Кто знаком с алгоритмом MIMO, подскажите,происходит ли в базовой станции какой либо диаграммообразующий процесс путём переключения входных ВЧ цепей,или же сложение сигналов происходит уже на промежуточных частотах после приёма сигналов всеми приёмниками и дальнейшей обработки?
Во множественных описаниях этой технологии говорится об увеличении усилении и сканировании луча. Но у меня возникли сомнения,что это происходит в самом СВЧ тракте. Уж больно дорогое удовольствие получается,близкое к РЛС.

Добрый день,Радиал.Поскольку я занимаюсь разработкой СВЧ антенн,пытаюсь отслеживать эту тему.Тоже читал о проектах СМАРТ-антенн даже для обычного сотового телефона.На практике кроме антенны обеспечивающей два канала за счёт ортогональных поляризаций ничего не встречал.И ещё есть ТД 802.11n имеющие две приёмные антенны и одну передающую.

На ВЧ нет никаких сложений и переключений, несколько параллельных каналов приёма-передачи, вся обработка в цифре на нулевой частоте.

В ДЕКТах точно коммутация по ВЧ, в вайфайниках визуально невидно пин-диодов, может и раздельная обработка, только все антенны точно приёмо-передающие.

Радиал

Суть метода заключается в увеличении кратности разнесения.
В случае MIMO мы имеем двукратное разнесение по пространству и двукратное разнесение по иному критерию - например, по частоте.
Т.е. в MIMO-девайсе каждая антенна, условно говоря, прицеплена к одному передатчику и двум приемникам.
Никакого управления ДН не присутствует ( по крайней мере пока).

Радиал
Знаю, что Япония имеет большую практику по улучшению качества передачи данных в OFDM. Существует проблема с приёмом на 1 антенну в движении наземного цифрового ТВ (стандарт ISDB-T). Поэтому на приёмной стороне используются адаптивные массивы из 2-4-8 антенн (например, размещенные на крыше автобуса). Обработка двух типов: как "до FFT" так и "после FFT" и их комбинации:
Adaptive Array Antenna, http://www.hindawi.com/journals/ijdmb/2009/303627.html .

происходит ли в базовой станции какой либо диаграммообразующий процесс путём переключения входных ВЧ цепей,
Нет. Чтобы БС следила за абонентами при помощи отдельных "лучей" - это только перспектива... Заменить и перенастроить БС тоже не просто. Разработки ведутся: Beamforming, http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_antenna.

NDR
разнесение по иному критерию - например, по частоте
Carrier Diversity имеет ряд преимуществ.

Питер_AM

Carrier Diversity имеет ряд преимуществ.

[/i]Обработка двух типов: как "до FFT" так и "после FFT" и их комбинации:[/i] - это называлось додетекторная и последетекторная обработка.

Это давно известно и даже применялось на практике. Были серийные образцы отечественной техники, которые использовали разнесение 4х4 - четыре несущих и четыре приемника.

MIMO технология заточена под широкополосный сигнал ( типа WiMax и LTE), и обеспечение работы на разных частотах определенно повлечет за собой удвоение используемого частотного ресурса. Поэтому типически предполагается использовать кодовое разнесение каналов.

В принципе, на нерусском языке о предмете обсуждения можно почитать здесь:

http://www2.rohde-schwarz.com/en/technologies/cellular_standards/mimo/information/

Sergey4565
Подтверждаю, в современных стандартах и на приём и на передачу с несколькими антеннами
"все антенны точно приёмо-передающие".

NDR
Тут нашёл, что типы разнесения бывает 6 видов пространственное, частотное, временное, поляризацией, угловое, канальное(кодовое).

Первое о чем пишет Ваша ссылка mimo/information/ , это и есть методы Diversity без использования нескольких антенн, т.е. эти методы уже хорошо разработаны, удобны и недороги, но не обеспечивают максимальной пропускной способности, особенно на границе зоны обслуживания.

Эффективность двух последних методов очень высокая (массив антенн MIMO - увеличение пропускной способности вдвое, Beamforming - улучшение отношения Сигнал/Шум при приёме сигнала на 12 - 15 - 24 дБ). Но оба способа ИМХО сложны и пока что затратны.

Как компромисс, предлагают переключение нескольких антенн с фиксированным диаграммами направленности.
http://www.ascor-spb.ru/pdf/smart_antenna.pdf

Ребята,спасибо за информацию. Достаточно много). Проанализирую и отвечу позже. Но пока просто скажу,что именно картинки к Beamforming меня и озадачили. там нарисованы узкие диаграммы антенн,которые как бы увеличивают радиус покрытия. Может это просто образное представление автора для восприятия ... Но я лично это воспринял в буквальном смысле-взяли все антенны и сфазировали на один вход так,чтобы повысить усиление и подать на вход приёмника. Чуть позже скину эту картинку..А пока сижу в лесу с дрянным интернетом..без MIMO ,разумеется).

Beamforming - улучшение отношения Сигнал/Шум при приёме сигнала на 12 - 15 - 24 дБ).
Некисло так, но похоже это есть объединение антенн в ФАР или её подобие.

у того MIMO что я видел было 2 (или 3) антенны и между этими антенами требовалась развязка чем выше тем лучше.
по простому развязка достигалась изменением поляризации - в случае 2Х2 была кроссполяризованная антенна, в случае 3Х3 средняя антенна стояла прямо а 2 боковые - под 45 градусов от нее.

к сожалению решить проблему с всенаправленным MIMO 2Х2 пока похоже толком ни у кого не удалось, не говоря о 3Х3.

но в целом технология перспективная и при правильных антенна работает очень хорошо.

Радиал
та антенна которую мы в тот раз придумали и сделали не заработала, ну как раз по той причине что нужна развязка и кроссполяризация. но эксперимент на то и эксперимент.

haba
Я уже смутно помню,но кажется там были две одинаковые антенны с физическим разносом. Собственно,нужно тогда понять-для чего нужна эта развязка? Передатчик работает в одном тайм-слоте с приёмником и мешает ему?но в целом технология перспективная и при правильных антенна работает очень хорошо.Так вот пока со стороны абонента не будет точно такой же антенны,на мой взгляд,перспектива этой технологии весьма недалёкая. Что то сродни пропускной способности Новорижскому шоссе с 6-ю полосами ,уперающимися в ремонт моста.

haba

к сожалению решить проблему с всенаправленным MIMO 2Х2 пока похоже толком ни у кого не удалось, не говоря о 3Х3.

Ерунда какая-то, всё это прекрасно работает. Для MIMO как раз таки требуются ненаправленные антенны разнесённые от половины длины волны до нескольких длин волн, направленные антенны всю идею MIMO убивают. И разумеется нужна среда распространения богатая неоднородностями, иначе от MIMO никакого толку нету, за исключением частного случая с двумя кроссполяризованными антеннами.

увы под мои задачи (когда на одном из концов оборудование с интегрированной кроссполяризованной направленной антенной) данный вариант не совсем подходит ибо таких вот направленных кроссполяризованных абонентов несколько штук и находятся они в случайных местах, а зачастую и двигаются. а на базе никто головой крутить за каждым абонентом не хочет :)

опять таки если взять абонентское устройство без интегрированных антенн то при подключении к нему просто разнесенных антенн получается плохой SNR, как только одну относительно другой повернешь на 90 градусов все становится лучше но становится непонятной диаграмма направлености...

haba

Тут видимо от MIMO ожидается немного не то что оно из себя представляет. Две кроссполяризованные антенны это по большому счёту не MIMO, взять случай с идеальными антеннами и средой без отражений и поворотов вектора поляризации, никакой специальной обработки не требуется, получаем два независимых канала передачи в одной и той же полосе. MIMO работает в сильно многолучёвых каналах без прямой видимости, когда сигналы с разнесённых антенн отражаются от разных неоднородностей и приходят на приёмные антенны под разными углами, тогда их можно разделить разворачивая на мешающие лучи нули диаграммы направленности системы разнесённых антенн. Если взять направленные антенны то они будут принимать одно и то же отсекая отражённые лучи и никакого увеличения пропускной способности не получится.

Если взять направленные антенны то они будут принимать одно и то же отсекая отражённые лучи и никакого увеличения пропускной способности не получится.
Такое может происходить только в идеальном случае-располагая каждую антенну в одну и туже точку. Но такое невозможно,антенны всё равно будут разнесены,будь то по горизонтали или по вертикали. А следовательно и фазовый сдиг тоже всегда будет обеспечен. Разве нам не это требуется?
Если речь идёт о приёме отражённых лучей узконаправленными антеннами,то пока таких антенн я не встречал. Так что вероятней всего действительноНа ВЧ нет никаких сложений и переключений, несколько параллельных каналов приёма-передачи, вся обработка в цифре на нулевой частоте.

Радиал

Требуется не фазовый сдвиг. Представьте две изотропные антенны разнесённые на половину длины волны, диаграмма направленности такой системы - восьмёрка, два луча приходят под разными углами, меняя фазовый множитель сигнала одной из антенн вы можете поворачивать восьмёрку настраивая ноль диаграммы на один из сигналов, таким образом вы можете разделить два луча, синхронизироваться по каждому из них и сложить когерентно, улучшив тем самым сигнал/шум. Если же вместо изотропных антенн у вас остронаправленные, то второй луч просто не попадает в основной лепесток обоих антенн.

Вообще необходимый разнос и диаграмма направленности связаны преобразованием Фурье, чем уже диаграмма направленности тем больше разнос необходим, для диаграммы направленности стремящейся к дельта функции разнос стремится к бесконечности.

настраивая ноль диаграммы на один из сигналов, таким образом вы можете разделить два луча,
Под нулём диаграммы имеется ввиду её минимум? Тогда у нас останется только второй луч...а первый будет подавлен.
синхронизироваться по каждому из них и сложить когерентно,
Это уже что-то из лазерных технологий.. На каких частотах происходит эта синхронизация и сложение?

Радиал

Под нулём диаграммы имеется ввиду её минимум? Тогда у нас останется только второй луч...а первый будет подавлен.

Имеется ввиду именно ноль, умножая сигналы с антенн на определённые комплексные множители вы всегда можете получить ноль в каком-то направлении диаграммы направленности. Точно так же вы получаете и первый поворачивая ноль диаграммы на второй, вы работаете с оцифрованными сигналами с антенн, можете виртуально сколько угодно поворотов обсчитать.

Это уже что-то из лазерных технологий.. На каких частотах происходит эта синхронизация и сложение?

:)))))))))))
Это всё на нулевой частоте в комплексном виде в цифре осуществляется, по определённому критерию настраиваются комплексные множители адаптивного фильтра складывающего сигналы с антенн.

по определённому критерию настраиваются комплексные множители адаптивного фильтра
чувствую себя идиотом..) Зря я вообще поднял эту тему)..Учиться,учится и учиться! Как завещал Владимир Ильич...

Добрый день , Радиал.Я тоже удивляюсь, как petr0v из мухи слона раздувает.Сказал бы по простому, что технология МИМО имеет преимущества перед обычным линком,только в условиях непрямой видимости.Поскольку позволяет формированием диаграмм нескольких групп антенн, улавливать переотражённые сигналы с разных направлений и синфазно их складывать.

uve
МИМО имеет преимущества перед обычным линком,только в условиях непрямой видимости
а в условиях одной комнаты разве нет увеличения пропускной способности?

В условиях прямой видимости(без интерференционных замираний) она становится эквивалентной линку с несколькими цифровыми потоками.Т.е. вы можете заменить МИМО на несколько параллельных линков,обеспечив их развязку(взаимовлияния)..Такая схема сейчас(наверное в рекламных целях) тоже называется МИМО,а реально это два цифровых синхронизированных радиолинка с ортогональной поляризацией.

Грубо говоря так-6 машин равномерно едут по 6 полосам.Это квази-MIMO. Или 6 машин шныряют по разным полосам,лавируя между собой,но в результате скорость почти та-же(капельку ниже). Я правильно понимаю?

Похоже,с одной оговоркой: шнырять есть смысл тогда ,когда нет возможности ехать равномерно и прямо.

В таком случае получается,что MIMO-это многоканальная радиорелейка, где у всех частотных стволов есть возможность передавать данные не только в прямой видимости,но и при появлении препятствий,используя отражения от последних и собирая эти отражённые сигналы антенной системой так,чтобы в итоге сигнал усиливался. Так?

Да, похоже.Только цена системы из нескольких АФАР(или СМАРТ) будет не всем по карману.Если только нано технологии не сделают цену СВЧ фазовращателей копеечной.

uve

Не нужны там никакие СВЧ фазовращатели.

А ноль диаграммы направленности Вы будете создавать комплексно соряжённым множителем некой гипотетической субстанции?Или, если не трудно, объясните попроще.Для нас это тема новая.

В аналоге вы представляете фазовращатель, в чём сложность представить ту же самую математическую операцию в цифре после переноса сигналов с антенн на нулевую частоту и дискретизации АЦП?