Qu’elle s’appelle « My-Moh » ou « Me-Moh », la technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) fait partie intégrante des normes de communication sans fil actuelles. En déployant plusieurs antennes à la source et à la destination pour transmettre et recevoir des données, MIMO manipule la propagation par trajets multiples pour augmenter la capacité de la liaison radio. Plusieurs flux de données arrivent au récepteur de destination sous différents angles et à des moments légèrement différents, ce qui facilite une utilisation efficace du spectre des radiofréquences (RF). La combinaison d’antennes optimise les vitesses de données tout en réduisant les erreurs ; plusieurs antennes équivalent souvent à des vitesses plus élevées. Alors que la propagation par trajets multiples a toujours été une source d’interférence de signal, d’évanouissement et de déphasage dans les communications sans fil traditionnelles, MIMO utilise ce phénomène pour « créer une fréquence 3D complexe (comme suit) se propager. L’auteur et analyste du secteur, Craig Mathias, a qualifié MIMO de « technologie sans fil la plus importante aujourd’hui ».
Bien que les origines du MIMO remontent à la recherche au milieu des années 1970, l’avènement des réseaux de téléphonie cellulaire a nécessité une utilisation (et une réutilisation) plus efficace des fréquences. En 1996, Greg Raleigh, considéré comme l’inventeur du MIMO, a découvert que des flux de données indépendants utilisant des antennes co-localisées et un traitement de signal polyvariable pouvaient être transmis efficacement en manipulant la propagation naturelle par trajets multiples. Avec MIMO, la propagation par trajets multiples n’est plus un obstacle, la technologie doit fonctionner correctement.
Table des matières
ArticlesA lire
Technologie MIMO (Multiple Input Multiple Output)
Le « spectre » de l’application
MIMO s’est avéré partie intégrante de l’évolution des communications sans fil (par exemple, WLAN, Wi-Fi, cellulaire) et s’étend désormais aux protocoles Power Line Communication (PLC). La technologie a été normalisée pour les réseaux IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, HSPA+ (3G) et WiMAX (4G).
La transmission tridimensionnelle mentionnée ci-dessus comprend la fréquence (canal radio), le temps (bits par Hertz) et l’espace (propagation par trajets multiples). Le MIMO a été comparé à l’infographie 3D, qui fournit sans aucun doute plus d’entrées, de communication et de contenu de données que le 2D. La flexibilité de la technologie permet des variantes telles que les modes entrée multiple sortie unique (SIMO) et entrée multiple sortie unique (MISO), mais la plus grande efficacité réside dans le modèle MIMO. BTW : Lorsqu’il s’agit de réseaux MIMO, on peut remarquer trois nombres, comme 3x3x2. Le premier nombre est le nombre d’antennes d’émission, le second est le nombre d’antennes de réception et le troisième est le nombre de flux de données.
Les chercheurs salivent devant MIMO car c’est le moyen le plus efficace d’optimiser les performances sans fil. Plutôt que d’utiliser des techniques telles que la liaison de canaux pour ajouter plus de bande passante, MIMO reçoit et traite des signaux séparés sur trois (par exemple) « piles », la couche supérieure de la communication réseau. Cette technique améliore considérablement la capacité du récepteur à traiter les données RF. Voir ci-dessous. Notez que le « signal traité MIMO » est un mélange des trois signaux d’antenne.
Crédit image : Claudette sur Wikimédia
Mix and Match : Les 3 éléments du MIMO
MIMO transmet des données en utilisant une ou plusieurs des techniques de traitement suivantes :
précodage Utiliser les informations côté canal (CSIT) au niveau de l’émetteur. Le précodage est essentiellement une formation de faisceaux pour les transmissions radio multicouches. Selon Wikipedia, la formation de faisceaux, également connue sous le nom de filtrage spatial, « est une technique de traitement du signal utilisée dans les réseaux de capteurs pour la transmission ou la réception de signaux directionnels ».
Multiplexage spatial (SM ou SMX) utilise plusieurs antennes sources pour envoyer des transmissions de données individuelles codées individuellement, multiplexant ou réutilisant ainsi à plusieurs reprises la dimension de propagation par trajets multiples.
Système de codage de la diversité Une méthode tolérante aux pannes de transmission de données lorsque la connaissance du canal n’est pas disponible lorsque la source de transmission n’est pas disponible. Contrairement au précodage ou au SMX, le codage spatio-temporel est utilisé pour transmettre un seul flux de données. Cette méthode exploite l’évanouissement commun dans les liaisons de réseau d’antennes pour améliorer la variation du signal et peut être utilisée en conjonction avec SMX si l’émetteur source fournit une certaine connaissance du canal.
Cette courte vidéo de Spirent Communications explique le fonctionnement de MIMO :
https://www.youtube.com/watch?v=VLAgYUQCgD8
Applications et options MIMO
Comme on pouvait s’y attendre, les smartphones sont une application évidente de la technologie MIMO. Étant donné que le précodage, le SMX et le codage en diversité sont des techniques de transmission complexes, les smartphones (et autres appareils cibles portables sans fil tels que les tablettes) utilisent les normes 4G LTE et HSPA+ pour recevoir et traiter efficacement les flux de données. D’autre part, le WiFi (par exemple, IEEE 802.x) utilise le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) ou la modulation d’accès multiple en fréquence orthogonale (OFDMA) pour la transmission et le traitement des données. La norme IEEE 802.16e (sans fil à large bande) intègre MIMO-OFDMA ; IEEE 802.11n (réseau local sans fil) intègre MIMO-OFDM.
Les normes de radiotéléphonie mobile telles que le projet de partenariat de 3e génération (3GPP) et le projet de partenariat de 3e génération 2 (3GPP2) incluent également MIMO. De même, la norme MIMO démontre sa flexibilité inhérente, tournée vers l’avenir et vers l’arrière, et peut être appliquée à deux technologies concurrentes qui diffèrent considérablement l’une de l’autre, telles que le système mondial de communications mobiles (GSM) et le multiplexage par répartition en code (CDMA).
Un autre exemple de la flexibilité et de l’utilité des applications MIMO se trouve dans la norme de réseau domestique ITU-T G.9963, qui spécifie un système de communication par courant porteur en ligne qui utilise la phase CA, le neutre et la terre pour transmettre plusieurs flux de données.
En plus des applications de communication WLAN, mobiles et cellulaires, MIMO est sur le point d’être déployé dans les réseaux métropolitains (MAN) et la télévision numérique. C’est vraiment une technologie polyvalente, et elle est à la hauteur de son battage médiatique.
fin
Pour expliquer « MIMO en langage clair », considérez ce qui suit de Rushabh Vakharia, chercheur technique en chef chez Samsung :
Si vous avez 2 tuyaux reliés à l’alimentation en eau, vous obtiendrez plus d’eau. Ajoutez plus de tuyaux et obtenez plus d’eau. Identique à MIMO ; ajoutez plus d’antennes et obtenez des vitesses de données (plus élevées). Mais chaque antenne et tuyau a un coût et rend l’arrangement plus compliqué, c’est donc un (ajustement) entre le coût et le besoin. En termes simples, c’est MIMO.
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