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Massive MIMO, grands systèmes MIMO

Massive MIMO, grands systèmes MIMO

Les grands systèmes MIMO, souvent appelés systèmes MIMO massifs, peuvent être définis comme ceux qui utilisent des dizaines ou des centaines d'antennes dans les terminaux de communication.

Les systèmes MIMO traditionnels peuvent avoir deux ou quatre, certains peuvent même avoir huit antennes, mais cela a été la limite des premiers systèmes qui ont adopté le MIMO.

Le concept de systèmes MIMO massifs ou de grands systèmes MIMO entre dans de nombreux domaines de développement car il est capable d'offrir des avantages distincts.

Avantages massifs de MIMO

Il y a de nombreux avantages à utiliser la grande technologie MIMO. L'utilisation de plus d'antennes dans un système MIMO crée plus de degrés de liberté dans le domaine spatial et permet donc une plus grande amélioration des performances:

  • Augmentation du débit de données: L'augmentation du nombre d'antennes permet d'utiliser un plus grand nombre de chemins et donc un niveau de données beaucoup plus important à transférer dans un temps donné.
  • Augmentation du rapport signal / bruit de la liaison de base: L'un des avantages de base de l'utilisation des systèmes MIMO est qu'ils peuvent être utilisés pour améliorer le rapport signal sur bruit de l'ensemble du système. L'utilisation d'un grand MIMO ou d'un MIMO massif permet de porter cela à un niveau supérieur. Il y a également une augmentation du durcissement contre le brouillage intentionnel en raison de la grande diversité.
  • Durcissement du canal: L'augmentation significative du nombre d'antennes pour créer un système MIMO massif signifie que le système devient moins sensible aux entrées réelles de la matrice de canaux. Cela présente à son tour d'autres avantages dans le domaine du traitement du signal. Il est nécessaire que les détecteurs linéaires effectuent des inversions de matrice et cela peut être fait plus facilement au cours du traitement car cette capacité augmente avec les développements technologiques.

Placement de l'antenne

L'un des problèmes clés de tout système MIMO est le placement des antennes. Pour de nombreux systèmes utilisant des unités physiquement petites, le placement de l'antenne peut présenter des problèmes.

Pour que le système MIMO puisse fonctionner de manière satisfaisante, la corrélation entre les antennes doit être faible. En règle générale, un espacement s de λ / 2 (où λ est la longueur d'onde du signal) est considéré comme nécessaire pour fournir pratiquement aucune corrélation entre les antennes.

Pour y parvenir, diverses approches peuvent être adoptées.

  • Utilisez des fréquences élevées: Afin de pouvoir accueillir les nombres d'antennes plus élevés requis pour les grands systèmes MIMO, l'utilisation de fréquences plus élevées raccourcit la longueur d'onde des signaux, permettant ainsi à l'espacement d'antenne en termes de longueurs d'onde d'être logé dans un espace physique donné. De nombreux systèmes envisagent l'utilisation de fréquences supérieures à 10 GHz, allant même jusqu'à 60 GHz et au-delà et.
  • Utilisez un espacement volumétrique plutôt que linéaire: Il est possible d'utiliser les trois dimensions dans un élément pour fournir un espacement dans trois dimensions plutôt que juste deux dimensions comme de manière linéaire. Bien que de nombreux éléments, y compris les téléphones mobiles, soient souvent minces et que, par conséquent, cette approche puisse ne pas être applicable, dans certains cas, un cube pourra accueillir plus d'antennes en utilisant un espacement en trois dimensions.
  • Utilisation de la modulation spatiale: Le nombre de chaînes RF nécessaires pour un système MIMO massif peut être réduit sans compromettre l'efficacité spectrale en utilisant la modulation spatiale. La modulation spatiale est une forme de modulation qui ne nécessite que l'utilisation d'une chaîne de transit pour plusieurs antennes. En fait, il utilise une antenne d'un réseau à la fois pour la transmission.

    La modulation spatiale adopte un mécanisme de codage simple mais efficace qui établit un mappage un à un entre les blocs de bits d'information transmis et les positions spatiales de l'antenne de l'émetteur dans le réseau d'antennes global.

Chemins MIMO massifs

L'une des principales exigences d'un grand système MIMO est qu'il existe une riche diversité de chemins de signaux entre l'émetteur et le récepteur. Ceci est normalement présent dans un environnement intérieur typique et dans la plupart des environnements urbains. D'autres environnements où il y a moins de chemins ne pourront pas offrir les mêmes avantages avec un MIMO et encore moins un grand système MIMO car moins de chemins seront disponibles.

Un espacement insuffisant entre les antennes signifiera qu'elles ont tendance à être davantage corrélées et que les gains des systèmes MIMO ne peuvent être réalisés.

Une autre situation qui peut se produire, même dans un environnement de diffusion riche, est celle où tous les chemins passent par un point de pincement. Cela peut entraîner moins de dimensions spatiales indépendantes et par conséquent les performances seront réduites.


Voir la vidéo: Increase your networks capacity with Massive MIMO and 3D Beamforming (Juillet 2021).