MIMO

MIMO (англ. Multiple Input Multiple Output) — системи зв'язку з рознесеними передавальними і приймальними антенами. Їхнє використання дозволяє проводити просторову і часову обробку сигналів, ефективніше використовувати випромінювану передавачем потужність і знижувати негативний вплив завад. Внаслідок цього пропускна спроможність MIMO-систем теоретично може бути збільшена пропорційно числу антенних елементів у порівнянні зі звичайними системами зв'язку, що використовують одноелементні антени (без збільшення повної випромінюваної потужності і смуги частот).

Модель каналу MIMO
Система MIMO

Високошвидкісний потік даних розбивається на М незалежних послідовностей з 1/М швидкості, які потім передаються одночасно з декількох антен, відповідно використовуючи тільки 1/М їх первинної смуги частот.

Перетворювач потоку даних на передавальному кінці лінії зв'язку перетворює послідовний потік у паралельний, а на приймальному — виконує зворотне перетворення.

Принцип MIMO

Приклади використання

Необхідність та шляхи впровадження технологій MIMO в засоби військового зв'язку держав-членів НАТО обговорювалися ще у 2008 р.[1]. Тоді чеська компанія DІCOM продемонструвала пристрій персонального радіозв'язку PR-20, в якому крім стрибкоподібної зміни несучої частоти було реалізовано просторове мультиплексування OFDM-сигналів за технологією MІMO зі схемою "2 передавача - 2 приймача ". Результати тестування пристрою в міських умовах і усередині будівель показали, що ймовірність помилок в пакетах даних в режимі MІMO може бути знижена в 4 рази при відстані передачі 70 - 80 м[1].

Технологія MIMO використовується в базових станціях стільникового зв'язку стандарту 4G. Стандартом передбачено до 8 портів введення та 8 виведення на одну станцію. Стандарт 5G, як очікується, збільшить цю кількість вже до сотень[2]. Відповідні системи отримали назву Massive MIMO.

MU-MIMO

Мassive MIMO

Мassive MIMO — це система, в якій кількість терміналів користувачів набагато менше, чим кількість антен базової станції.[3] Особливістю Massive MIMO є використання багатоелементних цифрових антенних решіток[4] з кількістю антенних елементів 128, 256 і більше.[5]

Відомі проекти систем стільникового зв'язку, що використовували систему Massive MIMO структури 100x100[5], розглядається можливість їхнього масштабування на випадок 1000-елементних цифрових антенних решіток[5]. Зниженню вартості систем Massive MIMO у перерахунку на один канал сприятиме використання комбінованих методів децимації відліків АЦП, що сполучують зниження темпу надходження даних з їх попередньою (anti aliasing) фільтрацією, зсувом частоти і квадратурною демодуляцією сигналів.[5] Крім того, спрощення обробки сигналів може досягатися адаптивною зміною кількості каналів у системі Massive MIMO в залежності від поточної завадової ситуації в ефірі, що забезпечується на основі кластерізації окремих груп антенних елементів цифрової антенної решітки у підрешітки.[6]

Схемотехнічна база систем Massive MIMO спирається на використання модулів обробки сигналів стандартів CompactPCI, PCI Express, OpenVPX та ін.[5] Технологія Massive MIMO є одною з ключових для реалізації систем стільникового зв'язку 5G [5][7] і в подальшому — 6G.

Див. також

Примітки
  1. Слюсар, В.И. (2008). Военная связь стран НАТО: проблемы современных технологий.. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2008. - № 4. с. 66 – 71.
  2. Amy Nordrum, Kristen Clark and IEEE Spectrum Staff (27 січня 2017). Everything You Need to Know About 5G. IEEE Spectrum.
  3. T. L. Marzetta, Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 9, no. 11, pp. 3590 – 3600, Nov. 2010.
  4. Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 1.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу "Электроника: наука, технология, бизнес"). – N1. - 2018. - C. 72 - 77
  5. Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 2.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу "Электроника: наука, технология, бизнес"). – N2. - 2018. - C. 76 - 80.
  6. Слюсар В.И. К вопросу об адаптивном управлении каналами системы Massive MIMO. // 17-а науково-технічна конференція “Створення та модернізація озброєння і військової техніки в сучасних умовах”.– Чернігів: Державний науково-випробувальний центр Збройних Сил України. – 07 -08 вересня 2017 р. - C.328 – 329.
  7. Степанец И., Фокин Г. Особенности реализации Massive MIMO в сетях 5G.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу "Электроника: наука, технология, бизнес"). – N1. - 2018. - C. 46 - 52.

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.