MIMO - MIMO

MIMO využívá šíření více cest ke znásobení kapacity propojení.

V rádio , vícenásobným vstupem a vícenásobným výstupem , nebo MIMO ( / m m , m jsem m / ), je metoda pro vynásobení kapacitu rádiové linky s použitím vícenásobného přenosu a přijímací antény využít vícecestného šíření . MIMO se stalo základním prvkem standardů bezdrátové komunikace včetně IEEE 802.11n (Wi-Fi 4), IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5), HSPA+ (3G), WiMAX a Long Term Evolution (LTE). Nověji byl MIMO aplikován na komunikaci po elektrickém vedení pro třívodičové instalace jako součást standardu ITU G.hn a specifikace HomePlug AV2.

Najednou v bezdrátovém termínu „MIMO“ označoval použití více antén na vysílači a přijímači. V moderním použití „MIMO“ konkrétně odkazuje na praktickou techniku ​​pro odesílání a přijímání více než jednoho datového signálu současně přes stejný rádiový kanál využíváním vícecestného šíření . Ačkoli tento fenomén „více cest“ může být zajímavý, je to použití ortogonálního multiplexování s frekvenčním dělením ke kódování kanálů, které jsou zodpovědné za zvýšení kapacity dat. MIMO se zásadně liší od technik inteligentní antény vyvinutých za účelem zvýšení výkonu jediného datového signálu, jako je tvarování paprsku a rozmanitost .

Dějiny

Raný výzkum

MIMO je často vysledováno do výzkumných prací 70. let týkajících se vícekanálových digitálních přenosových systémů a interference (přeslechy) mezi páry vodičů v kabelovém svazku: AR Kaye a DA George (1970), Branderburg a Wyner (1974) a W. van Etten (1975, 1976). Ačkoli se nejedná o příklady využití vícecestné propagace k odesílání více informačních toků, některé matematické techniky pro řešení vzájemné interference se ukázaly být užitečné pro vývoj MIMO. V polovině 80. let Jack Salz z Bell Laboratories posunul tento výzkum o krok dále a zkoumal systémy pro více uživatelů pracující na „vzájemně propojených lineárních sítích s aditivními zdroji šumu“, jako jsou multiplexování s časovým dělením a duálně polarizované rádiové systémy.

Byly vyvinuty metody ke zlepšení výkonu celulárních rádiových sítí a umožnění agresivnějšího opětovného použití frekvence na počátku 90. let. Prostorově dělený vícenásobný přístup (SDMA) využívá směrovou nebo chytrou anténu ke komunikaci na stejné frekvenci s uživateli na různých místech v dosahu stejné základnové stanice. Systém SDMA navrhli Richard Roy a Björn Ottersten , výzkumníci z ArrayComm , v roce 1991. Jejich americký patent (č. 5515378 vydaný v roce 1996) popisuje způsob zvýšení kapacity pomocí „řady přijímacích antén na základnové stanici“ s „množství vzdálených uživatelů“.

Vynález

Arogyaswami Paulraj a Thomas Kailath navrhli v roce 1993 techniku ​​inverzního multiplexování založenou na SDMA. Jejich americký patent (č. 5 345 599 vydaný v roce 1994) popsal způsob vysílání při vysokých přenosových rychlostech rozdělením vysokorychlostního signálu „na několik signálů s nízkou rychlostí „budou vysílány z„ prostorově oddělených vysílačů “a získány pomocí přijímací anténní soustavy na základě rozdílů ve„ směrech příjezdu “. Paulraj získal v roce 2014 prestižní Marconiho cenu za „jeho průkopnické příspěvky k rozvoji teorie a aplikací antén MIMO ... ... Jeho myšlenka používat více antén na vysílacích i přijímacích stanicích - což je jádrem současné vysoké speed WiFi a 4G mobilní systémy - přinesl revoluci ve vysokorychlostním bezdrátovém připojení. “

V dokumentu z dubna 1996 a následném patentu Greg Raleigh navrhl, aby bylo možné využít přirozené vícecestné šíření k přenosu více nezávislých informačních toků pomocí společně umístěných antén a vícerozměrného zpracování signálu. Článek také identifikoval praktická řešení pro modulaci ( MIMO-OFDM ), kódování, synchronizaci a odhad kanálů. Později téhož roku (září 1996) Gerard J. Foschini předložil dokument, který také navrhl, že je možné znásobit kapacitu bezdrátového spojení pomocí toho, co autor popsal jako „vrstvená časoprostorová architektura“.

Greg Raleigh, VK Jones a Michael Pollack založili společnost Clarity Wireless v roce 1996 a postavili a otestovali prototyp systému MIMO. Společnost Cisco Systems získala společnost Clarity Wireless v roce 1998. Společnost Bell Labs postavila v roce 1998 laboratorní prototyp demonstrující její technologii V-BLAST (Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time). Arogyaswami Paulraj založil společnost Iospan Wireless na konci roku 1998 za účelem vývoje produktů MIMO-OFDM. Společnost Iospan získala společnost Intel v roce 2003. V-BLAST nebyl nikdy komerčně dostupný a ani společnost Clarity Wireless, ani společnost Iospan Wireless nedodávaly produkty MIMO-OFDM, než byly získány.

Standardy a komercializace

Technologie MIMO byla standardizována pro bezdrátové sítě LAN , sítě mobilních telefonů 3G a sítě mobilních telefonů 4G a nyní je široce komerčně využívána. Greg Raleigh a VK Jones založili společnost Airgo Networks v roce 2001 za účelem vývoje čipových sad MIMO-OFDM pro bezdrátové sítě LAN. IEEE (IEEE) vytvořil pracovní skupinu na konci roku 2003 vyvinout standardem bezdrátové LAN dopravovat nejméně 100 Mbit / s uživatelských dat propustnost. Byly dva hlavní konkurenční návrhy: TGn Sync podporovaly společnosti včetně Intel a Philips a WWiSE podporovaly společnosti včetně Airgo Networks, Broadcom a Texas Instruments . Obě skupiny se dohodly, že standard 802.11n bude založen na MIMO-OFDM s možností kanálu 20 MHz a 40 MHz. TGn Sync, WWiSE a třetí návrh (MITMOT, za nímž stojí Motorola a Mitsubishi ) byly sloučeny za účelem vytvoření takzvaného společného návrhu. V roce 2004 se společnost Airgo stala první společností, která dodávala výrobky MIMO-OFDM. Společnost Qualcomm získala společnost Airgo Networks na konci roku 2006. Konečný standard 802.11n podporoval rychlosti až 600 Mbit/s (pomocí čtyř simultánních datových toků) a byl zveřejněn na konci roku 2009.

Surendra Babu Mandava a Arogyaswami Paulraj založili v roce 2004 společnost Beceem Communications k výrobě čipových sad MIMO-OFDM pro WiMAX . Společnost získala společnost Broadcom v roce 2010. WiMAX byl vyvinut jako alternativa k mobilním standardům, je založen na standardu 802.16e a využívá MIMO-OFDM k poskytování rychlostí až 138 Mbit/s. Pokročilejší standard 802.16m umožňuje rychlost stahování až 1 Gbit/s. Společnost Clearwire , dceřiná společnost společnosti Sprint-Nextel , vybudovala ve Spojených státech celostátní síť WiMAX , která do poloviny roku 2012 pokrývala 130 milionů bodů přítomnosti (PoP). Sprint následně oznámil plány na nasazení LTE (standard 4G mobilních sítí) pokrývající 31 měst do poloviny roku 2013 a do konce roku 2015 vypnout svou síť WiMAX.

První 4G buněčný standard navrhla společnost NTT DoCoMo v roce 2004. Dlouhodobá evoluce (LTE) je založena na MIMO-OFDM a nadále se vyvíjí v rámci projektu partnerství 3. generace (3GPP). LTE určuje rychlosti stahování až 300 Mbit/s, rychlosti stahování až 75 Mbit/s a parametry kvality služby, jako je nízká latence. LTE Advanced přidává podporu pro picocells, femtocells a multi-carrier kanály až do šířky 100 MHz. LTE bylo přijato operátory GSM/UMTS i CDMA.

První služby LTE byly spuštěny v Oslu a Stockholmu společností TeliaSonera v roce 2009. V současné době je v provozu více než 360 sítí LTE ve 123 zemích s přibližně 373 miliony připojení (zařízení).

Funkce

MIMO lze rozdělit do tří hlavních kategorií: předkódování , prostorové multiplexování (SM) a kódování rozmanitosti .

Předkódování je multi-stream beamforming , v nejužší definici. Obecněji řečeno, považuje se za veškeré prostorové zpracování, které probíhá ve vysílači. Při (jednoproudém) tvarování paprsků je z každé z vysílacích antén vyslán stejný signál s příslušnou fází a ziskem tak, aby byl signál na vstupu přijímače maximalizován. Výhodou tvarování paprsků je zvýšení zisku přijímaného signálu - tím, že se signály vysílané z různých antén konstruktivně sčítají - a snížení efektu vícecestného blednutí. Při šíření přímé viditelnosti má tvar paprsku za následek přesně definovaný směrový vzor. Konvenční paprsky však nejsou dobrou analogií v celulárních sítích, které se vyznačují hlavně šířením více cest . Když má přijímač více antén, tvarování vysílacího paprsku nemůže současně maximalizovat úroveň signálu na všech přijímacích anténách a předkódování s více proudy je často výhodné. Pamatujte, že předkódování vyžaduje znalost informací o stavu kanálu (CSI) na vysílači a přijímači.

Prostorové multiplexování vyžaduje konfiguraci antény MIMO. Při prostorovém multiplexování je vysokorychlostní signál rozdělen do více proudů s nižší rychlostí a každý proud je vysílán z jiné vysílací antény ve stejném frekvenčním kanálu. Pokud tyto signály dorazí do anténního pole přijímače s dostatečně odlišnými prostorovými podpisy a přijímač má přesné CSI, může tyto toky rozdělit na (téměř) paralelní kanály. Prostorové multiplexování je velmi účinná technika pro zvýšení kapacity kanálu při vyšších poměrech signálu k šumu (SNR). Maximální počet prostorových toků je omezen menším počtem antén na vysílači nebo přijímači. Prostorové multiplexování lze použít bez CSI na vysílači, ale lze je kombinovat s předkódováním, pokud je k dispozici CSI. Prostorové multiplexování lze také použít pro simultánní přenos do více přijímačů, známých jako prostorově dělený vícenásobný přístup nebo víceuživatelský MIMO , v takovém případě je na vysílači vyžadováno CSI. Plánování přijímačů s různými prostorovými podpisy umožňuje dobrou separovatelnost.

Techniky kódování rozmanitosti se používají tam,kde vysílačnemá žádné znalosti kanálu . V metodách rozmanitosti je přenášen jeden tok (na rozdíl od více toků v prostorovém multiplexování), ale signál je kódován pomocí technik nazývaných časoprostorové kódování . Signál je vysílán z každé z vysílacích antén s úplným nebo téměř ortogonálním kódováním. Rozmanitost kódování využívá nezávislé blednutí ve více anténních spojích, aby se zlepšila rozmanitost signálu. Protože neexistují žádné znalosti kanálů, nedochází k žádnému vytváření paprsků ani zisku pole z kódování rozmanitosti. Diverzitní kódování lze kombinovat s prostorovým multiplexováním, pokud jsou v přijímači k dispozici určité znalosti kanálu.

formuláře

Příklad antény pro LTE s různorodostí antény 2 porty

Typy více antén

Technologie MIMO s více anténami (nebo MIMO pro jednoho uživatele) byla vyvinuta a implementována v některých standardech, např. V produktech 802.11n.

  • SISO /SIMO /MISO jsou speciální případy MIMO.
    • Single-output single-output (MISO) s více vstupy je speciální případ, kdy má přijímač jedinou anténu.
    • Single-input multiple-output (SIMO) je speciální případ, kdy má vysílač jedinou anténu.
    • Single-input single-output (SISO) je konvenční rádiový systém, kde vysílač ani přijímač nemají více antén.
  • Hlavní MIMO techniky pro jednoho uživatele
    • Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), Gerard. J. Foschini (1996)
    • Per Antenna Rate Control (PARC), Varanasi, Guess (1998), Chung, Huang, Lozano (2001)
    • Selektivní řízení rychlosti antény (SPARC), Ericsson (2004)
  • Některá omezení
    • Fyzická rozteč antény je vybrána jako velká; více vlnových délek na základnové stanici. Oddělení antény na přijímači je v mobilních telefonech silně omezeno prostorem, i když se diskutuje o pokročilém návrhu antény a algoritmických technikách. Viz: MIMO pro více uživatelů

Typy pro více uživatelů

V poslední době se objevují výsledky výzkumu víceuživatelské technologie MIMO. Zatímco plná víceuživatelská MIMO (nebo síťová MIMO) může mít vyšší potenciál, prakticky je výzkum technologie (částečné) víceuživatelské MIMO (nebo víceuživatelské a víceanténové MIMO) aktivnější.

  • Více uživatelů MIMO (MU-MIMO)
    • V nedávných standardech 3GPP a WiMAX je MU-MIMO považováno za jednu z kandidátských technologií přijatelných ve specifikaci řadou společností, včetně společností Samsung, Intel, Qualcomm, Ericsson, TI, Huawei, Philips, Nokia a Freescale. Pro tyto a další firmy působící na trhu mobilního hardwaru je MU-MIMO vhodnější pro mobilní telefony s nízkou složitostí s malým počtem přijímacích antén, zatímco vyšší propustnost pro jednoho uživatele SU-MIMO je vhodnější pro složitější uživatelská zařízení s více anténami.
    • Vylepšený víceuživatelský MIMO: 1) využívá pokročilé dekódovací techniky, 2) využívá pokročilé techniky předkódování
    • SDMA představuje buď vícenásobný přístup s prostorovým dělením nebo vícenásobný přístup s superdělením, kde super zdůrazňuje, že se nepoužívá ortogonální dělení, jako je frekvenční a časové dělení, ale používají se neortogonální přístupy, jako je kódování superpozice.
  • Družstevní MIMO (CO-MIMO)
    • Používá několik sousedních základnových stanic ke společnému přenosu/přijímání dat uživatelům/od uživatelů. V důsledku toho sousední základnové stanice nezpůsobují interference mezi buňkami jako u konvenčních systémů MIMO.
  • Makrodiverzita MIMO
    • Forma schématu prostorové diverzity, která využívá více vysílacích nebo přijímacích základnových stanic pro koherentní komunikaci s jedním nebo více uživateli, kteří jsou případně distribuováni v oblasti pokrytí, ve stejném časovém a frekvenčním zdroji.
    • Vysílače jsou daleko od sebe na rozdíl od tradičních schémat MIMO s mikrodiverzitou, jako je MIMO pro jednoho uživatele. Ve scénáři MIMO pro více uživatelů s makrodiverzitou mohou být uživatelé také daleko od sebe. Proto má každý základní odkaz ve virtuálním odkazu MIMO odlišný průměrný odkaz SNR . Tento rozdíl je způsoben především různými dlouhodobými poruchami kanálu, jako jsou ztráta cesty a stínění stínů, ke kterým dochází u různých odkazů.
    • Macrodiversity MIMO schémata představují nebývalé teoretické a praktické výzvy. Mezi mnoha teoretickými výzvami je asi tou nejzásadnější výzvou pochopit, jak různé průměrné SNR spojovacích linek ovlivňují celkovou kapacitu systému a výkon jednotlivých uživatelů v blednoucích prostředích.
  • Směrování MIMO
    • Směrování klastru klastrem v každém skoku, kde počet uzlů v každém klastru je větší nebo roven jednomu. Směrování MIMO se liší od konvenčního (SISO) směrování, protože konvenční směrovací protokoly směrují uzel po uzlu v každém skoku.
  • Masivní MIMO
    • Technologie, kde je počet terminálů mnohem menší než počet antén základnových stanic (mobilních stanic). V bohatém rozptylovém prostředí lze využít všech výhod masivního systému MIMO pomocí jednoduchých strategií vytváření paprsků, jako je přenos maximálního poměru (MRT), kombinování maximálního poměru (MRC) nebo nulové vynucování (ZF). Aby bylo možné dosáhnout těchto výhod masivního MIMO, musí být k dispozici dokonale přesné CSI. V praxi je však kanál mezi vysílačem a přijímačem odhadován z ortogonálních pilotních sekvencí, které jsou omezeny dobou koherence kanálu. A co je nejdůležitější, v nastavení více buněk vytvoří opětovné použití pilotních sekvencí několika kokanálových buněk pilotní kontaminaci. Když dojde ke kontaminaci pilota, výkon masivního MIMO se dost drasticky degraduje. Aby se zmírnil účinek kontaminace pilotem, navrhli Tadilo E. Bogale a Long B. Le jednoduchou metodu přiřazení pilota a odhad kanálu z omezených tréninkových sekvencí. V roce 2018 však byl publikován výzkum Emila Björnsona, Jakoba Hoydise a Lucy Sanguinettiho, který ukazuje, že pilotní kontaminaci lze vyřešit a že kapacitu kanálu lze vždy zvýšit, teoreticky i v praxi, zvýšením počtu antén .

Aplikace

Třetí generace (3G) (CDMA a UMTS) umožňuje implementaci schémat diverzity vysílaného časoprostoru v kombinaci s tvarováním vysílacího paprsku na základnových stanicích. LTE a LTE Advanced čtvrté generace (4G) definují velmi pokročilá vzduchová rozhraní, která se do značné míry spoléhají na techniky MIMO. LTE se primárně zaměřuje na jednolinkové MIMO spoléhající na SpatialMultiplexing a časoprostorové kódování, zatímco LTE-Advanced dále rozšiřuje design na víceuživatelské MIMO. V bezdrátových lokálních sítích (WLAN), IEEE 802.11n (Wi-Fi), je technologie MIMO standardně implementována pomocí tří různých technik: výběr antény, časoprostorové kódování a možná i tvarování paprsku.

Techniky prostorového multiplexování činí přijímače velmi složitými, a proto jsou typicky kombinovány s ortogonálním multiplexováním s frekvenčním dělením (OFDM) nebo s modulací s ortogonálním frekvenčním dělením (OFDMA), kde jsou problémy vytvořené vícecestným kanálem řešeny efektivně. Standard IEEE 802.16e obsahuje MIMO-OFDMA. Standard IEEE 802.11n, vydaný v říjnu 2009, doporučuje MIMO-OFDM.

MIMO se také plánuje používat v mobilních telefonních standardech, jako jsou nejnovější 3GPP a 3GPP2 . V 3GPP standardy MIMO zohledňují standardy High-Speed ​​Packet Access plus (HSPA+) a Long Term Evolution (LTE) . Aby byla plně podporována mobilní prostředí, výzkumná konsorcia MIMO včetně IST-MASCOT navrhují vyvinout pokročilé techniky MIMO, např. Víceuživatelské MIMO (MU-MIMO).

Na problémy se snímáním lze použít architektury a techniky zpracování bezdrátové komunikace MIMO. Toto je studováno v subdisciplíně zvané MIMO radar .

Technologii MIMO lze použít v bezdrátových komunikačních systémech. Jedním z příkladů je standard domácí sítě ITU-T G.9963 , který definuje komunikační systém powerline, který využívá techniky MIMO k přenosu více signálů přes více střídavých vodičů (fázový, nulový a uzemňovací).

Matematický popis

MIMO kanálový model

V systémech MIMO vysílá vysílač více proudů pomocí více vysílacích antén. Vysílací toky procházejí maticovým kanálem, který se skládá ze všech cest mezi vysílacími anténami ve vysílači a přijímacími anténami v přijímači. Poté přijímač získá přijaté signální vektory pomocí více přijímacích antén a dekóduje přijaté signální vektory do původní informace. Úzkopásmové plochý blednutí MIMO systému je modelován jako:

kde a jsou přijímací a vysílací vektory, respektive a a jsou kanálová matice, respektive vektor šumu.

Ergodické uzavřené smyčky (kanál je znám, perfektní CSI ) a ergodické otevřené smyčky (kanál není znám, žádné CSI) kapacity. Počet vysílacích a přijímacích antén je 4 ( ).

S odkazem na teorii informace je ergodická kapacita kanálu MIMO systémech, kde vysílač i přijímač mít dokonalou okamžité informace o stavu kanálu , je

kde označuje hermitovskou transpozici a je to poměr mezi vysílacím výkonem a šumovým výkonem (tj. vysílá SNR ). Optimální kovariance signálu je dosaženo rozkladem singulární hodnoty kanálové matice a optimální diagonální matice alokace výkonu . Optimální alokace výkonu je dosažena pomocí plnění vodou , to znamená

kde jsou diagonální prvky , je nula, pokud je jeho argument záporný, a je vybrán tak, že .

Pokud má vysílač pouze statistické informace o stavu kanálu , pak se kapacita ergodického kanálu sníží, protože kovarianci signálu lze optimalizovat pouze z hlediska průměrné vzájemné informace jako

Prostorovou korelaci kanálu má silný vliv na ergodic kanálu kapacity s statistických informací.

Pokud vysílač nemá informace o stavu kanálu , může vybrat kovarianci signálu pro maximalizaci kapacity kanálu v nejhorších statistikách, což znamená a podle toho

V závislosti na statistických vlastnostech kanálu není ergodická kapacita větší než několikrát větší než u systému SISO.

Detekce MIMO

Jedním z hlavních problémů MIMO je znalost matice kanálů v přijímači. V praxi v komunikačních systémech vysílač vysílá pilotní signál a přijímač se učí stav kanálu (tj. ) Z přijatého signálu a pilotního signálu . Existuje několik algoritmů pro odhadování z více přijímaných signálů a pilotního signálu , jako je nulové vynucování, postupné rušení rušení aka V-blast , odhad maximální pravděpodobnosti (za předpokladu, že šum je gaussovský) a v poslední době detekce MIMO neurální sítě . Jak roste počet antén na vysílači a přijímači, problém s detekcí MIMO se stává obtížnějším a přístup neuronové sítě se stává vynikajícím, zejména v případě poruch.

Testování

Testování signálu MIMO se zaměřuje nejprve na systém vysílač/přijímač. Náhodné fáze signálů pomocných nosných mohou produkovat okamžité úrovně výkonu, které způsobí kompresi zesilovače, což na okamžik způsobí zkreslení a nakonec chyby symbolu. Signály s vysokým PAR ( poměr špička-průměr ) mohou způsobit, že se zesilovače během přenosu nepředvídatelně komprimují. Signály OFDM jsou velmi dynamické a problémy s kompresí lze obtížně detekovat kvůli jejich povaze podobné šumu.

Znalost kvality signálního kanálu je také kritická. Emulátor kanál může simulovat, jak A provádí zařízením na okraji buňky, můžete přidat šum nebo může simulovat, co kanál vypadá při vysoké rychlosti. K plné kvalifikaci výkonu přijímače lze použít kalibrovaný vysílač, jako je generátor vektorového signálu (VSG) a emulátor kanálu, k testování přijímače za různých různých podmínek. Naopak výkon vysílače za řady různých podmínek lze ověřit pomocí emulátoru kanálu a kalibrovaného přijímače, jako je analyzátor vektorového signálu (VSA).

Pochopení kanálu umožňuje manipulaci s fází a amplitudou každého vysílače za účelem vytvoření paprsku. Aby vysílač správně vytvořil paprsek, musí porozumět charakteristikám kanálu. Tento proces se nazývá zvuk kanálu nebo odhad kanálu . Do mobilního zařízení je odeslán známý signál, který mu umožňuje vytvořit si obrázek o prostředí kanálu. Mobilní zařízení odešle zpět charakteristiku kanálu do vysílače. Vysílač pak může použít správnou úpravu fáze a amplitudy, aby vytvořil paprsek namířený na mobilní zařízení. Toto se nazývá systém MIMO s uzavřenou smyčkou. Pro tvarování paprsku je nutné upravit fáze a amplitudu každého vysílače. Ve formátoru paprsků optimalizovaném pro prostorovou diverzitu nebo prostorové multiplexování každý anténní prvek současně vysílá váženou kombinaci dvou datových symbolů.

Literatura

Hlavní výzkumní pracovníci

Příspěvky Gerarda J. Foschiniho a Michaela J. Gansa, Foschiniho a Emre Telatara ukázaly, že kapacita kanálu (teoretická horní hranice propustnosti systému) pro systém MIMO se zvyšuje se zvyšujícím se počtem antén, úměrně menšímu z počet vysílacích antén a počet přijímacích antén. Toto je známé jako zisk multiplexování a toto základní zjištění v informační teorii vedlo k prudkému výzkumu v této oblasti. Navzdory jednoduchým propagačním modelům používaným ve výše uvedených klíčových pracích je zisk multiplexování základní vlastností, kterou lze dokázat téměř u jakéhokoli modelu šíření fyzického kanálu a s praktickým hardwarem, který je náchylný k poškození transceiveru.

Příspěvky Dr. Fernanda Rosase a Dr. Christiana Oberliho ukázaly, že celé spojení MIMO SVD lze aproximovat průměrem SER kanálů Nakagami-m. To vede k charakterizaci vlastních kanálů N × N MIMO kanálů s N větším než 14, což ukazuje, že nejmenší vlastní kanál se distribuuje jako Rayleighův kanál, další čtyři vlastní kanály se distribuují těsně jako kanály Nakagami-m s m = 4, 9, 25 a 36 a zbývající vlastní kanály N-5 mají statistiky podobné aditivnímu kanálu bílého gaussovského šumu (AWGN) s odstupem signálu od šumu 1 dB. Je také ukázáno, že 75% celkového průměrného přírůstku výkonu kanálu MIMO SVD jde do horní třetiny všech vlastních kanálů.

Úvod do této oblasti vydala učebnice A. Paulraje, R. Nabara a D. Gora. K dispozici je také mnoho dalších hlavních učebnic.

Rozmanitost - multiplexní kompromis

V systému MIMO existuje zásadní kompromis mezi přenosovou diverzitou a prostorovým multiplexováním (Zheng a Tse, 2003). Zejména dosažení vysokých zisků z prostorového multiplexování má v moderních bezdrátových systémech hluboký význam.

Další aplikace

Vzhledem k povaze MIMO se neomezuje pouze na bezdrátovou komunikaci. Lze jej použít i pro komunikaci po drátové lince . Byl například navržen nový typ technologie DSL (gigabitový DSL) na základě spojovacích kanálů MIMO.

Teorie vzorkování v systémech MIMO

Důležitá otázka, která přitahuje pozornost inženýrů a matematiků, je, jak použít vícevýstupové signály v přijímači k obnovení vícevstupních signálů ve vysílači. V Shang, Sun a Zhou (2007) jsou stanoveny dostatečné a nezbytné podmínky k zajištění úplné obnovy signálů s více vstupy.

Viz také

Reference

externí odkazy