무선 기술에서 다중 입력 및 다중 출력 또는 MIMO는 다중 경로 전파를 활용하기 위해 다중 송신 및 수신 안테나를 사용하여 무선 링크의 용량을 증가시키는 방법입니다.MIMO 무선 기술 MIMO는 IEEE 802.11n (Wi-Fi), IEEE 802.11ac (Wi-Fi), HSPA + (3G), WiMAX (4G) 및 장기 진화 (4G)를 포함한 무선 통신 표준의 필수 요소가되었습니다.

"MIMO"라는 용어의 이전 사용은 송신기와 수신기 모두에서 다중 안테나를 사용하는 것을 의미했습니다. 현대적인 사용에서 "MIMO"는 특히 다중 경로 전파를 통해 동일한 무선 채널에서 하나 이상의 데이터 신호를 동시에 보내고받는 실용적인 기술을 의미합니다. MIMO는 빔 포밍 및 다이버 시티와 같은 단일 데이터 신호의 성능을 향상시키기 위해 개발 된 스마트 안테나 기술과 근본적으로 다릅니다.
MIMO는 프리 코딩, 공간 멀티플렉싱 또는 SM, 다이버 시티 코딩의 세 가지 주요 범주로 세분화 될 수 있습니다.

MIMO 기술을 사용하는 제품

● MIMO를 사용하는 CableFree 제품은 다음과 같습니다.
● CableFree IHPR-MIMO
● CableFree HPR-MIMO
● CableFree 앰버 크리스탈
● CableFree 사파이어

CableFree MIMO 무선 기술

MIMO 기술의 기능

프리 코딩은 가장 좁은 정의에서 멀티 스트림 빔 포밍입니다. 보다 일반적인 용어로 송신기에서 발생하는 모든 공간 처리로 간주됩니다. (단일 스트림) 빔 포밍에서는 신호 전력이 수신기 입력에서 최대화되도록 적절한 위상 및 이득 가중치를 사용하여 동일한 신호가 각 송신 안테나에서 방출됩니다. 빔 포밍의 이점은 서로 다른 안테나에서 방출 된 신호를 건설적으로 합산하여 수신 신호 이득을 높이고 다중 경로 페이딩 효과를 줄이는 것입니다. 가시선 전파에서 빔 포밍은 잘 정의 된 방향 패턴을 생성합니다. 그러나 기존 빔은 주로 다중 경로 전파를 특징으로하는 셀룰러 네트워크에서 좋은 비유가 아닙니다. 수신기에 다중 안테나가있는 경우 전송 빔 포밍은 모든 수신 안테나에서 신호 레벨을 동시에 최대화 할 수 없으며 다중 스트림을 사용한 프리 코딩이 종종 유용합니다. 프리 코딩에는 송신기와 수신기의 채널 상태 정보 (CSI)에 대한 지식이 필요합니다.

공간 멀티플렉싱에는 MIMO 안테나 구성이 필요합니다. 공간 다중화에서 고속 신호는 여러 개의 저속 스트림으로 분할되고 각 스트림은 동일한 주파수 채널의 다른 전송 안테나에서 전송됩니다. 이러한 신호가 충분히 다른 공간 시그니처와 함께 수신기 안테나 어레이에 도착하고 수신기에 정확한 CSI가있는 경우 이러한 스트림을 (거의) 병렬 채널로 분리 할 수 있습니다. 공간 멀티플렉싱은 더 높은 신호 대 잡음비 (SNR)에서 채널 용량을 증가시키는 매우 강력한 기술입니다. 최대 공간 스트림 수는 송신기 또는 수신기의 안테나 수보다 적은 수로 제한됩니다. 송신기에서 CSI없이 공간 다중화를 사용할 수 있지만 CSI를 사용할 수있는 경우 프리 코딩과 결합 할 수 있습니다. 공간 분할 다중 액세스 또는 다중 사용자 MIMO로 알려진 다중 수신기로의 동시 전송에도 공간 다중화를 사용할 수 있으며,이 경우 송신기에서 CSI가 필요합니다. [32] 서로 다른 공간 시그니처를 가진 수신기의 스케줄링은 우수한 분리 성을 허용합니다.

송신기에 채널 지식이 없을 때 다이버 시티 코딩 기술이 사용됩니다. 다이버 시티 방법에서는 단일 스트림 (공간 다중화의 다중 스트림과 달리)이 전송되지만 신호는 시공간 코딩이라는 기술을 사용하여 코딩됩니다. 신호는 전체 또는 거의 직교 코딩으로 각 전송 안테나에서 방출됩니다. 다이버 시티 코딩은 다중 안테나 링크에서 독립적 인 페이딩을 활용하여 신호 다이버 시티를 향상시킵니다. 채널 지식이 없기 때문에 다이버 시티 코딩으로 인한 빔 포밍이나 어레이 이득이 없습니다. 송신기에서 일부 채널 지식을 사용할 수있는 경우 다이버 시티 코딩을 공간 멀티플렉싱과 결합 할 수 있습니다.

MIMO의 형태
다중 안테나 MIMO (또는 단일 사용자 MIMO) 기술은 802.11n 제품과 같은 일부 표준에서 개발 및 구현되었습니다.

SISO / SIMO / MISO는 MIMO의 특별한 경우입니다.
● 다중 입력 및 단일 출력 (MISO)은 수신기에 단일 안테나가있는 특수한 경우입니다.
● 단일 입력 및 다중 출력 (SIMO)은 송신기에 단일 안테나가있는 특수한 경우입니다.
● 단일 입력 단일 출력 (SISO)은 송신기와 수신기에 다중 안테나가없는 일반적인 무선 시스템입니다.

주요 단일 사용자 MIMO 기술

● Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), Gerard. J. 포 쉬니 (1996)
● PARC (Per Antenna Rate Control), Varanasi, Guess (1998), Chung, Huang, Lozano (2001)
● SPARC (Selective Per Antenna Rate Control), Ericsson (2004)

몇 가지 제한

● 물리적 안테나 간격은 크게 선택됩니다. 기지국에서 여러 파장. 고급 안테나 설계 및 알고리즘 기술이 논의 중이지만 수신기에서의 안테나 분리는 핸드셋에서 공간이 크게 제한됩니다.

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