Hispanopedia WikiLa tecnología MIMO multiusuario ( MU-MIMO ) es una familia de técnicas de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) en la que un sistema de comunicación inalámbrica se comunica con varios usuarios simultáneamente utilizando la dimensión espacial del canal de radio . En un sistema MU-MIMO típico, una estación base , un punto de acceso u otro dispositivo multiantena transmite o recibe datos de varios dispositivos de usuario a través de los mismos recursos de tiempo y frecuencia .
MU-MIMO extiende MIMO de usuario único (SU-MIMO), donde un transmisor multiantena se comunica con un receptor multiantena. Está estrechamente relacionado con el acceso múltiple por división espacial (SDMA), ya que los usuarios se separan por las características de su canal espacial en lugar de solo por el tiempo , la frecuencia o los recursos de código . [ 1 ] [ 2 ]
MU-MIMO se utiliza en redes celulares y sistemas LAN inalámbricos , y está relacionado con técnicas como MIMO masivo, transmisión y recepción multipunto coordinada (CoMP) y MIMO cooperativo . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Descripción general
En SU-MIMO, las antenas utilizadas para la multiplexación espacial suelen pertenecer a un transmisor y un receptor. En MU-MIMO, los flujos espaciales pueden asignarse a diferentes usuarios. Esto puede aumentar el rendimiento del sistema cuando los usuarios tienen condiciones de canal suficientemente distintas .
Los sistemas MU-MIMO se suelen describir utilizando dos modelos de canal:
- Canal de difusión MIMO (MIMO BC), utilizado para la comunicación de enlace descendente desde un transmisor, como una estación base o un punto de acceso, a múltiples usuarios.
- El canal de acceso múltiple MIMO (MIMO MAC) se utiliza para la comunicación de enlace ascendente desde múltiples usuarios a un único receptor, como una estación base o un punto de acceso.
El rendimiento de MU-MIMO depende del número de antenas , la precisión de la información del estado del canal , la programación , la gestión de interferencias y las técnicas de procesamiento de señales utilizadas en el transmisor y el receptor.
canal de transmisión MIMO
El canal de difusión MIMO describe un sistema de enlace descendente en el que un transmisor multiantena envía datos a múltiples receptores. En las redes inalámbricas, este transmisor suele ser una estación base o un punto de acceso.
La tecnología MU-MIMO de enlace descendente generalmente requiere que el transmisor disponga de información del estado del canal (CSIT). Esta información se utiliza para la programación de usuarios, la formación de haces y la precodificación . Si el transmisor dispone de CSIT precisa, puede dirigir diferentes flujos espaciales hacia diferentes usuarios, reduciendo así la interferencia entre ellos. [ 1 ] [ 2 ]
Los métodos de precodificación para el canal de difusión MIMO incluyen codificación de papel sucio , precodificación de forzado a cero , diagonalización por bloques y otras técnicas de precodificación lineales o híbridas. [ 6 ] [ 7 ]
canal de acceso múltiple MIMO
El canal de acceso múltiple MIMO describe un sistema de enlace ascendente en el que varios usuarios transmiten a un receptor multiantena. En los sistemas celulares, el receptor suele ser una estación base; en las redes inalámbricas de área local, puede ser un punto de acceso.
La tecnología MU-MIMO de enlace ascendente se basa en el procesamiento del receptor para separar las señales de los usuarios. Las técnicas incluyen detección conjunta , cancelación de interferencias y programación basada en SDMA. La información del estado del canal en el receptor (CSIR) se obtiene normalmente a partir de señales piloto o de referencia de enlace ascendente. En comparación con la CSIT de enlace descendente, la estimación del canal en el receptor suele ser más sencilla, ya que este puede estimar directamente los canales a partir de las señales piloto transmitidas.
Los sistemas MAC MIMO pueden superar a los sistemas MIMO punto a punto cuando el receptor tiene suficientes antenas y capacidad de procesamiento para separar las señales de múltiples usuarios.
Técnicas relacionadas
Varias tecnologías inalámbricas están estrechamente relacionadas con MU-MIMO.
El acceso múltiple por división espacial utiliza la separación espacial para dar servicio a múltiples usuarios sobre los mismos recursos de tiempo-frecuencia. MU-MIMO puede considerarse una implementación de SDMA en sistemas multiantena. [ 8 ]
Massive MIMO utiliza un gran número de antenas, generalmente en una estación base, para dar servicio a muchos usuarios simultáneamente. Los sistemas Massive MIMO suelen utilizar los principios de MU-MIMO, pero a mayor escala de antenas. [ 3 ] [ 4 ]
Los sistemas multipunto coordinados coordinan la transmisión o recepción a través de múltiples estaciones base o puntos de acceso. Estos sistemas pueden reducir la interferencia entre celdas y mejorar el rendimiento para los usuarios cercanos a los límites de la celda. [ 5 ]
La tecnología MIMO cooperativa , también conocida como MIMO de red o MIMO ad hoc , utiliza antenas distribuidas entre múltiples nodos cooperativos en lugar de antenas ubicadas en un solo dispositivo. Este enfoque está relacionado con la diversidad cooperativa , las redes de retransmisión y los sistemas de antenas distribuidas .
Véase también
Referencias
- 1 2 N. Jindal, Canales de difusión MIMO con retroalimentación de tasa finita , IEEE Transactions on Information Theory, vol. 52, n.º 11, págs. 5045–5059, 2006.
- 1 2 D. Gesbert, M. Kountouris, RW Heath Jr., C.-B. Chae y T. Sälzer, Cambiando el paradigma MIMO , IEEE Signal Processing Magazine, vol. 24, n.º 5, págs. 36–46, 2007.
- 1 2 T. L. Marzetta, Comunicación inalámbrica celular no cooperativa con un número ilimitado de antenas de estación base , IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 9, n.º 11, págs. 3590–3600, noviembre de 2010.
- 1 2 J. Hoydis, S. ten Brink y M. Debbah, Massive MIMO en el UL/DL de redes celulares: ¿Cuántas antenas necesitamos?, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 31, n.º 2, págs. 160–171, febrero de 2013.
- 1 2 E. Björnson y E. Jorswieck, Asignación óptima de recursos en sistemas multicelulares coordinados , Foundations and Trends in Communications and Information Theory, vol. 9, núm. 2–3, págs. 113–381, 2013.
- ↑ Q. Spencer; M. Haardt y AL Swindlehurst (febrero de 2004). "Métodos de forzado a cero para multiplexación espacial de enlace descendente en canales MIMO multiusuario". IEEE Transactions on Signal Processing . 52 (2): 461– 471. Bibcode : 2004ITSP...52..461S . doi : 10.1109/TSP.2003.821107 . S2CID 616082 .
- ↑ A. Vizziello; P. Savazzi; KR Chowdhury (2018). "Una precodificación híbrida basada en Kalman para sistemas MIMO de ondas milimétricas multiusuario" . IEEE Access . 6 : 55712–55722 . doi : 10.1109/ACCESS.2018.2872718 .
- ↑ R. Tweg, R. Alpert, H. Leizerovich, A. Steiner, E. Levitan, E. Offir-Arad, AB Guy, B. Zickel, A. Aviram, A. Frieman y M. Wax, Implementación ASIC de Beamforming y SDMA para despliegue de WiFi en áreas metropolitanas , IEEE GLOBECOM, 2006.
Enlaces externos
- Formación de haces MU-MIMO mediante interferencia constructiva , proyecto de demostraciones de Wolfram
- teoría de la información
- Gestión de recursos de radio
- IEEE 802.11