MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış) sistemlerinde hüzme oluşturma, iletilen veya alınan sinyallerin yönünü değiştirerek iletişim performansını artırmada önemli bir rol oynayan bir tekniktir. Hüzmeleme genel olarak iki ana türe ayrılabilir: iletim hüzme şekillendirme ve alma hüzme şekillendirme. Bu türlerin ayrıntılı açıklamalarına bakalım ve varyasyonlarını inceleyelim:
1. İletim Hüzme Oluşturma:
- Tanım:
- İletim hüzmesi oluşturma, istenen yönde yapıcı girişim oluşturmak için vericideki sinyallerin fazını ve genliğini ayarlamayı içerir.
- Türler:
- 1.1 Açık İletim Hüzmeleme (ETBF):
- ETBF, alıcıdan (UE) vericiye (eNodeB) açık kanal durumu bilgisi (CSI) geri bildirimi gerektirir.
- Verici, alınan CSI’ye göre sinyali ayarlayarak iletimi mevcut kanal koşullarına göre optimize eder.
- 1.2 Kod Kitabı Tabanlı İletim Hüzme Oluşturma:
- Kod kitabı tabanlı teknikler, önceden tanımlanmış hüzme oluşturma vektörlerini veya matrislerini kullanır.
- Verici, açık geri bildirim olmaksızın kanal koşullarına dayalı olarak kod kitabından bir hüzme oluşturma vektörü seçer.
- 1.1 Açık İletim Hüzmeleme (ETBF):
2. Hüzme Oluşturmayı Alma:
- Tanım:
- Alma hüzmesi oluşturma, belirli bir yönden gelen sinyallerin alımını geliştirmek için alıcıdaki sinyallerin fazını ve genliğini ayarlamayı içerir.
- Türler:
- 2.1 Maksimum Oran Birleştirme (MRC):
- MRC, farklı ağırlıklara sahip birden fazla antenden gelen sinyalleri birleştiren temel bir alma hüzmesi oluşturma tekniğidir.
- Ağırlıklar, sinyal gücünü en üst düzeye çıkaracak şekilde ayarlanır ve alınan genel sinyal kalitesi iyileştirilir.
- 2.2 Sıfır Zorlama (ZF):
- ZF alma hüzmesi oluşturma, istenmeyen yönlerden gelen parazitleri ortadan kaldırmayı amaçlar.
- Ağırlıkların girişim kaynakları yönünde boş değerler oluşturacak şekilde ayarlanmasıyla girişim iptali elde edilir.
- 2.3 Minimum Ortalama Karesel Hata (MMSE):
- MMSE alma hüzmesi oluşturma, alınan sinyal ile istenen sinyal arasındaki ortalama kare hatasını en aza indirir.
- Sinyal kalitesini iyileştirmek için ağırlıkları optimize ederek hem istenen sinyali hem de girişimi dikkate alır.
- 2.1 Maksimum Oran Birleştirme (MRC):
3. Hibrit Hüzme Oluşturma:
- Tanım:
- Hibrit hüzme şekillendirme, hem gönderme hem de alma hüzme şekillendirmenin unsurlarını birleştirir.
- Türler:
- 3.1 Analog Hüzme Oluşturma:
- Analog hüzme oluşturma, faz kaydırıcılar ve zayıflatıcılar gibi analog bileşenler kullanılarak RF (radyo frekansı) alanında uygulanır.
- Sinyal dijital temel bant işlemeye ulaşmadan önce ışının yönünü kontrol eder.
- 3.2 Dijital Hüzmeleme:
- Dijital hüzme şekillendirme, analogdan dijitale dönüşüm sonrasında dijital alanda uygulanır.
- Sinyalin dijital temsiline dayalı olarak hüzme oluşumuna ince ayar yapar.
- 3.1 Analog Hüzme Oluşturma:
4. Ortak İletim ve Alım Hüzme Oluşturma:
- Tanım:
- Birleşik ışın oluşturma, genel iletişim performansını artırmak için iletim ve alım ışınlarını aynı anda optimize eder.
- Türler:
- 4.1 Kapalı Döngü MIMO:
- Kapalı döngü MIMO, alıcının vericiye kanal koşulları hakkında bilgi sağladığı geri bildirim mekanizmalarını içerir.
- Verici, alınan geri bildirime göre hüzme oluşturmayı ayarlar.
- 4.2 Açık Döngü MIMO:
- Açık döngü MIMO, alıcıdan gelen açık geri bildirime dayanmaz.
- Verici, sınırlı geri bildirim kapasitesine sahip senaryolar için uygun olabilecek, geri bildirim olmadan hüzme oluşturma ağırlıklarını belirler.
- 4.1 Kapalı Döngü MIMO:
Çözüm:
MIMO sistemlerinde hüzme oluşturma, kablosuz iletişimin performansını ve verimliliğini önemli ölçüde artırabilen çok yönlü bir tekniktir. Verici ve alıcı hüzme şekillendirme, hibrit hüzme şekillendirme ve ortak iletim ve alım hüzme şekillendirmenin her biri benzersiz avantajlar sunar ve farklı senaryolarda uygulanabilir. Hüzmeleme, sinyallerin yönlülüğünü akıllıca değiştirerek MIMO sistemlerinin çeşitli kablosuz iletişim ortamlarında daha yüksek veri hızlarına, daha iyi kapsama alanına ve gelişmiş güvenilirliğe ulaşmasını sağlar.