MIMO est abrégé en sorties multiples à entrées multiples. Il s'agit d'une communication radio sans fil et d'une technologie à trajets multiples qui est mentionnée et utilisée dans de nombreuses nouvelles technologies ces jours-ci. Cette technique a été développée pour améliorer le système de communication sans fil en utilisant antennes multiples à l'émetteur, au récepteur ou aux deux. Vo-LTE, LTE (évolution à long terme), Wi-Max, Wi-Fi et bien d'autres technologies radio, sans fil et RF utilisent la nouvelle technologie sans fil MIMO pour fournir une capacité de liaison et une efficacité spectrale élargies combinées à une fiabilité de liaison améliorée.
MIMO - Principes de base des sorties multiples à entrées multiples
La communication MIMO (Multiple-In, Multiple-Out) envoie les mêmes informations que plusieurs signaux simultanément via plusieurs antennes, en utilisant un seul canal radio.
Système MIMO
Il utilise plusieurs antennes pour améliorer la qualité du signal et la force d'un canal de liaison RF sous une forme de diversité d'antenne. Les données sont divisées en plusieurs flux de données au point de transmission et réarrangées du côté réception par une autre configuration radio MIMO avec le même nombre d'antennes.
Fondamentalement, un support de communication peut être affecté par l'atténuation du signal, ce qui affectera le rapport signal sur bruit. S'il est possible de faire en sorte que ceux-ci soient affectés de différentes manières par le trajet du signal, la probabilité qu'ils soient tous affectés en même temps est considérablement réduite. En conséquence, la diversité aide à stabiliser une liaison et améliore les performances, réduisant les taux d'erreur.
Multiplexage spatial et diversité spatiale Deux méthodologies sont utilisées pour améliorer le rapport signal sur bruit (SNR) et elles se caractérisent par une amélioration de la fiabilité du système vis-à-vis des différentes formes d'évanouissements.
Le concept de diversité spatiale
Le principe de la diversité est de fournir au récepteur plusieurs versions du même signal. Dans la plupart des environnements où les systèmes de communication sans fil fonctionnent, la force du signal reçu varie avec le temps, ce qui est appelé Fading.
La décoloration dégrade considérablement les performances des communications en augmentant la probabilité d'erreur sur les bits par rapport à ce qu'elle serait si seul un bruit blanc était présent.
La figure ci-dessous montre la probabilité d'erreur binaire en fonction de l'énergie binaire sur la densité spectrale de puissance de bruit, Eb / N0. La deuxième observation est que pour l'évanouissement de Rayleigh, qui est le type d'évanouissement supposé dans cette figure et qui se produit souvent en pratique, la probabilité d'erreur diminue linéairement lorsqu'elle est tracée sur une échelle logarithmique par rapport à Eb / N0 tracée en dB.
Une échelle logarithmique contre Eb / N0 tracée en dB
Le concept de multiplexage spatial
Le multiplexage spatial fait référence à la transmission de plusieurs flux de données sur un canal à trajets multiples en exploitant les trajets multiples. Ce faisant, plusieurs canaux de données peuvent être transmis simultanément sur la même bande de fréquences, ce qui permet de transmettre un nombre potentiellement important de bits par seconde par hertz de spectre.
Le multiplexage spatial est analogue à d'autres types plus courants de schémas de multiplexage tels que le multiplexage par répartition en fréquence (FDM), le multiplexage par répartition dans le temps (TDM).
MIMO mono-utilisateur et multi-utilisateur
MIMO mono-utilisateur fait référence à un MIMO conventionnel dans lequel un seul nœud émetteur et un nœud récepteur, et le nœud émetteur a plusieurs antennes. Dans le MIMO multi-utilisateur, les utilisateurs cellulaires mobiles, chacun avec une seule antenne, transmettent à une station de base, et la station de base traite les signaux de chacun des mobiles individuels comme s'ils provenaient de plusieurs antennes d'émission sur un seul nœud.
Dans ce cas, la station de base effectue la même opération que le récepteur. Ainsi, plusieurs utilisateurs mobiles peuvent transmettre les données sur la même bande passante, et la station de base est capable de découpler les flux de données individuels à l'aide de techniques de codage spatial.
En multi-utilisateur, MIMO permet à davantage d'utilisateurs cellulaires de transmettre simultanément sur le chemin de liaison montante sur la même bande passante que ce qui serait autrement possible.
Schéma fonctionnel de base du système MIMO
La figure ci-dessous montre le schéma fonctionnel de base des systèmes MIMO. Les bits d'information à transmettre sont codés en utilisant un codeur classique. Et cela doit être entrelacé. Le mot de code entrelacé est mappé sur des symboles de données (symboles de modulation d'amplitude Quadrate) à l'aide d'un mappeur de symboles.
Schéma fonctionnel de base du système MIMO
Ces symboles de données sont entrés dans un codeur spatio-temporel qui délivre un ou plusieurs flux de données spatiales. Les flux de données spatiales sont mappés sur les antennes d'émission par un bloc de précodage spatio-temporel.
Les signaux lancés par les antennes d'émission se propagent à travers le canal et arrivent au réseau d'antennes de réception. Le récepteur collecte les signaux à la sortie de chaque élément d'antenne de réception et inverse les opérations de l'émetteur afin de décoder les données: traitement spatio-temporel de réception, suivi d'un décodage spatio-temporel, mappage des symboles, désentrelacement et décodage.
Avantages de MIMO
- Multiple-in Multiple-out tire parti du multiplexage spatial pour augmenter la bande passante et la portée sans fil.
- Les algorithmes MIMO envoient des informations sur deux antennes ou plus et les informations sont également reçues via plusieurs antennes.
- Les systèmes MIMO fournissent un gain de capacité précis par rapport aux systèmes RF conventionnels à antenne unique, ainsi qu'une communication plus fiable.
Désavantages
Le principal inconvénient est uniquement sa complexité. En dehors de cela, il fournira une sortie précise.
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