MIMO

TURKCELL DAHİLİ

MIMO(MULTIPLE INPUT,MULTIPLE OUTPUT) TEKNOLOJİSİ Hazırlayan: Halil BORAN

MIMO NEDİR?

TURKCELL DAHİLİ

 MIMO, çoklu giriş ve çoklu çıkış (multiple-input and multipleoutput) demektir.  Verici (transmitter) ve/veya alıcı (receiver) tarafında birden fazla anten kullanılarak bağlantının performansını arttırmaya yarar.  Çoklu antenlerle toplam aktarım gücünü antenlere dağıtarak tayfın verimliliğini aşamalı olarak arttıran bir dizilim kazanç (array gain) elde edecek veya bağlantının güvenilirliğini arttıran bir çeşitlilik sağlayacak (diversity gain) veya her ikisini birden gerçekleştirecek akıllı anten işlevleri için kullanılır.  Günümüzde “MIMO” terimiyle daha çok bir radio linkinin birden çok yolla yayılmasından yararlanılarak kapasitesinin çoğaltılması yöntemi kastedilmektedir.

MIMO’nun Birlikte Kullanıldığı Teknolojiler

 IEEE 802.11n (WiFi), IEEE 802.11ac  (Wi-Fi) HSPA+(3G) WIMAX(4G) LONG TERM EVOLUTION (4G)

TURKCELL DAHİLİ

TURKCELL DAHİLİ

MIMO nasıl çalışır?

 Baz istasyonu tarafından antenlerden çıkan sinyaller, atmosferden, yeryüzünden ve diğer etkenlerden yansıyarak, Mobile istasyonlarda(telefon) bulunan antenler tarafından yandaki animasyondan da görüldüğü gibi rastgele alınır.  Aynı şekilde Mobil istasyondan çıkan sinyaler Baz istasyonunda bulunan antenler tarafından rastgele alınır.  Mobil tarafındaki A anteni Baz istayonu tarafında Hem A hemde B anteninden gelen sinyalleri alabilir. Aynı şekilde Mobilden baz istasyonuna doğruda sinyalleşme gerkçekleşir. Alınan ve gönderilen sinyaller mobil istasyonda ve Baz istasyonunda tek bir merkezde değerlendirilir ve iletilir.  Böylelikle sinyalleşmeler sırasında birden fazla yol oluşturularak data kayıpları minimize edilir. 

iletilcek olan datanın farklı yollardan hedefe ulaşmasını sağlayarak, yolda meydana gelebilcek kayıplar önlerek aynı zamanda taşınabilcek verinin kapasiteside

MIMO İLE BİRLİKTE ANTEN TEKNOLOJİLERİNİN GELİŞİM AŞAMALARI

SISO: Baz istasyonu tarafında 1 adet anten, alıcı (kullanılan telefonlarda) 1 adet anten ile yapılan anten konfigrasyonudur. SIMO: Baz istasyonu tarafında 1 adet anten, alıcı(kullnılan telefonlarda) 2 adet anten ile yapılan anten konfigrasyonudur.

TURKCELL DAHİLİ

Anten teknolojilerinin gelişim aşamalarının farklı formları vardır. Bu formlar aşağıdaki gibidir. • SISO - Single Input Single Output • SIMO - Single Input Multiple output • MISO - Multiple Input Single Output • MIMO - Multiple Input multiple MISO: Baz istasyonuOutput tarafında 2 adet anten, alıcı (kullanılan telefonlarda) 1 adet anten ile yapılan anten konfigrasyonudur.

MIMO: Baz istasyonu tarafında 2 adet anten, alıcı(kullnılan telefonlarda) 2 adet anten ile yapılan anten konfigrasyonudur.

SISO Anten Konfigrasyonu Hakkında

TURKCELL DAHİLİ

• Single-Input-Single-Output (SISO) antenna system User data stream

channel

User data stream 







Anten konfigrasyonları açısından ilk model olan SISO düşük maliyeti sebebiyle hala bir çok alanda kullanılıyor. Turkcell baz istasyonlarında sadece SISO Kullanılmaktadır. Bu sistemde Teorik olarak yeterli Bandwidth genişliği ve çok fazla güç kulanıldığı takdirde 1 Gbps hızlara ulşabilir Güç ve Bandwidth kısıtlamaları üzerine SISO hakkındaki tüm araştırmalar tamamlanmıştır. . Yapılan kombinasyonlarda modulasyon, coding ve multiplaxing teknikleri iyi sonuçlar vermiştir. Ancak 1 Gbps hız değelerine çok uzak kalmıştır.

MIMO nun Avantajları

TURKCELL DAHİLİ

• MIMO Sistemler iki teknikle yapılır.Bu sistemler ve avantajları aşağıdaki gibidir.

Spatial Multiplexing Gain(Uzaysal Çoklu Kazanç) •Yayılan sinyal oranın artmasıyla SNR değerini iyileştirir sağlayarak. Thput değerlerini iyileştirir.  SNR(Signal to Noise Rate):İletilmek istenen sinyalin yeryüzünden, havadan,kullanılan kablo ve diğer ekipmanlardan yansıyan gürültüye oranıdır. Birimi dB(desibeldir). •Yansıma ve kırılmalardan kaynaklı meydana gelecek bilecek zayıflamaları azaltır.

Diversity Gain(Yol ve Kapsama Kazancı)

•iletim esanasında meydana data kayıpları minimize edilir. • Daha güvenilir bir sinyalleşme sağlar. •Kapsama alanlarını iyileştirerek daha geniş kapsama imkanı sağlar.

Not: SNR iyileşmesi sürekli olarak Thputu arttırmaz. Logaritmik bir artış sağlar. Ve yandaki grafikte görüldüğü gibi belli bir SNR

Diversity&Spatial Multiplexing

TURKCELL DAHİLİ

 Diversty Gain:Aynı datayı farklı antenlerle karşı alıcılara göndermek için kullanılan yöntemdir. Bu yöntemle aynı data farklı yollarla gönderildiği için meydana gelebilecek zayıflamalar minumuma indirilir. Böylece karşı tarafa iletilen dataların en az kayıpla alınması garanti altına alınmış olur. Datanın iletim güvenliği iyileştirilir.  Spatial Multiplexing Gain: Yandaki şekilden de görüleceği gibi data birbirinden bağımsız parçalarlar halinde iletilir. Alt frekans kanalları oluşturularak datanın farklı parçalarının bu frekans kanalları üzeriden modüle edilerek taşındığı Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM )  tekniğiyle karşılaştırılabilir. Spatial Multiplexing’te farklı olarak ortam tarafından yayılan sinyal yeterli derecede çoğunluktaysa aynı band genişliğine sahip birbirinden farklı kanallar oluşturulur. Bu teknikle ayrı

LTE&3G‘DE MIMO AVANTAJLARI

TURKCELL DAHİLİ

LTE • LTE teknolojisiyle 20MHZ bandında 2x2 MIMO ile 150 MBPS,4x4 MIMO ile 300 Mbps Hızlarına ulaşılabilmektedir. 3G • DC-HSDPA R8 teknolojisi ile MIMO teknolojisini birlikte kullanımna olanak sağlamıyordu. Max hız 42 Mbps çıkabilmekteydi. R9 ile birlikte bu sorun aşılarak MIMO+DC-HSDPA bir arda kullanılarak teorik olarak 84 MBbps Hızına ulşaılabilmektedir.

TURKCELL DAHİLİ

MIMO Dezavantajları karşılaşılan problemler MIMO sistemleri tasarlanırken aşağıdaki problemlerle karşılaşılır.;  Performans açısından avantajlı olmalarına rağmen maliyetleri hala çok yüksektir.  Yüksek Transmit powerları minimize etmekte güçlüklerle karşılaşılır.  Düşük Bandwidth aralıklarında kullanılması sırasında verim alınamamaktadır.

TURKCELL DAHİLİ

Teşekkürler