Macierz kanałów MIMO
Zastanów się przez chwilę nad modelowaniem tej samej częstotliwości i kanału, co czarna skrzynka z trwałymi komponentami wewnętrznymi. Jeśli dodamy dwa zupełnie różne sygnały wejściowe to należy je zmieszać ze sobą w określony sposób w zależności od wartości Z1 do Z4. Jeśli wyślemy trening sygnału, który jest unikalny dla każdego pomiaru wejściowego i wyjściowego, wiemy, jak został podłączony, aby je rozłączyć.
Wszystkie sygnały, dane i szkolenia zostaną połączone w ten sam sposób, dzięki czemu to, czego nauczyliśmy się z sygnału szkoleniowego, będzie można zastosować do rzeczywistych danych. Szum i zniekształcenie granicy modulacji, które można wykorzystać wraz z możliwością odłączenia wyjść. Najgorszym przypadkiem byłoby, gdyby Z1 do Z4 były takie same, oba wyjścia były takie same i MIMO nie działało.
Najlepszym przypadkiem jest sytuacja, gdy wyjścia są równe pod względem wielkości i mają przeciwną fazę, co teoretycznie oznacza dwukrotność pojemności w macierzy kanałów MIMO.
Równanie 1 Długą wersję twierdzenia o przepustowości kanału można zapisać w sposób pokazany na poniższym rysunku
Gdzie,
- C = przepustowość kanału w bitach na sekundę,
- B = zajęte pasmo w Hz, σ/N = stosunek sygnału do szumu i
- ρ = pojedyncza wartość macierzy kanału
Potencjał w chwilowym wzroście wydajności systemu można wyprowadzić z zależności osobliwych wartości macierzy kanału H, zwanej także liczbą warunku. Numer warunku macierzy kanału MIMO można również wykorzystać do wskazania wzrostu współczynnika SNR wymaganego do odzyskania sygnału MIMO w odniesieniu do przypadku SISO.
Wraz ze zmianą kanału na skutek zanikania i trajektorii istnieje wiele efektów oraz przesunięcie częstotliwości Dopplera spowodowane ruchem telefonu, między innymi liczba warunków zmian stałej częstotliwości w widmie kanału RF, jak pokazano na poniższym rysunku.
Sygnały referencyjne (lub piloty) w miejscach o regularnej częstotliwości na wyjściu każdego nadajnika umożliwiają odbiorcom oszacowanie współczynników kanałowych. Ogólnie rzecz biorąc, każda „rurka” danych nie będzie miała tej samej wydajności. LTE wykorzystuje mechanizmy sprzężenia zwrotnego znane jako kodowanie wstępne i przeprowadza szkolenie Eigen – obie formy „MIMO w zamkniętej pętli” w telefonie, aby zażądać modyfikacji w sprzężeniu krzyżowym wyjść nadajnika, aby zapewnić najlepsze dopasowanie do matrycy kanału MIMO w charakterystyka kanału.