Is córas antenna é il-aschur il-ionchuir (MIMO) a úsáideann antennas iolracha ag an deireadh tarchuir agus ag an deireadh glactha araon chun bealaí iolracha a fhoirmiú idir na foircinn tarchurtha agus glactha chun cumas an chainéil a mhéadú go mór.
Teicníc éagsúlachta antenna atá sách casta is ea il-ionchur il-ionchuir. Cuirfidh éifeachtaí ilchosáin isteach ar cháilíocht an chomhartha, agus mar sin ní mór do chórais aeróige traidisiúnta a n-inchinn a úsáid chun éifeachtaí ilbhealaigh a dhíchur. Ar an láimh eile, úsáideann córais MIMO éifeachtaí multipath chun cáilíocht cumarsáide a fheabhsú. Sa chóras MIMO, úsáideann na páirtithe tarchuir agus glactha il-antennas ar féidir leo oibriú go comhuaineach chun cumarsáid a dhéanamh. De ghnáth úsáideann córais MIMO teicnící casta próiseála comhartha chun iontaofacht, raon agus tréchur a fheabhsú go suntasach. Ag baint úsáide as na teicnící seo, seolann an tarchuradóir comharthaí minicíochta raidió iolracha ag an am céanna, agus aisghabhann an glacadóir na sonraí ó na comharthaí seo. Tá córas cumarsáide gan sreang MIMO ar cheann de na príomhtheicneolaíochtaí de chórais cumarsáide soghluaiste agus gan sreang sa todhchaí. Gné shoiléir den chóras MIMO is ea go bhfuil éifeachtacht úsáide speictrim an-ard aige. Ar bhonn lánúsáid a bhaint as acmhainní speictrim atá ann cheana féin, úsáidtear acmhainní spáis chun gnóthachain in iontaofacht agus éifeachtúlacht a bhaint amach. Castacht próiseála deiridh.
modúl eochair
1. Samhaltú múnla cainéal córas MIMO
Braitheann feidhmíocht chórais MIMO go mór ar mhúnla an chainéil. Cé go bhfuil samhlacha caighdeánacha iomadaithe gan sreang ann cheana féin agus go bhfuil go leor samhlacha cainéal MIMO curtha ar fáil ar bhonn líon mór tomhais iarbhír agus obair thaighde teoiriciúil, níl siad aitheanta fós ag an ITU. Samhail chainéil MIMO chaighdeánaithe aitheanta (tá caighdeáin mhúnla cainéal ceaptha ag 3GPP do MIMO). Dá bhrí sin, tá tuiscint agus máistreacht ar shaintréithe bealaí MIMO gan sreang i dtimpeallachtaí laistigh agus lasmuigh, ag bunú samhlacha statacha agus samhlacha dinimiciúla sonracha de chainéil MIMO, riachtanach chun struchtúir chórais chuí a roghnú agus halgartaim próiseála comhartha den scoth a dhearadh chun bealaí ollmhóra féideartha córais MIMO a bhaint amach. Tá sé ríthábhachtach an cumas, an fheidhmíocht ionchais a bhaint amach.
2. Cumas córas MIMO
I gcomparáid leis an gcóras traidisiúnta aon-antenna, tá an córas MIMO feabhsaithe go mór i dtéarmaí feidhmíochta agus ráta tarchur sonraí. Ar dtús, rinne Telestar agus Foschini anailís dhomhain ar acmhainn chainéil an chórais MIMO. Rinne siad anailís ar an torann Gaussach faoi seach Léiríonn an taighde ar chumas an chórais MIMO faoi na coinníollacha seo a leanas, ag glacadh leis go bhfuil na antennas neamhspleách ar a chéile, go bhfuil an córas il-antenna feabhsaithe go mór i gcomparáid leis an gcóras aon-antenna. I gcás saintréithe tarchurtha an chainéil a bheith eolach, léiríonn taighde Foschini: nuair a mhéadaíonn M=N, an toilleadh cainéil faighte go comhréireach le N. Faoin gcumhacht tarchurtha céanna agus bandaleithead tarchurtha, tá cumas cainéal an chórais thart ar 40 uair níos airde ná sin an chórais aon-ionchuir aon-amach (SISO).
3. Dearadh eagar antenna MIMO
Go ginearálta, cuirtear antennas bunstáisiúin in airde, agus tá an scaipeadh gar-réimse timpeall an eagar antenna sách lag. Dá bhrí sin, chun comharthaí neamhchomhghaolmhara a fháil ar eilimintí eagair éagsúla, is minic go gcaithfear an spásáil tonnfhad idir eilimintí eagar a choinneáil ar a laghad 10 n-uaire. Nuair a bhíonn líon na n-antennas mór, d'fhéadfadh go mbeadh constaicí ann maidir le eagair bonnstáisiúin a thógáil. Maidir le críochfoirt soghluaiste, mar gheall ar na scaiptheoirí gar-réimse flúirseach, creidtear go ginearálta go bhfuil an fad idir eilimintí antenna níos mó ná 1/2 tonnfhad chun an comhghaol comhartha a dhéanamh lag go leor. Is féidir leis an eagar antenna polaraithe úsáid a bhaint as stáit polaraithe orthogonal frithpháirteach ag an suíomh spásúil céanna chun neamh-ábharthacht dealraitheach na n-eilimintí eagair a bhaint amach, ionas gur féidir méid an eagair antenna a laghdú go réasúnta.
4. Próiseáil comhartha ar chóras MIMO
Tá cur isteach comhchainéil agus trasnaíocht idir-siombail i gceist le córas cumarsáide antenna eagair i dtimpeallacht fading. D'fhonn cur chuige córas il-antenna, tá gá le teicnící próiseála comhartha maith. Bhí modhanna braite comhartha ardfheidhmíochta, íseal-castachta nó modhanna braite comhpháirteacha ina ábhar te i gcónaí do thaighdeoirí.
5. An fhadhb castachta an chórais MIMO
Ós rud é go leathnaítear an comhartha sa chóras MIMO go dtí an spás-am déthoiseach, i gcomparáid leis an gcóras aon-antenna, méadóidh castacht na meastachán cainéal, cothromú cainéal, díchódú, agus naisc braite le líon na n-antenna nó an. méadú ar an ordú modhnú comhartha. Beidh tionchar díreach ag an méid ríomh algartam ar an moill próiseála, tomhaltas cumhachta gléas agus am fuireachas. Ag an am céanna, in iarratais phraiticiúla, is príomhfhachtóir a chuireann srian le córais MIMO an costas ard a thugann naisc ilmhinicíochta raidió. Chun castacht ríomh “bhogearraí” a laghdú, cuir modhanna próiseála comharthaí níos simplí agus níos éifeachtaí ar fáil agus scéimeanna éagsúla ionchódaithe agus díchódaithe spáis-ama do chórais MIMO. Chun an costas "crua-earraí" a laghdú, is teicneolaíocht an-chriticiúil é roghnú antenna, rud a d'fhéadfadh castacht próiseála agus costas crua-earraí a laghdú go mór agus buntáistí na teicneolaíochta MIMO á chothabháil, agus is fócas taighde é chun cur i bhfeidhm praiticiúil córais MIMO a chur chun cinn.
6. Éagsúlacht agus ilphléacsáil chórais MIMO
Is é croílár chóras MIMO gnóthachan éagsúlachta agus gnóthachan ilphléacsála a sholáthar. Ráthaíonn an chéad cheann iontaofacht tarchurtha an chórais, agus feabhsaíonn an dara ceann ráta tarchurtha an chórais. Dhírigh an chuid is mó den litríocht luath ar úsáid na héagsúlachta tarchurtha agus ilphléacsáil spásúil ina n-aonar nó i gcomhcheangal le códú. Tá sé léirithe ag staidéir gur féidir le córais il-antenna éagsúlacht agus ilphléacsáil spásúil a sholáthar ag an am céanna, agus tá comhbhabhtáil idir an dá cheann. Is fiú iniúchadh a dhéanamh chun an leas is fearr a bhaint as an gcóras trí úsáid réasúnach a bhaint as an dá mhodh éagsúlachta agus ilphléacsála i gcórais MIMO.
7. (Il-chill) Córas MIMO il-úsáideoir
Go teoiriciúil, tá réimse acmhainne an chórais MIMO il-úsáideoirí réitithe, ach níl réiteach maith fós ar conas an fearann acmhainne a dhéanamh chun riachtanais ráta tarchurtha úsáideoirí éagsúla a chomhlíonadh. Ina theannta sin, sa chainéal craolta, mar gheall ar an gcur isteach idir-antenna agus idir-úsáideoirí sa chóras MIMO, conas an veicteoir tarchurtha a dhearadh chun deireadh a chur leis an gcur isteach comhchainéil idir úsáideoirí, conas cumas an chórais agus rialú cumhachta a dhéanamh. QoS ar leith gach úsáideoir nuair a bhíonn an chumhacht teoranta Tá fadhb an leas iomlán a bhaint agus teicneolaíochtaí gaolmhara i láthair na gcóras il-ceall il-úsáideoirí fós mar fhócas an taighde.
Bunphrionsabail Teicneolaíochta MIMO
Tagraíonn teicneolaíocht MIMO d'úsáid il-antennas tarchurtha agus antennas glactha ag an deireadh tarchuir agus ag deireadh glactha, faoi seach, ionas go dtarchuirtear agus go bhfaightear comharthaí trí antennas iolracha ag an deireadh tarchurtha agus glactha, rud a fheabhsóidh cáilíocht na cumarsáide. Féadann sé úsáid iomlán a bhaint as acmhainní spáis, tarchuir iolracha agus fáiltithe iolracha a bhaint amach trí antennas iolracha, agus féadann sé cumas cainéal an chórais a dhúbailt gan acmhainní speictrim agus cumhacht tarchurtha antenna a mhéadú, ag taispeáint buntáistí soiléire, agus meastar é mar an chéad ghlúin eile de shoghluaiste An croí. teicneolaíocht na cumarsáide. Is é croílár na teicneolaíochta MIMO ná gnóthachan éagsúlacht spáis agus gnóthachan ilphléacsála spáis a sholáthar don chóras.
Déanann an deireadh tarchuir an comhartha sonraí a léarscáiliú le seoladh chuig antennas iolracha trí mhapáil spás-ama, agus déanann an deireadh glactha díchódú spás-ama ar na comharthaí a fhaigheann gach antenna chun an comhartha sonraí a sheol an deireadh tarchurtha a aisghabháil. De réir modhanna éagsúla mapála spáis-ama, is féidir teicneolaíocht MIMO a roinnt go garbh ina dhá chatagóir: éagsúlacht spáis agus ilphléacsáil spáis. Tagraíonn éagsúlacht spáis d'úsáid antennas tarchurtha iolracha chun comharthaí a sheoladh leis an bhfaisnéis chéanna trí chosáin éagsúla, agus ag an am céanna comharthaí fading neamhspleácha iolracha den siombail sonraí céanna a fháil ag an nglacadóir, ionas go bhfaighidh an t-iontaofacht glactha feabhsaithe ag éagsúlacht. Mar shampla, i gcainéal céimnithe Rayleigh mall, ag baint úsáide as aeróg tarchuir amháin agus n aeróga a fháil, téann an comhartha tarchurtha trí n cosáin éagsúla. Má tá an fading idir na antennas neamhspleách, is féidir an gnóthachan éagsúlachta uasta a fháil mar n. Maidir le teicneolaíocht éagsúlachta tarchurtha, tá sé le húsáid freisin gnóthachan ilchosáin chun iontaofacht an chórais a fheabhsú. I gcóras ina bhfuil m tarchuir antennas agus n antennas glactha, má tá na gnóthachain cosán idir péirí antennas neamhspleách agus dáileadh go haonfhoirmeach Rayleigh fading, is é an gnóthachan éagsúlacht uasta is féidir a fháil ná mn. Faoi láthair, cuimsíonn teicneolaíochtaí éagsúlachta spáis a úsáidtear go coitianta i gcórais MIMO go príomha Cód Bloc Ama Spáis (Cód Bloc Am Spáis, STBC) agus teicneolaíochtaí beamforming. Is foirm códaithe thábhachtach é STBC atá bunaithe ar éagsúlacht tarchurtha, agus is é an scéim Alamouti is bunúsaí atá deartha le haghaidh dhá antennas.
Is é an chuid is tábhachtaí den mhodh STBC ná na veicteoirí comhartha a tharchur ar il-antennas orthogonal lena chéile. Is féidir le húsáid teicneolaíocht STBC éifeacht na héagsúlachta iomlána a bhaint amach, is é sin, nuair a úsáidtear teicneolaíocht STBC i gcóras le antennas tarchurtha M agus antennas glactha N, is é MN an gnóthachan éagsúlachta uasta. Is é an teicneolaíocht beamforming ná na sonraí céanna a sheoladh trí antennas tarchurtha éagsúla chun bíomaí múnlaithe a dhírítear chuig úsáideoirí áirithe a fhoirmiú, rud a fheabhsóidh gnóthachan antenna go héifeachtach. D'fhonn neart comhartha an bhíoma dírithe ar an úsáideoir a uasmhéadú, de ghnáth ní mór don teicneolaíocht beamforming céim agus cumhacht na sonraí a sheoltar ar gach antenna tarchurtha a ríomh, ar a dtugtar an veicteoir beamforming freisin. I measc na modhanna ríofa coitianta veicteoir beamforming tá veicteoir eigenvalue uasta, algartam MUSIC, etc. Is é an gnóthachan éagsúlacht tarchurtha uasta is féidir a fháil trí úsáid a bhaint as an teicneolaíocht beamforming le haghaidh M antennas tarchurtha. sruthanna, agus ansin iad a tharchur ar antennas éagsúla, rud a mhéadaíonn ráta tarchurtha an chórais. Is é an modh ilphléacsála spásúlachta a úsáidtear go coitianta ná an cód spáis-ama ciseal ingearach atá molta ag Bell Laboratories, is é sin, teicneolaíocht V-BLAST.
