MIMO được viết tắt là Multiple-input multi-output. Đây là một liên lạc vô tuyến không dây và công nghệ đa đường đang được đề cập và sử dụng trong nhiều công nghệ mới ngày nay. Kỹ thuật này đã được phát triển để nâng cao hệ thống truyền thông không dây bằng cách sử dụng nhiều ăng-ten tại máy phát, máy thu hoặc cả hai. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi và nhiều công nghệ vô tuyến, không dây và RF khác đang sử dụng công nghệ không dây MIMO mới để cung cấp dung lượng liên kết mở rộng và hiệu quả phổ kết hợp với độ tin cậy liên kết nâng cao.
Cơ bản về MIMO-Multiple Input Multiple Output
Giao tiếp Nhiều Đầu Vào, Nhiều Đầu Ra (MIMO) gửi thông tin giống như một số tín hiệu đồng thời qua nhiều ăng-ten, sử dụng một kênh vô tuyến duy nhất.
Hệ thống MIMO
Nó sử dụng nhiều ăng-ten để cải thiện chất lượng tín hiệu và cường độ của kênh liên kết RF dưới dạng phân tập ăng-ten. Dữ liệu được chia thành nhiều luồng dữ liệu tại điểm truyền và được sắp xếp lại ở phía nhận bởi một cấu hình vô tuyến MIMO khác có cùng số lượng ăng-ten.
Về cơ bản, phương tiện truyền thông có thể bị ảnh hưởng bởi tín hiệu mờ dần và điều này sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu. Nếu chúng có thể bị ảnh hưởng theo những cách khác nhau bởi đường dẫn tín hiệu, thì xác suất mà tất cả chúng sẽ bị ảnh hưởng cùng một lúc sẽ giảm đi đáng kể. Theo đó, sự đa dạng giúp ổn định một liên kết và cải thiện hiệu suất, giảm tỷ lệ lỗi.
Hai phương pháp ghép kênh không gian và phân tập không gian được sử dụng để cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và chúng được đặc trưng bởi việc cải thiện độ tin cậy của hệ thống đối với các hình thức làm mờ khác nhau.
Khái niệm về sự đa dạng trong không gian
Nguyên tắc của phân tập là cung cấp cho máy thu nhiều phiên bản của cùng một tín hiệu. Trong hầu hết các môi trường mà hệ thống truyền thông không dây hoạt động, cường độ của tín hiệu nhận được thay đổi theo thời gian, được gọi là Fading.
Fading làm giảm đáng kể hiệu suất truyền thông bằng cách làm cho xác suất lỗi bit tăng lên so với mức sẽ xảy ra nếu chỉ có tiếng ồn trắng.
Hình dưới đây cho thấy xác suất của lỗi bit như một hàm của năng lượng bit trên mật độ phổ công suất nhiễu, Eb / N0. Quan sát thứ hai là đối với mờ dần Rayleigh, là loại mờ dần được giả định trong hình này và thường xảy ra trong thực tế, xác suất lỗi giảm tuyến tính khi được vẽ trên thang logarit so với Eb / N0 được vẽ bằng dB.
Thang đo logarit so với Eb / N0 được vẽ bằng dB
Khái niệm về ghép kênh không gian
Ghép kênh không gian đề cập đến việc truyền nhiều luồng dữ liệu qua kênh đa đường bằng cách khai thác đa đường. Bằng cách đó, nhiều kênh dữ liệu có thể được truyền đồng thời trên cùng một dải tần, cho phép truyền một số lượng lớn các bit mỗi giây trên mỗi hertz phổ.
Ghép kênh không gian tương tự như các kiểu ghép kênh phổ biến khác chương trình ghép kênh chẳng hạn như ghép kênh phân chia theo tần số (FDM), Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM).
Một người dùng và MIMO nhiều người dùng
MIMO một người dùng đề cập đến một MIMO thông thường chỉ có một nút phát và một nút nhận, và nút phát có nhiều ăng-ten. Trong MIMO đa người dùng, người dùng di động, mỗi người có một ăng-ten duy nhất, truyền đến một trạm gốc và trạm gốc sẽ xử lý tín hiệu từ từng điện thoại di động riêng lẻ như thể chúng đến từ nhiều ăng-ten phát trên một nút duy nhất.
Trong trường hợp này, trạm gốc thực hiện hoạt động tương tự như máy thu. Vì vậy, nhiều người dùng di động có thể truyền dữ liệu trên cùng một băng thông và trạm gốc có thể tách các luồng dữ liệu riêng lẻ bằng kỹ thuật mã hóa không gian.
Trong MIMO đa người dùng cho phép nhiều người dùng di động hơn truyền tải đồng thời trên đường dẫn lên trên cùng một băng thông so với khả năng có thể.
Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống MIMO
Hình dưới đây cho thấy sơ đồ khối cơ bản của hệ thống MIMO. Các bit thông tin cần truyền được mã hóa bằng cách sử dụng bộ mã hóa thông thường. Và điều đó sẽ được xen kẽ. Từ mã xen kẽ được ánh xạ tới các ký hiệu dữ liệu (ký hiệu điều chế biên độ Quadrate) bằng cách sử dụng một bộ ánh xạ ký hiệu.
Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống MIMO
Các ký hiệu dữ liệu này được đưa vào bộ mã hóa không-thời gian để xuất ra một hoặc nhiều luồng dữ liệu không gian. Các luồng dữ liệu không gian được ánh xạ tới anten phát bằng khối tiền mã hóa không-thời gian.
Các tín hiệu được phóng từ anten phát sẽ truyền qua kênh và đến dải anten thu. Máy thu thu thập các tín hiệu ở đầu ra của mỗi phần tử ăng ten thu và đảo ngược các hoạt động của máy phát để giải mã dữ liệu: nhận xử lý không-thời gian, tiếp theo là giải mã không-thời gian, ánh xạ ký hiệu, hủy xen kẽ và giải mã.
Ưu điểm của MIMO
- Multiple-in Multiple-out tận dụng khả năng ghép kênh theo không gian để tăng băng thông và phạm vi không dây.
- Các thuật toán MIMO gửi thông tin ra ngoài qua hai hoặc nhiều ăng-ten và thông tin cũng được nhận qua nhiều ăng-ten.
- Hệ thống MIMO cung cấp độ lợi công suất chính xác so với các hệ thống RF ăng ten đơn thông thường, cùng với khả năng liên lạc đáng tin cậy hơn.
Nhược điểm
Bất lợi chính chỉ là sự phức tạp của nó. Ngoài ra, nó sẽ cung cấp đầu ra chính xác.
Hơn nữa, đối với bất kỳ thông tin nào liên quan đến bài viết này hoặc để thực hiện bất kỳ dự án kỹ thuật dựa trên công nghệ không dây vui lòng bình luận trong phần bình luận đưa ra bên dưới.
