Quando parliamo di pianificazione RF LTE, l’unica domanda in mente è: quali guadagni MIMO? Qui scrivo Guadagno diverso in LTE come Guadagni MIMO e Guadagni apportati dalla tecnologia ad antenne multiple e Guadagno combinato di potenza simile a MIMO, Guadagno array, Guadagno diversità spaziale, Guadagno riduzione interferenze e guadagno multiplexing spaziale.
Guadagni MIMO
La configurazione
MIMO indica che vengono utilizzate più antenne per la trasmissione del segnale all’estremità di trasmissione e la ricezione del segnale all’estremità di ricezione per migliorare la qualità del servizio (QoS) per ciascun abbonato. Per un sistema tradizionale ad antenna singola, la tecnologia MIMO può essere classificata in Single Input Multiple Output (SIMO) e Multiple Input Single Output (MISO) in base al numero di antenne alle estremità di trasmissione e ricezione.
La figura seguente mostra un esempio della struttura del sistema Transmit Diversity. Per il multiplexing spaziale MIMO, CW0 e CW1 saranno alimentati da 2 diversi flussi di carico utile.
Nell’esempio sopra, un singolo flusso di dati in ingresso viene utilizzato per alimentare due antenne separate ma è ugualmente possibile alimentare due diversi flussi di dati in ingresso in questa configurazione per fornire una velocità dati più elevata ed è il principio fondamentale per Multiple Code Word (MCW ) in LTE.
La tecnologia multi-antenna può migliorare la capacità e la copertura del sistema senza aumentare notevolmente i costi. Questo perché la tecnologia multi-antenna fornisce i seguenti guadagni: guadagno di combinazione di potenza, guadagno di array, guadagno di diversità spaziale e guadagno di riduzione delle interferenze. Inoltre, il MIMO raggiunge un guadagno di multiplexing spaziale, che viene utilizzato principalmente per aumentare la capacità del sistema.
Guadagno della combinazione di potenza
Quando si utilizzano più antenne (N) per trasmettere i segnali, sono disponibili N canali di trasmissione. In questo caso, la potenza di trasmissione totale è pari a N volte la potenza di trasmissione derivante dalla trasmissione del segnale di una singola antenna. Di conseguenza, è possibile ottenere un guadagno di potenza di 10log(N) dB. Se per trasmettere i segnali viene utilizzata un’unica antenna, è anche possibile aumentare la potenza di trasmissione. In questo caso, tuttavia, i requisiti per l’amplificatore di potenza sono elevati e i costi di implementazione sono complessi e aumentano.
Guadagno dell’array
Il guadagno dell’array indica un miglioramento del rapporto medio del rumore del segnale (SINR) all’estremità di ricezione quando la potenza di trasmissione totale è la stessa. Il guadagno dell’array può essere ottenuto attraverso la combinazione coerente di vari segnali di antenna. Vari sistemi multi-antenna possono ottenere il guadagno dell’array. Cioè, dopo aver utilizzato la tecnologia multi-antenna, il SINR di ricezione può essere migliorato.
Guadagno nella diversità spaziale
A causa della natura sbiadita dei canali wireless, i segnali in un sistema ad antenna singola soffrono di uno sbiadimento profondo. In un sistema multi-antenna, la distanza tra le antenne è spesso elevata. Ciò garantisce che l’attenuazione del segnale di un’antenna sia indipendente. Pertanto, la fluttuazione SINR dei segnali ricevuti dopo la combinazione si stabilizza, migliorando così la qualità del segnale ricevuto.
Guadagno riduzione interferenze
Nei sistemi di comunicazione cellulare mobile, l’interferenza tra cellule non può essere ignorata a causa della condivisione della frequenza e della natura del multiplexing sia all’interno che tra le cellule. Tuttavia, a differenza del rumore bianco, il segnale di interferenza è rumore colorato. È possibile combinare i segnali previsti e sopprimere il segnale di interferenza attraverso un adeguato peso spaziale multiantenna all’estremità ricevente per migliorare il SINR medio all’estremità ricevente. Questa è la base della funzione Combinazione di riduzione delle interferenze.
Guadagno del multiplexing spaziale
Il guadagno del multiplexing spaziale indica il miglioramento della velocità di trasmissione dei dati o della velocità di trasmissione quando la potenza di trasmissione e la larghezza di banda rimangono invariate. È possibile ottenere un guadagno di multiplexing spaziale trasmettendo più flussi di dati paralleli sulle stesse risorse di frequenza temporale. Il guadagno del multiplexing spaziale viene utilizzato per aumentare la capacità del sistema.