La matrice des canaux MIMO
Considérons un instant la même modélisation de fréquence et de canal qu’une boîte noire avec des composants internes durables. Si nous ajoutons deux signaux d’entrée complètement différents, ils doivent être mélangés d’une certaine manière en fonction de la valeur de Z1 à Z4. Si nous envoyons un signal d’apprentissage unique pour chaque mesure d’entrée et de sortie, nous savons comment il a été connecté, de manière à les déconnecter.
Tous les signaux, données et entraînements seront combinés de la même manière, de sorte que ce que nous avons appris du signal d’entraînement puisse être appliqué aux données réelles. Bruit et distorsion de la limite de modulation, qui peuvent être utilisés avec la possibilité de découpler les sorties. Le pire des cas serait si Z1 à Z4 sont identiques, lorsque les deux sorties sont identiques et que MIMO ne fonctionne pas.
Le meilleur des cas est si les sorties sont égales en amplitude et opposées en phase, alors qu’elles doublent théoriquement la capacité dans la matrice de canaux MIMO.
Équation 1 La version longue du théorème de la capacité du canal peut être écrite comme le montre la figure suivante
Où,
- C = capacité du canal en bits par seconde,
- B = bande passante occupée en Hz, σ/N = rapport signal sur bruit et
- ρ = une valeur singulière de la matrice de canal
Le potentiel d’augmentation instantanée de la capacité du système peut être dérivé de la relation entre les valeurs singulières de la matrice de canal H, également connue sous le nom de numéro de condition. Le numéro de condition de la matrice de canal MIMO peut également être utilisé pour indiquer l’augmentation du SNR nécessaire à la récupération du signal MIMO par rapport au cas SISO.
Avec le changement de canal en raison de l’évanouissement et des effets multiples des trajectoires et du décalage de fréquence Doppler dû au mouvement du téléphone, entre autres, le nombre de conditions pour les changements de fréquence constante dans le spectre du canal RF, comme l’illustre la figure ci-dessous.
Des signaux de référence (ou pilotes) par endroits à fréquence régulière à la sortie de chaque émetteur permettent aux destinataires d’estimer les coefficients du canal. En général, chaque tube de données n’aura pas les mêmes performances. LTE utilise des mécanismes de rétroaction connus sous le nom de précodage et effectue une formation Eigen – deux formes de MIMO en boucle fermée dans le téléphone pour demander des modifications au couplage croisé des sorties de l’émetteur afin de donner la meilleure correspondance à la matrice du canal MIMO dans caractéristiques du canal.