MIMO multiusuari

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Sistema MIMO multiusuari: funda MIMO BroadCast.

El MIMO multiusuari (amb acrònim anglès MU-MIMO) és un conjunt de tecnologies d'entrada i sortida múltiple (MIMO) per a la comunicació sense fils de múltiples camins, en què diversos usuaris o terminals, cadascun d'ells a través d'una o més antenes, es comuniquen entre ells. En canvi, el MIMO d'un sol usuari (SU-MIMO) implica un únic usuari o terminal equipat amb múltiples antenes que es comunica precisament amb un altre node equipat de manera similar. De manera anàloga a com OFDMA afegeix la capacitat d'accés múltiple a OFDM en l'àmbit de les comunicacions cel·lulars, MU-MIMO afegeix la capacitat de múltiples usuaris a MIMO en l'àmbit sense fil.

SDMA,[1][2][3] MIMO massiu,[4][5] multipunt coordinat (CoMP),[6] i MIMO ad hoc estan tots relacionats amb MU-MIMO; cadascuna d'aquestes tecnologies sovint aprofita els graus de llibertat espacial per separar els usuaris.

MU-MIMO aprofita múltiples usuaris com a recursos de transmissió distribuïts espacialment, a costa d'un processament de senyal una mica més car. En comparació, el MIMO convencional d'un sol usuari (SU-MIMO) només inclou dimensions d'antena múltiple de dispositiu local. Els algorismes MU-MIMO milloren els sistemes MIMO on les connexions entre usuaris compten més d'una. MU-MIMO es pot generalitzar en dues categories: canals de difusió MIMO (MIMO BC) i canals d'accés múltiple MIMO (MIMO MAC) per a situacions d'enllaç descendent i ascendent, respectivament. De nou en comparació, SU-MIMO es pot representar com un MIMO punt a punt, per parells.

Per eliminar l'ambigüitat de les paraules receptor i transmissor, podem adoptar els termes punt d'accés (AP) o estació base i usuari. Un AP és el transmissor i un usuari el receptor per a connexions d'enllaç descendent, i viceversa per a connexions d'enllaç ascendent. Les xarxes homogènies s'alliberen d'aquesta distinció ja que solen ser bidireccionals.

MIMO BC representa un cas d'enllaç descendent MIMO on un sol remitent transmet a diversos receptors dins de la xarxa sense fil. Exemples de processament de transmissió avançat per a MIMO BC són la precodificació conscient d'interferències i la programació d'usuaris d'enllaç descendent basat en SDMA. Per al processament de transmissió avançada, qfz s'ha de conèixer al transmissor (CSIT). És a dir, el coneixement de CSIT permet millorar el rendiment i els mètodes per obtenir CSIT adquireixen una importància important. Els sistemes MIMO BC tenen un avantatge excepcional sobre els sistemes SU-MIMO punt a punt, especialment quan el nombre d'antenes al transmissor, o AP, és més gran que el nombre d'antenes a cada receptor (usuari). Les categories de tècniques de precodificació que pot utilitzar MIMO BC inclouen, una, les que utilitzen tècniques de codificació de paper brut (DPC) i lineals [7] i dues, tècniques híbrides (analògics i digitals).[8]


Referències[modifica]

  1. N. Jindal, MIMO Broadcast Channels with Finite Rate Feedback, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 52, no. 11, pp. 5045–5059, 2006.
  2. D. Gesbert, M. Kountouris, R.W. Heath Jr., C.-B. Chae, and T. Sälzer, Shifting the MIMO Paradigm, IEEE Signal Processing Magazine, vol. 24, no. 5, pp. 36-46, 2007.
  3. R. Tweg, R. Alpert, H. Leizerovich, A. Steiner, E. Levitan, E. Offir-Arad, A.B. Guy, B. Zickel, A. Aviram, A. Frieman, M. Wax, ASIC Implementation of Beamforming and SDMA for WiFi Metropolitan-Area Deployment, Global Telecommunications Conference, 2006. GLOBECOM '06. IEEE.
  4. T. L. Marzetta, Noncooperative Cellular Wireless with Unlimited Numbers of Base Station Antennas IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 9, no. 11, pp. 56-61, 3590-3600, Nov. 2010.
  5. J. Hoydis, S. ten Brink, M. Debbah, Massive MIMO in the UL/DL of Cellular Networks: How Many Antennas Do We Need? IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 31, no. 2, pp. 160-171, Feb. 2013.
  6. E. Björnson and E. Jorswieck, Optimal Resource Allocation in Coordinated Multi-Cell Systems, Foundations and Trends in Communications and Information Theory, vol. 9, no. 2-3, pp. 113-381, 2013.
  7. Q. Spencer; M. Haardt; A. L. Swindlehurst IEEE Trans. Signal Process., 52, 2, febrer 2004, pàg. 461. Bibcode: 2004ITSP...52..461S. DOI: 10.1109/TSP.2003.821107.
  8. Vizziello, A., Savazzi, P., & Chowdhury, K. R. (2018). A Kalman Based Hybrid Precoding for Multi-User Millimeter Wave MIMO Systems. IEEE Access, 6, 55712-55722.