Warum schneidet das MIMO-Antennensystem in Mehrwegumgebungen besser ab?

Ich habe über MIMO (Multiple IN Multiple OUT)-Mehrantennensysteme gelesen, die dabei helfen, die Mehrwegeeffekte (wie Fading) abzuschwächen, die sonst in einem SISO-System, dh einem Einzelantennensystem, auftreten.

Aber ich habe behauptet, dass MIMO-Antennensysteme produktiver sind, wenn die mehreren Kanäle, die von mehreren Antennen verwendet werden, stark unkorreliert miteinander sind. Wenn die Kanäle dann korreliert sind, ist die MIMO-Leistung so gut wie eine SISO.

Irgendwelche Erkenntnisse darüber, warum MIMO für eine bessere Leistung einen unkorrelierten Kanal in einer Multipath-Umgebung haben „muss“.

Danke.

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Der springende Punkt bei MIMO ist, dass Sie aufgrund der Mehrwegeausbreitung mehrere unabhängige Kanäle erhalten. In diesem Fall könnte ein Kanal die direkte Sichtlinie sein, und einer könnte von einem benachbarten Gebäude abprallen. Wenn die Kanäle ausreichend unabhängig sind, können unterschiedliche Daten über jeden Kanal gesendet werden. Dies bedeutet, dass Sie einen höheren Durchsatz erzielen können, als wenn Sie nur einen Kanal hätten. Und je mehr Antennen Sie an beiden Enden haben, desto mehr unabhängige Kanäle können abgerufen werden, was einen höheren potenziellen Durchsatz ergibt.

Können wir also sagen, dass MIMO im Vergleich zu SISO in einer Multipath-Umgebung besser abschneidet, aber in einer „idealen“ oder korrelierten Kanalumgebung ähnlich (wenn nicht schlechter) abschneidet?
Ja ich glaube schon. Ich denke, es hängt von Ihrer Definition von Ideal ab. Wenn es jedoch nur einen Pfad gibt, kann MIMO keine bessere Leistung als SISO erbringen.

Es gibt eine sehr einfache intuitive Erklärung. Bei einem Fading-Signal treten Kommunikationsfehler in den Signalfades auf. Wenn das Signal zwei oder mehr unabhängige Pfade nehmen kann, hat jeder Pfad Überblendungen, die an anderen Stellen auftreten – entweder in der Frequenz oder in der Zeit oder beidem – als der andere Pfad. Ein MIMO-Empfänger kann jederzeit den stärkeren Signalpfad (oder Frequenz) nutzen und wird daher eine niedrigere Gesamtfehlerrate erfahren.

Das ist Vielfalt, nicht MIMO.
Die beiden Konzepte sind miteinander verbunden, nicht exklusiv.
MIMO ist eine Erweiterung der Vielfalt. Diversity ist eigentlich eher wie SIMO (ein Sender, mehrere Empfänger), bei dem der Empfänger das beste Signal auswählt, um Fading zu mildern. MIMO kann jedoch tatsächlich unterschiedliche Signale über unabhängige Mehrwegkanäle übertragen und erhält nicht nur eine verbesserte Reaktion im Fall von Fading, sondern auch eine deutlich höhere Datenrate bei gleicher HF-Bandbreite.