MIMO antenne fabrikant

Inleiding

Antennes spelen een belangrijke rol in moderne draadloze communicatie omdat ze de belangrijkste component zijn voor het verzenden en ontvangen van draadloze signalen over een afstand. Een van de vele speerpunttechnologieën in de moderne antennetechnologie is de MIMO-antennetechnologie (Multiple Input Multiple Output). Deze technologie maakt gebruik van meerdere zender- en ontvangstantennes in plaats van de gebruikelijke configuratie met één antenne. Hierdoor wordt de diversiteit van de antennewerking vergroot. De grotere diversiteit van antennes biedt meer mogelijkheden om gegevens te ontvangen en te verzenden. Bovendien verhoogt het ook de gegevenssnelheid en de signaalkwaliteit.

In dit artikel bespreken we de MIMO-technologie in detail, soorten MIMO-antennes, verschillende voor- en nadelen van MIMO-antennes en de toekomst van MIMO-antennes.

Wat is MIMO-technologie?

MIMO-technologie biedt meerdere zenders en ontvangers, waardoor multipad-interferentie op draadloze signalen wordt benut. Het biedt ook meer mogelijkheden om meerdere signalen te verwerken met meer diversiteit. Diversiteit verwijst naar de flexibiliteit om meer dan één frequentiebereik te bedienen. MIMO-technologie verhoogt ook de verwerkingscapaciteit van het systeem en de betrouwbaarheid van het co1TP14communicatienetwerk. Het onderliggende principe van MIMO-technologie ligt in ruimtelijke multiplexing waarbij meerdere paden worden gebruikt als verschillende kanalen om veel communicatiekanalen te ondersteunen. De enige factor die de hoeveelheid gegevens die in een kanaal wordt overgedragen beperkt, is gebaseerd op de wet van Shannon. De op space division multiplexing gebaseerde MIMO-methode werd in 1993 geïntroduceerd door Arogyaswami Paulraj en Thomas Kailath. Na een kort begrip van de belangrijkste kenmerken en de historische ontwikkeling van MIMO-technologie is het belangrijk om enkele prominente voordelen van MIMO-technologie als volgt te schetsen:

• Verhoogde gegevensdoorvoer: Dit verbetert de mogelijkheden van moderne communicatienetwerken, met name om te voldoen aan de hoge databehoefte.
• Weerstand tegen multipad-interferentie: Door ruimtelijke multiplexing wordt multipad propagatiefout geminimaliseerd in MIMO-technologie.
• Verbeterd dekkingsgebied: MIMO-technologie biedt meer dekking in vergelijking met conventionele antennetechnologieën
• Hoge bandbreedte: MIMO-technologie maakt een grotere bandbreedte mogelijk voor toepassingen waarbij veel gegevens nodig zijn

Wat is een MIMO-antenne en hoe werkt hij?

MIMO-antennes zijn de meest cruciale component in een MIMO-opstelling. Ze bestaan uit meerdere input (zenders) en output (ontvangers) antennes die meerdere kanalen in het netwerk mogelijk maken voor communicatie. Het fundamentele principe achter de MIMO-antenne is ruimtelijke multiplexing, waarbij meerdere gegevensstromen worden gekanaliseerd op verschillende kanalen die bestemd zijn voor dezelfde gebruiker of meerdere gebruikers. In de meeste gevallen worden deze gegevens echter over hetzelfde frequentiebereik verzonden. Door hetzelfde signaal over meerdere antennes te verzenden, bereiken MIMO-antennes diversiteitswinst. Dit helpt bij het verbeteren van de betrouwbaarheid van het signaal. Een andere techniek die MIMO-antennes gebruiken is beamforming. Beamforming stelt ons in staat om de signalen constructief aan te passen om te focussen op een interessante bestemming. Aan de kant van de ontvanger worden verschillende combinatiealgoritmen gebruikt om het uitgezonden signaal van meerdere zenders opnieuw samen te stellen.

Soorten MIMO-antenneconfiguraties

MIMO-antennes hebben verschillende categorieën en configuraties. Eén configuratiecategorie is gebaseerd op het aantal gebruikers dat kan communiceren met het MIMO-antennesysteem. Dienovereenkomstig zijn er twee soorten configuraties:

• SU-MIMO: Single-user MIMO-configuratie waarbij de gegevensstromen in het netwerk met slechts één apparaat tegelijk interageren.
• MU-MIMO: Multiuser MIMO-configuratie waarbij meerdere gebruikers kunnen communiceren met het netwerk.

Verder zijn er vele configuraties gebaseerd op het aantal antennes in de invoer- en uitvoerstroom. Deze configuraties zijn:

• SISO - Enkele ingang Enkele uitgang
• SIMO - enkelvoudige invoer en meervoudige uitvoer
• MISO - Meervoudige ingang enkelvoudige uitgang
• MIMO - Meervoudige Invoer Meervoudige Uitvoer

MIMO-SISO is de eenvoudigste vorm van MIMO-configuratie waarbij slechts één ingang en uitgang worden geconfigureerd. De overige configuraties hebben een bepaalde complexiteit, waarbij MIMO de meest complexe configuratie is. Voor de MIMO-configuratie worden de antennes verder geconfigureerd als:

• 2×2
• 4×4
• 6×6
• 8×8 - de meest common configuratie in moderne MIMO-systemen zoals 5G

Naast deze configuraties is massieve MIMO een andere configuratie die veel wordt gebruikt met de toegenomen populariteit in 5G- en daaropvolgende technologieën. De massieve MIMO-technologie is gebaseerd op drie belangrijke aspecten:

• Ruimtelijke diversiteit
• Ruimtelijke multiplexing
• Straalvorming

Toepassingen van al deze configuraties zijn onder andere:

• Op 5G-technologie gebaseerde toepassingen en diensten
• Massaal IoT
• Industrie 4.0-toepassingen
• Grootschalige toepassingen zoals supply chain en logistiek

Toepassingen van MIMO-antennes

Laten we nu eens dieper ingaan op enkele toepassingen van MIMO-antennes. Enkele van de prominente MIMO-toepassingen zijn:

• Communicatie van cellulaire netwerken: MIMO-antennes worden veel gebruikt in moderne cellulaire technologieën zoals 5G en verder. Met het toenemende aantal gebruikers is het essentieel om aan veel gebruikers tegemoet te komen.
• Satellietcommunicatie: MIMO-antennes worden steeds belangrijker in satellietcommunicatie omdat ze bestand zijn tegen ernstige kanaalinterferenties.
• Draadloze LAN- en Wi-Fi-netwerken: MIMO-antennetoepassingen spelen ook een cruciale rol in deze draadloze systemen om gegevenssnelheden, dekking en bandbreedte te verbeteren.
• Punt-tot-punt draadloze verbindingen: MIMO-antennes zijn ook ideaal voor point-to-point netwerken zoals microgolf backhaul links en satelliet communications.
• Massieve IoT-netwerken: MIMO-antennes zijn belangrijk voor massieve IoT-netwerken waarbij duizenden of miljoenen IoT-apparaten via het internet met elkaar verbonden zijn. Een dergelijk systeem vereist hogere gegevenssnelheden en bandbreedte.

Voordelen en uitdagingen van MIMO-antennes

De belangrijkste voordelen van MIMO-antennes in verschillende toepassingen zijn de volgende:

• MIMO-antennes maken sterke en betrouwbare signalen mogelijk in vergelijking met eenvoudige antenneconfiguraties
• Uitgebreide multimedia-ervaring en streamingmogelijkheden. Dankzij verbeterde datasnelheden en kwaliteit kunnen MIMO-antennes multimedia van hoge kwaliteit streamen en ervaren.
• Vergeleken met traditionele systemen kunnen MIMO-antennes zorgen voor veilige communicatie met minimaal pakketverlies door multipad-interferentie.
• MIMO-antennes kunnen ook zorgen voor een betere dekking en betrouwbaarheid.

Deze voordelen gaan echter gepaard met redelijke uitdagingen, zoals:

• MIMO-antennes zijn complex in ontwerp
• MIMO-antennes verbruiken meestal een aanzienlijke hoeveelheid stroom
• Deze vereisen geavanceerde signaalverwerkingstechnieken met verschillende adaptieve kwaliteiten

Toekomst van MIMO-antennes

Enkele recente trends die verband houden met MIMO-technologie zijn de volgende:

• Massive MIMO voor de verwerking van een groot aantal aangesloten apparaten
• Mm-golf MIMO voor 5G en daaropvolgende cellulaire technologieën
• Herconfigureerbare intelligente oppervlakken (RIS) voor aangepaste dekking en bundelbreedtevereisten

Uit de bovenstaande trends kunnen we opmaken dat MIMO-technologie een veelbelovende ontwikkeling heeft in cellulaire en IoT communicatie.

Conclusie

In dit artikel gaven we een korte inleiding tot MIMO-technologie en antennes. Bovendien werden verschillende MIMO-antenneconfiguraties en hun toepassingen geschetst. Verder hebben we ook enkele voordelen en uitdagingen van MIMO-technologie besproken en tot slot hebben we recente trends geschetst die verband houden met MIMO-antennes.