالانتشار متعدد المسارات. عندما يحتوي المستقبل على هوائيات متعددة ، لا يمكن لتشكيل حزمة الإرسال زيادة مستوى الإشارة في نفس الوقت إلى أقصى حد في جميع هوائيات الاستقبال ، وغالبًا ما يكون التشفير المسبق مع التدفقات المتعددة مفيدًا. لاحظ أن التشفير المسبق يتطلب معرفة معلومات حالة القناة (CSI) عند المرسل والمستقبل.

يتطلب تعدد الإرسال المكاني تكوين هوائي MIMO. في تعدد الإرسال المكاني ، يتم تقسيم الإشارة عالية السرعة إلى عدة تدفقات ذات معدل منخفض ويتم إرسال كل تدفق من هوائي إرسال مختلف في نفس قناة التردد. إذا وصلت هذه الإشارات إلى صفيف هوائي المستقبل بتوقيعات مكانية مختلفة بما فيه الكفاية وكان لدى المستقبل CSI دقيقة ، فيمكنه فصل هذه التدفقات إلى قنوات متوازية (تقريبًا). يعد تعدد الإرسال المكاني تقنية قوية جدًا لزيادة سعة القناة عند معدلات إشارة إلى ضوضاء أعلى (SNR). الحد الأقصى لعدد التدفقات المكانية محدود بعدد أقل من الهوائيات في المرسل أو المستقبل. يمكن استخدام تعدد الإرسال المكاني بدون CSI عند المرسل ، ولكن يمكن دمجه مع التشفير المسبق إذا كان CSI متاحًا. يمكن أيضًا استخدام تعدد الإرسال المكاني للإرسال المتزامن إلى أجهزة استقبال متعددة ، تُعرف بالنفاذ المتعدد بتقسيم الفضاء أو MIMO متعدد المستخدمين ، وفي هذه الحالة يكون CSI مطلوبًا عند المرسل. [32] تتيح جدولة أجهزة الاستقبال ذات التوقيعات المكانية المختلفة إمكانية الفصل بشكل جيد.

تُستخدم تقنيات تشفير التنوع في حالة عدم وجود معرفة بالقناة عند جهاز الإرسال. في طرق التنوع ، يتم إرسال دفق واحد (على عكس التدفقات المتعددة في تعدد الإرسال المكاني) ، ولكن يتم تشفير الإشارة باستخدام تقنيات تسمى تشفير الزمكان. تنبعث الإشارة من كل من هوائيات الإرسال مع تشفير متعامد كامل أو قريب. يستغل التشفير المتنوع الخبو المستقل في وصلات الهوائيات المتعددة لتعزيز تنوع الإشارة. نظرًا لعدم وجود معرفة بالقناة ، لا يوجد تكوين حزم أو كسب صفيف من تشفير التنوع. يمكن دمج تشفير التنوع مع تعدد الإرسال المكاني عندما تكون بعض معرفة القناة متاحة في جهاز الإرسال.

أشكال MIMO
تم تطوير تقنية MIMO متعددة الهوائيات (أو MIMO المستخدم الفردي) وتنفيذها في بعض المعايير ، مثل منتجات 802.11n.

SISO / SIMO / MISO هي حالات خاصة لـ MIMO
● المدخلات المتعددة والمخرج المفرد (MISO) هي حالة خاصة عندما يكون للمستقبل هوائي واحد.
● المدخل المفرد والمخرج المتعدد (SIMO) هو حالة خاصة عندما يكون لجهاز الإرسال هوائي واحد.
● خرج أحادي الإدخال (SISO) هو نظام راديو تقليدي حيث لا يوجد هوائي متعدد بين المرسل والمستقبل.

تقنيات MIMO الرئيسية للمستخدم الواحد

● مختبرات بيل الطبقات الفضائية والزمنية (بلاست) ، جيرارد. فوشيني (1996)
● التحكم في معدل الهوائي (PARC) ، فاراناسي ، غيس (1998) ، تشونغ ، هوانغ ، لوزانو (2001)
● التحكم الانتقائي في معدل الهوائي (SPARC) ، إريكسون (2004)

بعض القيود

● تم اختيار تباعد الهوائي المادي ليكون كبيرًا ؛ متعددة الأطوال الموجية في المحطة الأساسية. إن المسافة الفاصلة للهوائي عند المستقبل مقيدة بشكل كبير في الهواتف المحمولة ، على الرغم من أن تصميم الهوائي المتقدم وتقنيات الخوارزمية قيد المناقشة.

السابق:التقنيات الرئيسية في شبكة الميكروويف الحديثة

التالى:تقنية وصلة الميكروويف

اترك رسالة

قائمة الرسالة

تحميل التعليقات ...