Różnorodność anten i wiele wejść i wyjść (MIMO) to techniki stosowane w systemach komunikacji bezprzewodowej w celu poprawy niezawodności sygnału i przepustowości danych. Chociaż oba mają na celu poprawę wydajności komunikacji, różnią się podejściem i podstawowymi zasadami. Przyjrzyjmy się szczegółom różnorodności anten i MIMO, podkreślając ich kluczowe różnice.
Różnorodność anten:
1. Podstawowa zasada:
Różnorodność anten polega na użyciu wielu anten w nadajniku lub odbiorniku w celu złagodzenia skutków zaniku sygnału i poprawy niezawodności sygnału. Dwa główne typy różnorodności anten to:
- Różnorodność przestrzeni: Wiele anten jest fizycznie oddalonych od siebie, aby uchwycić niezależną charakterystykę zanikania kanału bezprzewodowego.
- Różnorodność polaryzacji: Anteny o różnej polaryzacji służą do poprawy odbioru sygnału poprzez przechwytywanie sygnałów, na które warunki środowiskowe mogą wpływać w różny sposób.
2. Mechanizm przełączający:
W Antenna Diversity zastosowano mechanizm przełączający, aby wybrać antenę z najsilniejszym sygnałem lub najmniejszymi zakłóceniami w danym momencie. Wybór ten opiera się na pomiarach siły odbieranego sygnału w czasie rzeczywistym.
3. Zalety:
- Łagodzenie blaknięcia: Różnorodność anten pomaga łagodzić skutki blaknięcia, gdy siła sygnału zmienia się ze względu na takie czynniki, jak propagacja wielodrożna.
- Poprawa niezawodności: Dynamicznie wybierając antenę o lepszym odbiorze, funkcja Antenna Diversity poprawia niezawodność łącza komunikacyjnego.
Wiele wejść, wiele wyjść (MIMO):
1. Podstawowa zasada:
MIMO polega na użyciu wielu anten zarówno w nadajniku, jak i odbiorniku, aby transmitować wiele strumieni danych jednocześnie w tym samym paśmie częstotliwości. MIMO wykorzystuje różnorodność przestrzenną, aby zwiększyć przepustowość danych i niezawodność łącza.
2. Multipleksowanie przestrzenne:
Jedną z kluczowych cech MIMO jest multipleksowanie przestrzenne, podczas którego niezależne strumienie danych są przesyłane jednocześnie przy użyciu wielu anten. Zwiększa to ogólną szybkość transmisji danych bez konieczności stosowania dodatkowej przepustowości.
3. Wstępne kodowanie i kształtowanie wiązki:
Systemy MIMO często wykorzystują techniki wstępnego kodowania i kształtowania wiązki w celu optymalizacji transmisji sygnału. Wstępne kodowanie dostosowuje fazę i amplitudę sygnałów w celu poprawy wydajności, podczas gdy kształtowanie wiązki skupia sygnał w określonych kierunkach, zwiększając zasięg i niezawodność.
4. Zalety:
- Zwiększona przepustowość: MIMO znacząco poprawia przepustowość danych poprzez jednoczesną transmisję wielu strumieni.
- Efektywność przestrzenna: MIMO efektywnie wykorzystuje wymiar przestrzenny, pozwalając na bardziej efektywne wykorzystanie dostępnego widma.
- Większa niezawodność łącza: Różnorodność przestrzenna MIMO poprawia niezawodność łącza poprzez wykorzystanie niezależnych charakterystyk zanikania różnych ścieżek.
Kluczowe różnice:
1. Cel:
- Zróżnicowanie anten: Ma przede wszystkim na celu poprawę niezawodności łącza komunikacyjnego poprzez łagodzenie efektów zaniku.
- MIMO: Ma na celu zwiększenie przepustowości danych i wydajności widmowej poprzez jednoczesną transmisję wielu strumieni danych.
2. Konfiguracja anteny:
- Zróżnicowanie anten: Dotyczy wielu anten, ale są one używane do odbioru w trybie różnorodnym i tylko jedna antena jest aktywna w danym momencie.
- MIMO: Wykorzystuje wiele anten jednocześnie w nadajniku i odbiorniku do multipleksowania przestrzennego.
3. Przełączanie a transmisja jednoczesna:
- Zróżnicowanie anten: Obejmuje przełączanie pomiędzy antenami na podstawie pomiarów w czasie rzeczywistym.
- MIMO: Jednocześnie przesyła wiele strumieni danych przy użyciu wielu anten.
4. Podstawowa korzyść:
- Różnorodność anten: Zwiększa niezawodność łącza poprzez zmniejszenie wpływu zaniku sygnału.
- MIMO: Poprawia przepustowość danych i wydajność widmową poprzez wykorzystanie różnorodności przestrzennej.
Podsumowując, choć zarówno Antenna Diversity, jak i MIMO wykorzystują wiele anten, ich główne cele, mechanizmy operacyjne i korzyści są różne. Antenna Diversity koncentruje się na poprawie niezawodności łącza poprzez odbiór różnorodności, podczas gdy MIMO ma na celu zwiększenie przepustowości danych poprzez jednoczesne przesyłanie wielu strumieni danych w tym samym paśmie częstotliwości. Obie techniki odgrywają kluczową rolę w optymalizacji systemów komunikacji bezprzewodowej, uwzględniając różne aspekty wydajności i niezawodności.