MiMo

MIMO-indelingen - SISO, SIMO, MISO, MU-MIMO

Overzicht en definities over MIMO-formaten of -configuraties: SISO, SIMO, MISO en MIMO voor diversiteit van ontvangers en diversiteit van zenders, enz.

 


Er is een aantal verschillende MIMO-configuraties of formaten die kunnen worden gebruikt. Deze worden SISO, SIMO, MISO en MIMO genoemd. Deze verschillende MIMO-formaten bieden verschillende voor- en nadelen - deze kunnen worden uitgebalanceerd om de optimale oplossing te bieden voor elke gegeven toepassing.

De verschillende MIMO-formaten - SISO, SIMO, MISO en MIMO vereisen verschillende aantallen antennes en hebben verschillende complexiteitsniveaus. Ook afhankelijk van het formaat kan verwerking nodig zijn aan het ene uiteinde van de link of het andere - dit kan een impact hebben op eventuele beslissingen.

SISO-, SIMO-, MISO-, MIMO-terminologie

De verschillende vormen van antennetechnologie verwijzen naar enkele of meervoudige in- en uitgangen. Deze zijn gerelateerd aan de radioverbinding. Op deze manier is de input de zender terwijl deze naar de link of het signaalpad zendt, en is de output de ontvanger. Het bevindt zich aan de uitgang van de draadloze verbinding.

daarom worden de verschillende vormen van enkelvoudige / meervoudige antenneverbindingen als volgt gedefinieerd:

  • SISO - Single Input Single Output
  • SIMO - Single Input Meerdere output
  • MISO - Meerdere ingangen en enkele uitgang
  • MIMO - Meerdere ingangen, meerdere uitgangen

De term MU-MIMO wordt ook gebruikt voor een versie van MIMO voor meerdere gebruikers, zoals hieronder wordt beschreven.

 

MIMO - SISO

De eenvoudigste vorm van radioverbinding kan in MIMO-termen worden gedefinieerd als SISO - Single Input Single Output. Dit is in feite een standaard radiokanaal - deze zender werkt met één antenne, net als de ontvanger. Er is geen diversiteit en geen aanvullende verwerking vereist.

SISO - Single Input Single Output

Het voordeel van een SIS-systeem is de eenvoud. SISO vereist geen verwerking in termen van de verschillende vormen van diversiteit die kunnen worden gebruikt. Het SISO-kanaal is echter beperkt in zijn prestaties. Interferentie en vervaging hebben meer invloed op het systeem dan op een MIMO-systeem dat een of andere vorm van diversiteit gebruikt, en de kanaalbandbreedte wordt beperkt door de wet van Shannon - de doorvoer is afhankelijk van de kanaalbandbreedte en de signaal-ruisverhouding.

MIMO - SIMO

De SIMO of Single Input Multiple Output-versie van MIMO treedt op wanneer de zender een enkele antenne heeft en de ontvanger meerdere antennes heeft. Dit wordt ook wel diversiteit ontvangen. Het wordt vaak gebruikt om een ‚Äč‚Äčontvanger systeem in staat te stellen dat signalen ontvangt van een aantal onafhankelijke bronnen om de effecten van fading tegen te gaan. Het wordt al vele jaren gebruikt met luister- / ontvangststations voor korte golven om de effecten van ionosferische vervaging en interferentie te bestrijden.

SIMO - Enkele ingang Meerdere uitgangen

SIMO heeft als voordeel dat het relatief eenvoudig te implementeren is, al heeft het wel enkele nadelen doordat de verwerking in de ontvanger nodig is. Het gebruik van SIMO kan in veel toepassingen heel acceptabel zijn, maar als de ontvanger zich in een mobiel apparaat bevindt, zoals een gsm, kunnen de verwerkingsniveaus worden beperkt door de grootte, de kosten en het leeglopen van de batterij.

Er zijn twee vormen van SIMO die kunnen worden gebruikt:

  • Switched Diversity SIMO:   Deze vorm van SIMO zoekt naar het sterkste signaal en schakelt over naar die antenne.
  • Maximale ratio die SIMO combineert:   deze vorm van SIMO neemt beide signalen en somt ze op om de een combinatie te geven. Op deze manier dragen de signalen van beide antennes bij aan het algehele signaal.

MIMO - MISO

MISO wordt ook wel verzenddiversiteit genoemd. In dit geval worden dezelfde gegevens redundant verzonden vanaf de twee zendantennes. De ontvanger is dan in staat om het optimale signaal te ontvangen dat hij vervolgens kan gebruiken om de vereiste gegevens te ontvangen.

MISO - Meerdere ingangen en enkele uitgang

Het voordeel van het gebruik van MISO is dat de meerdere antennes en de redundantiecodering / verwerking worden verplaatst van de ontvanger naar de zender. In gevallen zoals UE's voor mobiele telefoons, kan dit een aanzienlijk voordeel zijn in termen van ruimte voor de antennes en het verlagen van het verwerkingsniveau dat nodig is in de ontvanger voor de redundantiecodering. Dit heeft een positieve invloed op het formaat, de kosten en de levensduur van de batterij, aangezien het lagere verwerkingsniveau minder batterijverbruik vereist.

MIMO

Als er aan beide uiteinden van de radioverbinding meer dan één antenne is, wordt dit MIMO genoemd - Multiple Input Multiple Output. MIMO kan worden gebruikt om zowel de robuustheid van het kanaal als de doorvoer van kanalen te verbeteren.

MIMO - Meerdere ingangen Meerdere uitgangen

Om volledig van MIMO te kunnen profiteren, is het noodzakelijk om codering op de kanalen te kunnen gebruiken om de gegevens van de verschillende paden te scheiden. Dit vereist verwerking, maar biedt extra kanaal robuustheid / datadoorvoercapaciteit.

 

Er zijn veel formaten van MIMO die kunnen worden gebruikt van SISO, via SIMO en MISO tot de volledige MIMO-systemen. Deze kunnen allemaal aanzienlijke prestatieverbeteringen opleveren, maar over het algemeen gaat dit ten koste van extra verwerking en het aantal gebruikte antennes. Bij het kiezen van de juiste optie moeten er afwegingen worden gemaakt tussen de prestaties, kosten, grootte, beschikbare verwerking en de resulterende batterijduur.