MIMO는 다중 입력 다중 출력으로 축약됩니다. 이것은 요즘 많은 신기술에서 언급되고 사용되는 무선 무선 통신 및 다중 경로 기술입니다. 이 기술은 다음을 사용하여 무선 통신 시스템을 향상시키기 위해 개발되었습니다. 다중 안테나 송신기, 수신기 또는 둘 다에서. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi 및 기타 많은 라디오, 무선 및 RF 기술은 새로운 MIMO 무선 기술을 사용하여 향상된 링크 안정성과 결합 된 확장 된 링크 용량 및 스펙트럼 효율성을 제공합니다.

MIMO-다중 입력 다중 출력 기본 사항

MIMO (Multiple-In, Multiple-Out) 통신은 단일 무선 채널을 사용하여 여러 안테나를 통해 동시에 여러 신호와 동일한 정보를 전송합니다.

MIMO 시스템

다중 안테나를 사용하여 안테나 다이버 시티의 형태로 RF 링크 채널의 신호 품질과 강도를 개선합니다. 데이터는 전송 지점에서 여러 데이터 스트림으로 분할되고 동일한 수의 안테나를 사용하는 다른 MIMO 무선 구성에 의해 수신 측에서 재 배열됩니다.

기본적으로 통신 매체는 신호 페이딩의 영향을받을 수 있으며 이는 신호 대 잡음비에 영향을줍니다. 이것들이 신호 경로에 의해 다른 방식으로 영향을 받도록 만들 수 있다면, 모두 동시에 영향을받을 확률이 상당히 감소합니다. 따라서 다양성은 링크를 안정화하고 성능을 향상시켜 오류율을 줄이는 데 도움이됩니다.

공간 다중화 및 공간 다이버 시티 두 가지 방법론은 신호 대 잡음비 (SNR)를 개선하는 데 사용되며 다양한 형태의 페이딩과 관련하여 시스템의 신뢰성을 향상시키는 것이 특징입니다.

공간 다양성의 개념

다양성의 원리는 수신기에 동일한 신호의 여러 버전을 제공하는 것입니다. 무선 통신 시스템이 작동하는 대부분의 환경에서 수신 된 신호의 강도는 시간에 따라 달라지며이를 페이딩이라고합니다.

페이딩은 백색 잡음 만 존재하는 경우에 비해 비트 오류 확률을 증가시켜 통신 성능을 크게 저하시킵니다.

아래 그림은 잡음 전력 스펙트럼 밀도 Eb / N0에 대한 비트 에너지의 함수로서 비트 오류의 확률을 보여줍니다. 두 번째 관찰은이 그림에서 가정하고 실제로 종종 발생하는 페이딩 유형 인 레일리 페이딩의 경우 dB로 표시된 Eb / N0에 대해 로그 스케일로 플롯 될 때 오류 확률이 선형으로 감소한다는 것입니다.

dB로 표시된 Eb / N0에 대한 로그 스케일

공간 다중화의 개념

공간 다중화는 다중 경로를 이용하여 다중 경로 채널을 통해 다중 데이터 스트림을 전송하는 것을 말합니다. 그렇게함으로써 여러 데이터 채널이 동일한 주파수 대역을 통해 동시에 전송 될 수 있으므로 잠재적으로 초당 많은 수의 비트가 스펙트럼의 헤르츠 당 전송 될 수 있습니다.

“다람쥐 케이지가 뭐야? ”

공간 멀티플렉싱은 다른 일반적인 유형과 유사합니다. 다중화 방식 주파수 분할 다중화 (FDM), 시분할 다중화 (TDM)와 같은.

단일 사용자 및 다중 사용자 MIMO

단일 사용자 MIMO는 하나의 송신 노드와 하나의 수신 노드 만 있고 송신기 노드에는 다중 안테나가있는 기존 MIMO를 말합니다. 다중 사용자 MIMO에서 각각 단일 안테나를 가진 모바일 셀룰러 사용자는 기지국으로 전송하고, 기지국은 단일 노드의 여러 전송 안테나에서 오는 것처럼 각 개별 모바일의 신호를 처리합니다.

이 경우 기지국은 수신기와 동일한 동작을 수행한다. 따라서 여러 모바일 사용자가 동일한 대역폭을 통해 데이터를 전송할 수 있으며 기지국은 공간 코딩 기술을 사용하여 개별 데이터 스트림을 분리 할 수 있습니다.

다중 사용자에서 MIMO를 사용하면 더 많은 셀룰러 사용자가 그렇지 않은 경우 가능한 것보다 동일한 대역폭을 통해 업 링크 경로에서 동시에 전송할 수 있습니다.

MIMO 시스템의 기본 블록 다이어그램

아래 그림은 MIMO 시스템의 기본 블록 다이어그램을 보여줍니다. 전송 될 정보 비트는 기존 인코더를 사용하여 인코딩됩니다. 그리고 그것은 인터리브되어야합니다. 인터리빙 된 코드 워드는 심볼 매퍼를 사용하여 데이터 심볼 (Quadrate 진폭 변조 심볼)에 매핑됩니다.

MIMO 시스템의 기본 블록 다이어그램

이러한 데이터 심볼은 하나 이상의 공간 데이터 스트림을 출력하는 시공간 인코더에 입력됩니다. 공간 데이터 스트림은 시공간 프리 코딩 블록에 의해 전송 안테나에 매핑됩니다.

송신 안테나에서 시작된 신호는 채널을 통해 전파되어 수신 안테나 어레이에 도달합니다. 수신기는 각 수신 안테나 요소의 출력에서 신호를 수집하고 데이터를 디코딩하기 위해 송신기 동작을 역전시킵니다 : 수신 시공간 처리, 시공간 디코딩, 심볼 비 매핑, 디 인터리빙 및 디코딩.