Multiple-In / Multiple-Out (MIMO)

Autor: Peter Berry
Erstelldatum: 18 August 2021
Aktualisierungsdatum: 20 Juni 2024
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Lecture 34: Multiple Input Multiple Output (MIMO) Systems
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Definition - Was bedeutet Multiple-In / Multiple-Out (MIMO)?

Multiple-In / Multiple-Out (MIMO) bezieht sich auf mehrere Sende- und Empfangsantennen, um die Leistung der drahtlosen Kommunikation zu verbessern, z. B. den Datendurchsatz. MIMO verwendet Multiplexing-Techniken, um die drahtlose Bandbreite und Reichweite zu erhöhen. Ein- und Ausgang beziehen sich auf den Funkkanal, der das Signal überträgt.

MIMO ist eine Schlüsselkomponente von Funk- und Kommunikationsstandards wie IEEE 802.11n (Wi-Fi), 4G (Fourth Generation Wireless), 3GPP (Third Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution) und Worldwide Interoperability for Microwave Zugriff (WiMAX).

MIMO wird auch als Multiple-Input / Multiple-Output bezeichnet.


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Techopedia erklärt Multiple-In / Multiple-Out (MIMO)

MIMO-Technologien wurden erstmals Anfang der 1970er Jahre untersucht. Mitte der 1980er Jahre veröffentlichten Wissenschaftler Artikel über Beamforming, eine verwandte Vorläufertechnologie. Räumliches Multiplexing, eine MIMO-Technik zur Mehrfachsignalübertragung, wurde 1993 von Arogyaswami Paulraj und Thomas Kailath vorgeschlagen, und ihre 1994 zum Patent angemeldete drahtlose Rundfunkanwendung wurde besonders hervorgehoben. Das Konzept der Mehrfachantennen wurde 1996 untersucht. 1998 haben Bell Laboratories erstmals nachgewiesen, dass die Leistung der MIMO-Technologie durch räumliches Multiplexing verbessert wird.

MIMO verwendet reflektierende Signale von einem oder mehreren Objekten nach der Übertragung und vor dem Empfang. Antennen- und Antennensystemdesigns ermutigen Signale, mehreren Pfaden zu folgen. Obwohl diese Signale als letzte die Empfangsantennen erreichen und die stärkste Dämpfung durch Absorption durch Objekte, Diffusion und andere Faktoren erfahren, kombinieren und ergänzen sie die stärksten geradlinigen Signale des Empfängers. Beim Empfänger empfangen, korrelieren und rekombinieren spezielle Algorithmen die Signale, wodurch die Signalstärke erheblich erhöht und gleichzeitig der Signalschwund verringert wird. Bekannt als höhere spektrale Effizienz führt dieser Prozess zu einer höheren Anzahl von Datenbits, die pro Sekunde mit einer Bandbreitenrate pro Hz oder einem Zyklus pro Sekunde (CPC) übertragen werden.

IEEE 802.11n verwendet MIMO für die Wi-Fi-Technologie, die einen theoretischen Durchsatz von 108 Mbit / s erzielt. Die frühere IEEE 802.11g-Technologie produzierte nur 54 Mbit / s ohne den Vorteil von MIMO. Zwei Sender verdoppeln die Datenrate und zwei oder mehr Empfänger ermöglichen größere Entfernungen zwischen Sender und Empfänger.

MIMO hat drei Hauptkategorien:


  • Vorcodierung: Passt alle verfügbaren Signalphasen und -verstärkungen für eine stärkere Signalstärke am Empfänger an.
  • Räumliches Multiplexen: Erfordert hochkomplexe Signalempfänger, die entweder Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) oder Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) verwenden.
  • Diversity-Codierung: Wird verwendet, wenn keine Möglichkeit besteht, die Signalausbreitung in der Luft zu bestimmen. Ein einzelner Datenstrom verwendet eine Raum-Zeit-Codierung, um die Zuverlässigkeit des übertragenen Signals aufgrund der Datenredundanz beim Empfänger zu verbessern.