Использование методов множественного ввода и множественного вывода (MIMO) для передачи и приема множества сигналов данных одновременно по одному и тому же радиоканалу путем использования многолучевого распространения, которые обеспечивают потенциальное увеличение пропускной способности при использовании множества антенн как на передающем, так и на приемном концах системы связи. Для реализации этих преимуществ в новых и ранее существовавших системах были приняты новые методы, учитывающие дополнительные пространственные аспекты.
Технология MIMO была внедрена в нескольких беспроводных системах, включая Wi-Fi, WiMAX, LTE и LTE-Advanced.
Продукт Communications Toolbox™ предлагает компоненты для моделирования:
OSTBC (метод ортогонального пространственно-временного блочного кодирования)
Каналы замирания MIMO
Сферическое декодирование
и демонстрационные материалы, иллюстрирующие использование этих компонентов в приложениях.
Справочные материалы по теме систем MIMO см. в разделе Избранная библиография для систем MIMO.
Модель ортогонального пространственно-временного блочного кодирования (OSTBC), которая представляет собой метод MIMO, предлагающий полное усиление пространственного разнесения с чрезвычайно простым декодированием максимального правдоподобия с одним символом, как описано в [4], [6] и [8].
В Simulink ® блоки OSTBC Encoder и OSTBC Combiner, находящиеся в библиотеке блоков MIMO, реализуют метод кодирования блоков времени ортогонального пространства. Эти два блока предлагают множество специфических кодов (с различными скоростями) для до 4 систем передающих и 8 приемных антенн. Блок кодера используется в передатчике для отображения символов на множество антенн, в то время как блок сумматора используется в приемнике для извлечения мягкой информации на символ с использованием принятого сигнала и информации о состоянии канала. Для доступа к библиотеке MIMO дважды щелкните значок в основной библиотеке блоков Communications Toolbox. Кроме того, можно ввестиcommmimo в командной строке MATLAB.
Технология OSTBC является привлекательной схемой, поскольку она может достигать полного (максимального) порядка пространственного разнесения и иметь декодирование с максимальным правдоподобием (ML). Дополнительные сведения об алгоритмических деталях и реализованных конкретных кодах см. в разделах OSTBC Combiner Algorithms на странице справки блока OSTBC Combiner и OSTBC Coding Algoriths на странице справки блока OSTBC Encoder. Аналогичные функции доступны в MATLAB ® с помощью comm.OSTBCCombiner и comm.OSTBCEncoder Системные объекты.
Моделирование канала замирания MIMO с помощью comm.MIMOChannel Системный object™ в MATLAB или блок MIMO Fading Channel в Simulink. С их помощью моделируются характеристики канала замирания линий связи MIMO с релеевским и рисийским замиранием, а для пространственной корреляции между линиями связи используется модель Кронекера, как описано в [1].
Моделирование сферического декодера с помощью comm.SphereDecoder Системный объект в MATLAB или блок декодера сферы в Simulink. Их можно использовать для поиска решения по максимальному правдоподобию для набора принятых символов по каналу MIMO с любым числом передающих антенн и приемных антенн.
[1] C. Oestges and B. Clerckx, MIMO Wireless Communications: от распространения в реальном мире до разработки кода в пространстве-времени, Academic Press, 2007.
[2] Джордж Цулос, ред., «Системная технология MIMO для беспроводной связи», CRC Press, Boca Raton, FL, 2006.
[3] Л. М. Коррейра, ред., Мобильные широкополосные мультимедийные сети: методики, модели и инструменты для 4G, Академическая пресса, 2006.
[4] М. Янкираман, «Пространственно-временные коды и системы MIMO», Artech House, Бостон, 2004.
[5] Г. Дж. Фоскини, М. Дж. Ганс, «О пределах беспроводной связи в затухающей среде при использовании нескольких антенн», IEEE Wireless Personal Communications, Vol. 6, Mar. 1998, pp. 311-335.
[6] С. М. Аламути, «Простой метод разнесения передачи для беспроводной связи», IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, no. 8, pp. 1451-1458, Oct. 1998.
[7] В. Тарох, Н. Шешадри и А. Р. Калдербанк, «Пространственно-временные коды для высокоскоростной беспроводной связи: анализ производительности и построение кода», IEEE Transactions on Information Theory, vol. 44, no. 2, pp. 744-765, Mar. 1998.
[8] В. Тарох, Х. Джафархани и А. Р. Калдербанк, «Пространственно-временные блочные коды из ортогональных конструкций», IEEE Transactions on Information Theory, vol. 45, no. 5, pp. 1456-1467, Jul. 1999.
[9] Проект партнерства 3-го поколения, техническая спецификация группы радиодоступа, усовершенствованный универсальный наземный радиодоступа (E-UTRA), радиопередача и прием базовой станции (BS), версия 10, 3GPP TS 36.104, v10.0.0, 2010-09.
[10] Проект партнерства 3-го поколения, техническая спецификация группы радиодоступа, усовершенствованный универсальный наземный радиодоступа (E-UTRA), радиопередача и прием пользовательского оборудования (UE), версия 10, 3GPP TS 36.101, v10.0.0, 2010-10.