Antennediversiteit en Multiple Input Multiple Output (MIMO) zijn technieken die worden gebruikt in draadloze communicatiesystemen om de signaalbetrouwbaarheid en gegevensdoorvoer te verbeteren. Hoewel beide gericht zijn op het verbeteren van de communicatieprestaties, verschillen ze in hun aanpak en onderliggende principes. Laten we de details van Antenna Diversity en MIMO onderzoeken en hun belangrijkste verschillen benadrukken.
Antennediversiteit:
1. Basis principe:
Antennediversiteit omvat het gebruik van meerdere antennes op de zender of ontvanger om de effecten van fading te verminderen en de signaalbetrouwbaarheid te verbeteren. De twee belangrijkste soorten antennediversiteit zijn:
- Ruimtediversiteit: Meerdere antennes zijn fysiek uit elkaar geplaatst om onafhankelijke fadingkarakteristieken van het draadloze kanaal vast te leggen.
- Polarisatiediversiteit: Antennes met verschillende polarisaties worden gebruikt om de signaalontvangst te verbeteren door signalen op te vangen die op verschillende manieren kunnen worden beïnvloed door omgevingsomstandigheden.
2. Schakelaarmechanisme:
Bij Antenna Diversity wordt een schakelmechanisme gebruikt om op een bepaald moment de antenne te selecteren met het sterkste signaal of de minste interferentie. Deze selectie is gebaseerd op real-time metingen van de ontvangen signaalsterkte.
3. Voordelen:
- Fading Mitigation: Antennediversiteit helpt de effecten van fading te verzachten, waarbij de signaalsterkte varieert als gevolg van factoren zoals multipath-propagatie.
- Betrouwbaarheidsverbetering: Door dynamisch de antenne met de betere ontvangst te selecteren, verbetert Antenna Diversity de betrouwbaarheid van de communicatieverbinding.
Meerdere invoer Meerdere uitvoer (MIMO):
1. Basis principe:
MIMO omvat het gebruik van meerdere antennes op zowel de zender als de ontvanger om meerdere datastromen tegelijkertijd over dezelfde frequentieband te verzenden. MIMO maakt gebruik van ruimtelijke diversiteit om de gegevensdoorvoer en de betrouwbaarheid van verbindingen te verbeteren.
2. Ruimtelijke multiplexing:
Een van de belangrijkste kenmerken van MIMO is ruimtelijke multiplexing, waarbij onafhankelijke datastromen gelijktijdig worden verzonden met behulp van meerdere antennes. Dit verhoogt de algehele datasnelheid zonder dat extra bandbreedte nodig is.
3. Voorcoderen en beamforming:
MIMO-systemen maken vaak gebruik van precoding- en beamforming-technieken om de signaaloverdracht te optimaliseren. Precoding past de fase en amplitude van signalen aan om de prestaties te verbeteren, terwijl beamforming het signaal in specifieke richtingen focust, waardoor de dekking en betrouwbaarheid worden verbeterd.
4. Voordelen:
- Verhoogde doorvoer: MIMO verbetert de gegevensdoorvoer aanzienlijk door meerdere streams tegelijkertijd te verzenden.
- Ruimtelijke efficiëntie: MIMO maakt effectief gebruik van de ruimtelijke dimensie, waardoor een efficiënter gebruik van het beschikbare spectrum mogelijk is.
- Verbeterde linkbetrouwbaarheid: De ruimtelijke diversiteit van MIMO verbetert de linkbetrouwbaarheid door gebruik te maken van de onafhankelijke fading-eigenschappen van verschillende paden.
Belangrijkste verschillen:
1. Objectief:
- Antennediversiteit: Beoogt in de eerste plaats de betrouwbaarheid van de communicatieverbinding te verbeteren door vervagingseffecten te verminderen.
- MIMO: Heeft tot doel de datadoorvoer en spectrale efficiëntie te vergroten door meerdere datastromen tegelijkertijd te verzenden.
2. Antenneconfiguratie:
- Antennediversiteit: Er zijn meerdere antennes betrokken, maar ze worden gebruikt voor diversiteitsontvangst, en er is slechts één antenne tegelijk actief.
- MIMO: Maakt gebruik van meerdere antennes tegelijkertijd op zowel de zender als de ontvanger voor ruimtelijke multiplexing.
3. Overschakelen versus gelijktijdige verzending:
- Antennadiversiteit: Betreft het schakelen tussen antennes op basis van realtime metingen.
- MIMO: Verzendt gelijktijdig meerdere datastromen met behulp van meerdere antennes.
4. Primair voordeel:
- Antennediversiteit: Verbetert de betrouwbaarheid van de verbinding door de impact van vervaging te verminderen.
- MIMO: Verbetert de gegevensdoorvoer en spectrale efficiëntie door ruimtelijke diversiteit te benutten.
Samenvattend: hoewel Antenna Diversity en MIMO beide gebruik maken van meerdere antennes, verschillen hun primaire doelstellingen, operationele mechanismen en voordelen. Antenna Diversity richt zich op het verbeteren van de verbindingsbetrouwbaarheid door middel van diversiteitsontvangst, terwijl MIMO tot doel heeft de datadoorvoer te vergroten door gelijktijdig meerdere datastromen over dezelfde frequentieband te verzenden. Beide technieken spelen een cruciale rol bij het optimaliseren van draadloze communicatiesystemen, waarbij verschillende aspecten van prestaties en betrouwbaarheid worden aangepakt.