Es gibt verschiedene Arten von MIMO. Dies sind Vorcodierung, räumliches Multiplexing und Diversity-Codierung.

Vorcodierung

Die Idee hinter MIMO ist, dass bei den verwendeten Frequenzen die Wellenlänge klein genug ist Ein Abstand von 30 cm reicht aus, um das Signal in verschiedenen Phasen zu empfangen. Wie Brain sagte, beträgt die Wellenlänge für 2,4 GHz etwa 12,5 cm. Dies bedeutet, dass unabhängig davon, wie weit Sie von den beiden Antennen entfernt sind, die Verzögerung (oder Phasenverzögerung) zwischen den beiden Antennen immer für einen bestimmten Winkel festgelegt wird.

Sie können diese Phase nutzen Unterschied, um Strahllenkung zu schaffen. Die mathematische und tatsächliche Implementierung ist komplex, aber die allgemeine Idee ist tatsächlich relativ einfach. Wenn die beiden Signale in Phase sind, wissen Sie, dass die Quelle dieses Signals von jeder Antenne gleich weit entfernt ist, was bedeutet, dass sich Ihre Quelle irgendwo entlang der Symmetrielinie befinden muss.

Wenn sich die Quelle zu bewegen beginnt, gelangt das Signal zuerst zu der einen oder anderen Antenne, und der Winkel vom Empfänger kann anhand der Verzögerung zwischen beiden bestimmt werden. Auf diese Weise können Sie "Sektoren" oder Strahlen basierend auf der Verzögerung des eingehenden Signals einrichten.

Technisch gesehen ist die von mir gezeigte Zeichnung nur MISO (Multi in Single Out), aber die Logik Dies gilt, wenn Sie eine weitere Antenne hinzufügen, um ein vollständiges MIMO zu erstellen. Auf der Sendeseite können Sie dasselbe tun, worüber ich beim Empfangen gesprochen habe, aber stattdessen wird eine Verzögerung auf die eine oder andere Antenne angewendet, um einen Strahl in einer bestimmten Richtung aus dem Sender heraus zu erzeugen.

Die Genauigkeit des Winkels in und aus jedem Antennenpaar wird sowohl durch den Abstand der Antenne als auch durch die Genauigkeit der Elektronik bestimmt, um eine bestimmte Phasenverschiebung zu erzeugen und zu erfassen

Außerdem werden die Dinge komplexer, wenn Sie die Tatsache berücksichtigen, dass an einigen Stellen das Signal möglicherweise gleichzeitig zu den Antennen gelangt, aber tatsächlich 1 vollen Zyklus voneinander entfernt ist. Außerdem muss ein Steuerungssystem eingerichtet sein, um zu wissen, in welche Richtung Sie Ihren Strahl richten sollten, insbesondere wenn Sie ein sich bewegendes Gerät haben.

Um jedoch direkt zu Ihrer Frage zu gelangen, spielt es keine Rolle, ob Ihre Quelle hat 2 Antennen oder nicht, sie wird auf der Empfangsseite gleich behandelt. Was zählt, ist der Winkel, in dem sich die Quelle vom Ziel befindet. Sie haben im Wesentlichen eine Quelle, die ihren Strahl in die allgemeine Richtung des Empfängers richtet, und dann steuert der Empfänger seinen Strahl in die allgemeine Richtung des Senders.

Der große Vorteil der Verwendung von MIMO besteht darin, dass Sie es sind Sie verursachen nicht viel zusätzliches Rauschen für benachbarte Geräte, sodass Sie mehr Geräte auf kleinem Raum einsetzen können. Da das Signal mehr gerichtet ist, gibt es auch weniger Abpraller, was zu weniger Problemen mit dem Mehrweg führt.

Bei 2,4 GHz beträgt die Wellenlänge etwa 12,5 cm. Die Empfangsantennen befinden sich also in verschiedenen Phasen des Quellensignals.

Betrachten Sie ein MIMO-System mit zwei Antennen im Sender und zwei im Empfänger und lassen Sie die Kanalkoeffizienten h11, h12, h21, h22 sein. Angenommen, der Sender sendet gleichzeitig x_1 und x_2 von seinen Antennen 1 und 2. Der Empfänger empfängt zwei Signale in den Antennen y_1 = h11 * x_1 + h21 * x_2 und y_2 = h12 * x_1 + h_22 * x_2 unter der Annahme, dass das System rauschfrei ist. Unter der Annahme, dass die Kanalkoeffizienten am Empfänger unter Verwendung vorheriger Pilotsignale erhalten wurden, können wir x_1 und x_2 extrahieren, die vom Sender gesendet werden, wenn diese beiden Gleichungen unabhängig sind. Dies wäre möglich, wenn die Kanalkoeffizienten nicht korreliert sind. Die Antennen müssen dazu beabstandet sein. Dann soll das MIMO-System räumliches Multiplexing erreicht haben. Ein wahrscheinlicher Abstand könnte mindestens 10 · Lambda, die Wellenlänge, betragen

Das räumliche Multiplexen von MIMO hängt mathematisch von zwei Faktoren ab: 1 - Der Rang der Kanalmatrix und 2 - Seine Bedingungsnummer Physikalisch bedeutet dies nun auch zwei Faktoren: Die Auflösung des Antennenarrays sowohl auf RX als auch auf Tx und die Winkelausbreitung oder Winkeldifferenz zwischen verschiedenen Mehrwege.Solange die in Kosinus ausgedrückte Winkeldifferenz größer ist als die Auflösung des Arrays, die umgekehrt proportional zur auf die Frequenz normierten Arraylänge ist, können von verschiedenen Mehrwege übertragene Ströme nahezu orthogonal aufgelöst und getrennt werden.In einer Umgebung mit starker Streuung (Weitwinkelverteilung) reicht eine halbe Wellenlängen-Antennentrennung aus, um zwischen verschiedenen Signaturen zu unterscheiden.

Sie gehen davon aus, dass TX ähnliche Signale von seinen Antennen sendet, sodass sie in 30 Metern gleich sind. Dies ist nicht wahr. TX sendet nicht jedes Mal 2 ähnliche Signale von seinen Antennen. Also empfängt RX auch keine ähnlichen Signale. Dies ist die Beziehung zwischen den Signalen, die MIMO ausnutzt.