Nederlands
Menu

Wat is MIMO (multiple-input multiple-output)?

Een draadloze techniek die zowel in de zender als in de ontvanger meerdere antennes gebruikt. Ze verhoogt de transmissiesnelheid met ruimtelijke multiplexing, waarbij verschillende gegevens tegelijk op dezelfde frequentie worden verzonden, of de betrouwbaarheid met diversiteit, waarbij dezelfde gegevens via meerdere paden worden verzonden. Het aantal streams dat met ruimtelijke multiplexing kan worden verzonden, wordt begrensd door het kleinste van de aantallen zend- en ontvangstantennes.

Japanse benaming: MIMO(多入力多出力)

“MIMO (multiple-input multiple-output)” komt voor in 2 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Basis van draadloze communicatie.

Vakgebied: Basis van draadloze communicatie

Hoe ruimtelijke multiplexing werkt

De manier waarop radiogolven zich voortplanten (het propagatiekanaal) verschilt een beetje voor elk paar van een zend- en een ontvangstantenne. De ontvanger schat deze verschillen uit bekende referentiesignalen en scheidt de signalen die bij elke ontvangstantenne over elkaar heen binnenkomen, ongeveer zoals bij het oplossen van een stelsel vergelijkingen. Zo kunnen meerdere gegevensstromen (streams) op dezelfde frequentie en op hetzelfde moment worden verzonden, wat de transmissiesnelheid verhoogt zonder de bandbreedte te vergroten.

Wanneer ruimtelijke multiplexing goed werkt

Ruimtelijke multiplexing vereist propagatiekanalen die voldoende van elkaar verschillen. In omgevingen met veel reflecties, zoals tussen gebouwen, verschillen de kanalen sterk en kunnen veel streams worden gescheiden. Omgekeerd zijn de kanalen sterk gecorreleerd als de paden op elkaar lijken, zoals op plaatsen met vrij zicht, en zijn er minder streams bruikbaar. Omdat het vermogen over de streams wordt verdeeld, is bovendien een voldoende hoge S/N nodig.

Multi-user MIMO en massive MIMO

Waar single-user MIMO meerdere streams naar één terminal verzendt, laat multi-user MIMO een basisstation of accesspoint tegelijk afzonderlijke streams naar meerdere terminals verzenden. Massive MIMO, met enkele tientallen of meer antenne-elementen in het basisstation, vormt met beamforming een bundel naar elke terminal en communiceert tegelijk met veel terminals. Het wordt onder meer in basisstations voor 5G NR gebruikt.

Nu oefenen: vragen over MIMO (multiple-input multiple-output)

Wat is bij MIMO met 4 zendantennes en 2 ontvangstantennes de bovengrens van het aantal onafhankelijke datastromen (streams) dat met ruimtelijke multiplexing op dezelfde frequentie en op hetzelfde moment kan worden verzonden?

  1. A2
  2. B4
  3. C8
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. 2

Bij ruimtelijke multiplexing met MIMO worden vanaf meerdere zendantennes tegelijk verschillende gegevens op dezelfde frequentie verzonden; de ontvanger scheidt ze aan de hand van de verschillen tussen de propagatiekanalen van elk paar zend- en ontvangstantennes. Het aantal scheidbare streams wordt begrensd door het kleinste van de twee aantallen antennes, hier min(4, 2) = 2. In de praktijk zijn minder streams dan deze bovengrens bruikbaar als de propagatiekanalen op elkaar lijken (sterk gecorreleerd zijn), bijvoorbeeld op plaatsen met vrij zicht.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen MIMO en beamforming?

Beamforming is een techniek die de fasen van meerdere antenne-elementen aanpast om radiogolven in een bepaalde richting te bundelen. MIMO verwijst naar de hele aanpak van zenden en ontvangen met meerdere antennes, waarbinnen ruimtelijke multiplexing, diversiteit en beamforming worden gebruikt. Massive MIMO vormt met beamforming een bundel per terminal en combineert die met ruimtelijke multiplexing.

Wat betekent een notatie zoals 4×4 MIMO?

Meestal het aantal zendantennes × het aantal ontvangstantennes. 4×4 MIMO kan met ruimtelijke multiplexing tot 4 streams verzenden. Heeft de terminal maar 2 antennes, dan kunnen er naar die terminal hoogstens 2 streams worden verzonden, ook als het accesspoint er 4 heeft.

“MIMO (multiple-input multiple-output)” in de toelichting

Vragen met “MIMO (multiple-input multiple-output)” (2)

  1. Wat is bij MIMO met 4 zendantennes en 2 ontvangstantennes de bovengrens van het aantal onafhankelijke datastromen (streams) dat met ruimtelijke multiplexing op dezelfde frequentie en op hetzelfde moment kan worden verzonden?
  2. Wat is de meest passende belangrijkste reden waarom basisstations en terminals voor 5G in millimetergolfbanden beamforming gebruiken met antennearrays met veel elementen?

Verwante termen

Beamforming (bundelvorming) BLE (Bluetooth Low Energy) Directe-conversieontvanger (zero-IF) Fading Linkbudget LPWA (low-power wide-area) NFC (near field communication) OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) Probleem van het verborgen station (hidden node problem) QAM (quadratuuramplitudemodulatie)

Naar de woordenlijst