3G MIMO describe las técnicas MIMO que se han considerado como técnicas estándar de 3G .
MIMO , como el estado del arte de la antena inteligente (IA), mejora el rendimiento de los sistemas de radio al incorporar inteligencia electrónica en la unidad de procesamiento espacial. El procesamiento espacial incluye la precodificación espacial en el transmisor y la poscodificación espacial en el receptor, que son duales desde el punto de vista teórico del procesamiento de señales de información. La antena inteligente es una tecnología que representa una antena inteligente , una antena múltiple ( MIMO ), una antena direccional de seguimiento automático, una antena virtual cooperativa , etc.
Tecnología
La precodificación espacial de la antena inteligente incluye la formación de haces espacial y la codificación espacial. En las comunicaciones inalámbricas, la precodificación espacial se ha desarrollado para lograr una alta confiabilidad, una alta velocidad y una menor interferencia, como se muestra en la siguiente tabla.
Resumen de 3G MIMO
La tabla resume la historia de las técnicas 3G MIMO candidatas para los estándares 3G. Aunque la tabla también contiene la parte futura, el contenido no está claramente completado, ya que el futuro no es predecible con precisión.
Generacion | 3G | Evolución 3G | Más allá de 3G | Futuro |
---|---|---|---|---|
Despliegue | 2003/4 | 2005 ~ 6/2007 ~ 8/2009 ~ 10 | 2012 ~ 2015 | 2015 ~ 2020 |
Estándar | WCDMA | HSPA / HSPA + / LTE | IMT-Avanzado | Más allá de IMT-Adv |
Tasa total | 384 kbit / s | 14/42/65 ~ 250 Mbit / s | 1 Gbit / s | > 10 Gbit / s |
Banda ancha | 5 MHz | 5 MHz / 20 MHz | 20 ~ 100 MHz | > 100 MHz |
Paradigma de requisitos | Alta confiabilidad (alta calidad) | Tasa alta (alta capacidad) | Menor interferencia | Alta inteligencia |
Método | Diversidad espacial | Multiplexación espacial | Cancelación espacial | Inteligencia Ambiental |
Codificación espacial (SC) | Codificación de diversidad espacial | Codificación de multiplexación espacial | Codificación de cancelación espacial | Codificación de inteligencia ambiental |
Formación de haz espacial (SB) | Formación de haces de flujo único | Formación de haces de flujo múltiple | Formación de haces que anula la interferencia | Formación de haces de inteligencia ambiental |
Ejemplos de | SC: codificación Alamouti, SB: TxAA | SC: codificación BLAST, SB: SVD | SC: DPC, SB: MU-BF | Como cooperativo MIMO |
IA en redes ad hoc
La tecnología IA permite que los terminales de los clientes, que tienen múltiples antenas o una antena direccional de seguimiento automático, se comuniquen entre sí con la relación señal-interferencia-ruido (SINR) lo más alta posible. Suponga que hay un terminal de origen, un terminal de destino y algunos terminales de interferencia candidatos. En comparación con los enfoques convencionales, un terminal avanzado basado en IA realizará una precodificación espacial (formación de haces espacial y / o codificación espacial) no solo para mejorar la potencia de la señal en el terminal de destino, sino también para disminuir la potencia de interferencia en los terminales de interferencia. Al igual que lo hace un ser humano, el terminal IA avanzado se da a conocer que la ocurrencia de una alta interferencia en otros terminales eventualmente degradará el rendimiento de la red inalámbrica asociada.
Comparaciones
Antena inteligente (IA) frente a radio cognitiva (CR)
Sin embargo, requiere un conjunto de antenas inteligentes múltiples o cooperativas . Por el contrario, la radio cognitiva (CR) permite que los terminales de usuario detecten el uso de otros servicios de los beans de espectro para compartir el espectro entre los usuarios, es decir, la tecnología de intercambio de espectro cognitivo. La siguiente tabla compara los diferentes puntos entre dos enfoques para futuros sistemas inalámbricos: antena inteligente (IA) vs. radio cognitiva (CR).
Punto | Antena de inteligencia (IA) | Radio cognitiva (CR) |
---|---|---|
Procesamiento de interferencias | Cancelación por codificación previa / posterior espacial | Evitación por detección de espectro |
Costo clave | Conjuntos de antenas múltiples o cooperativos | Detección de espectro y RF multibanda |
Solución | Tecnología de codificación / formación de haces espacial inteligente | Tecnología de gestión del espectro cognitivo |
Solicitud | Reutilización espacial ambiental | Compartición de espectro abierto |
Teoría aplicada | Papel sucio y codificación Wyner-Ziv (codificación DP-WZ) | Software de radio y cognición |
Resumen | Tecnología inteligente de reutilización de espectro | Tecnología de intercambio de espectro cognitivo |
Conceptos y teorías fundamentales
- La inteligencia es una propiedad de la mente que incluye muchas habilidades relacionadas.
- La cooperación es la práctica de elementos sociales que trabajan en común, en lugar de trabajar individualmente.
- La cognición se puede interpretar como comprensión y respuesta al mundo.
- La inteligencia ambiental (AmI) se refiere a entornos artificiales que responden al movimiento de personas, cuyo paradigma se basa en la computación ubicua .
- La computación ubicua inalámbrica (WUC) es una computación posterior al escritorio en la que el procesamiento de la información se integra en las actividades humanas en cualquier momento y lugar.
- La teoría de juegos es una teoría matemática que estudia la interacción estratégica entre jugadores, que generalmente se organizan en un grupo de amigos y un grupo de enemigos.
Principales temas de investigación
Los siguientes elementos enumeran los problemas de la investigación de antenas múltiples que tiene como objetivo mejorar el rendimiento de las comunicaciones por radio.
- Antena inteligente
- Antena inteligente
- Matriz de antenas digitales
- Múltiples entradas múltiples salidas (MIMO)
- Beamforming
- Combinación de diversidad
- Esquema de diversidad
- Código espacio-tiempo
- Multiplexación espacial
- Acceso múltiple por división de espacio (SDMA)
- Comunicaciones MIMO avanzadas
- MIMO multiusuario
- Precodificación
- Codificación de papel sucio (DPC)
- Comunicaciones inalámbricas cooperativas
- Diversidad cooperativa
Definiciones principales
Definiciones
Aquí está la definición de palabras clave principales para aclarar el objetivo y las operaciones de la antena inteligente.
Terminología | Definición |
---|---|
Antena inteligente | Tecnología de antena que utiliza algún tipo de inteligencia electrónica para mejorar el rendimiento del sistema inalámbrico. La inteligencia electrónica se implementa mediante técnicas de pre y poscodificación espacial, como la codificación de información espacial y la formación de haces de señales espaciales. Tenga en cuenta que la antena inteligente se ha utilizado más ampliamente para representar el significado similar. |
Antena inteligente | En sentido estricto, tecnología de antenas que emplea una matriz de antenas con técnicas de formación de haces para mejorar el rendimiento del sistema inalámbrico. En sentido amplio, terminología equivalente a antena inteligente. |
MIMO | Amplio sentido y notorio: MIMO es el estado del arte de IA y SA.
|
Sitios web de referencia
Los siguientes elementos enumeran los sitios web relacionados con la investigación de múltiples antenas.
- MARS, Bell Laboratories - [1]
- Multiple Antenna Research and Solutions (MARS) es un grupo de investigación sobre codificación de antenas múltiples y espacio-tiempo.
- Lucent - [2]
- El objetivo de las antenas inteligentes es lograr una mayor capacidad, teniendo en cuenta que las soluciones avanzadas proporcionan una mayor capacidad que las soluciones básicas.
Tipos | Configuración de la antena | Solucion basica | Solución avanzada |
---|---|---|---|
Diversidad | d> longitud de onda | Rx: MRC, MMSE, etc., Tx: STTD, CLTD | BLAST (multiplexación espacial) |
Matriz en fase | d | Haces conmutados | Vigas dirigidas |
- IMEC - [3]
- Los sistemas de antenas múltiples son la clave del universo inalámbrico de alta capacidad. De hecho, permiten aumentar la tasa, mejorar la robustez o acomodar a más usuarios en la celda.
- Instituto de Tecnología de Georgia - [4]
- Una antena inteligente es un conjunto de elementos de antena conectados a un procesador de señal digital.
- IEC - [5]
- Un sistema de antena inteligente combina múltiples elementos de antena con una capacidad de procesamiento de señales para optimizar su patrón de radiación y / o recepción automáticamente en respuesta al entorno de la señal.
- Acceso múltiple por división espacial (SDMA) : entre las utilizaciones más sofisticadas de la tecnología de antenas inteligentes se encuentra SDMA, que emplea técnicas de procesamiento avanzadas para, de hecho, localizar y rastrear terminales fijos o móviles, dirigiendo de forma adaptativa las señales de transmisión hacia los usuarios y lejos de las interferencias.
- SearchMobileComputing.com - [6]
- Una antena inteligente es un sistema de antena de comunicaciones inalámbricas digitales que aprovecha el efecto de diversidad en la fuente (transmisor), el destino (receptor) o ambos.
- MIMO es una tecnología de antena para comunicaciones inalámbricas en la que se utilizan múltiples antenas tanto en la fuente (transmisor) como en el destino (receptor).
- Grupo de Investigación de Antenas Inteligentes, Universidad de Stanford. - [7]
- Nuestro objetivo de investigación es avanzar en el estado de la técnica en las aplicaciones de múltiples antenas y procesamiento de señales de espacio-tiempo en redes inalámbricas móviles, y mejorar el rendimiento y la economía de la red.
- CDG - [8]
- Las antenas inteligentes brindan mayores beneficios de capacidad y rendimiento que las antenas estándar porque se pueden usar para personalizar y ajustar los patrones de cobertura de la antena que coinciden con las condiciones del tráfico en una red inalámbrica o que se adaptan mejor a entornos complejos de radiofrecuencia (RF).
- MIMO emplea múltiples antenas separadas espacialmente (tanto en TX como en RX) para aprovechar estos "cables virtuales" y transferir más datos.
- Nortel - [9]
- MIMO es una tecnología de antena que se utiliza tanto en equipos de transmisión como en receptores para comunicaciones inalámbricas por radio.
- MIMO es la única tecnología de antena avanzada que ofrece simultáneamente un gran ancho de banda, un rango mejorado y una alta movilidad a un costo menor.
- Estrategias de Visant - [10]
- Las antenas inteligentes son sistemas de antenas que utilizan algún tipo de recurso informático o electrónico para mejorar el rendimiento del sistema.
- De acuerdo con la cantidad de inteligencia empleada, la diversidad de antenas representa la forma más simple en la cadena de complejidad progresiva, seguida de la formación de haces básica, que es el proceso de reducción de la energía radiada, que luego es seguido por el procesamiento espacio-tiempo más complejo y finalmente por MIMO. .
- Ciencias Magnéticas - [11]
- Los sistemas de seguimiento por satélite y las antenas autodirigidas se utilizan a bordo de barcos, vehículos o aviones para mantener el contacto con los satélites.
Ver también
- Diversidad de antenas
- Antena inteligente
- Investigación de múltiples antenas
- Comunicaciones de múltiples entradas y múltiples salidas
- Comunicaciones inalámbricas cooperativas
- La precodificación incluye codificación espacial (SC) y formación de haces espacial (SB)
- Código espacio-tiempo
- Multiplexación espacial
- Codificación de papel sucio (DPC)
- Beamforming
- Wsdma
- Antena inteligente para los beneficios de 3G MIMO
Referencias
- ^ https://web.archive.org/web/20071001030428/http://mars.bell-labs.com/
- ^ http://www.cdg.org/news/events/CDMASeminar/cdg_tech_forum_02/3_lucent_ia_blast_final_release.pdf
- ^ https://web.archive.org/web/20071004235801/http://www.imec.be/wireless/mimo/
- ^ https://web.archive.org/web/20070627033614/http://users.ece.gatech.edu/~mai/tutorial_sa_def.htm
- ^ https://web.archive.org/web/20070928011627/http://www.iec.org/online/tutorials/smart_ant/index.html , https://web.archive.org/web/20070928011846/http : //www.iec.org/online/tutorials/acrobat/smart_ant.pdf
- ^ http://searchmobilecomputing.techtarget.com/sDefinition/0,290660,sid40_gci1026138,00.html
- ^ http://www.stanford.edu/group/sarg/
- ^ http://www.cdg.org/technology/cdma_technology/smart_antennas/index.asp , http://www.cdmatech.com/products/how_mimo_works.jsp
- ^ https://web.archive.org/web/20070526153007/http://www2.nortel.com/go/solution_content.jsp?segId=0&catId=0&parId=0∏_id=61701
- ^ https://web.archive.org/web/20070928045359/http://www.visantstrategies.com/market_research/mimo_intelligent_antenna.html , http://www.researchandmarkets.com/reports/c21454
- ^ https://web.archive.org/web/20071014181902/http://www.magneticsciences.com/SatéliteTrackingUnits.html
- Dr. Erik Dahlman, LTE, 3G Long Term Evolution
- "La interfaz aérea de WINNER II: soluciones refinadas de procesamiento espacio-temporal" (PDF) . GANADOR II. 30 de noviembre de 2006. Archivado desde el original (PDF) el 30 de julio de 2009 . Consultado el 6 de septiembre de 2008 .
enlaces externos
- https://web.archive.org/web/20071007145422/http://www.wireless-world-research.org/fileadmin/sites/default/files/about_the_forum/WG/WG4/Briefings/WWRF-WG4_SmartAntennas_briefing.pdf