3G MIMO

3G MIMO beschreibt MIMO- Techniken, die als 3G- Standardtechniken gelten .

MIMO , als aktueller Stand der Technik intelligenter Antennen (IA), verbessert die Leistung von Funksystemen durch die Integration elektronischer Intelligenz in die räumliche Verarbeitungseinheit. Die räumliche Verarbeitung umfasst räumliche Vorcodierung im Sender und räumliche Nachcodierung im Empfänger, die aus informationstechnischer Sicht dual zueinander sind. Intelligente Antennen sind Technologien, die unter anderem smarte Antennen , Mehrantennensysteme ( MIMO ), selbstnachführende Richtantennen und kooperative virtuelle Antennen umfassen .

Technologie

Die räumliche Vorcodierung intelligenter Antennen umfasst räumliches Beamforming und räumliche Codierung. In der drahtlosen Kommunikation wird die räumliche Vorcodierung zur Erzielung hoher Zuverlässigkeit, hoher Datenraten und geringerer Interferenzen weiterentwickelt, wie die folgende Tabelle zeigt.

Zusammenfassung von 3G MIMO

Die Tabelle fasst die Geschichte der für die 3G-Standards in Betracht gezogenen 3G-MIMO-Techniken zusammen. Obwohl die Tabelle auch einen Zukunftsabschnitt enthält, ist dieser nicht vollständig ausgefüllt, da die Zukunft nicht präzise vorhersehbar ist.

Generation	3G	3G-Entwicklung	Jenseits von 3G	Zukunft
Einsatz	2003/4	2005~6/2007~8/2009~10	2012–2015	2015–2020
Standard	WCDMA	HSPA/HSPA+/LTE	IMT-Fortgeschritten	Über IMT-Adv hinaus
Gesamtpreis	384 kbit/s	14/42/65~250 Mbit/s	1 Gbit/s	>10 Gbit/s
Bandbreite	5 MHz	5 MHz/20 MHz	20–100 MHz	>100 MHz
Anforderungsparadigma	Hohe Zuverlässigkeit (Hohe Qualität)	Hohe Rate (Hohe Kapazität)	Geringere Störungen	Hohe Intelligenz
Verfahren	räumliche Vielfalt	Räumliches Multiplexing	räumliche Aufhebung	Ambient Intelligence
Räumliche Kodierung (SC)	Kodierung der räumlichen Diversität	Räumliche Multiplexcodierung	räumliche Auslöschungscodierung	Ambient Intelligence Codierung
Räumliches Beamforming (SB)	Einzelstrom-Beamforming	Multi-Stream-Beamforming	Interferenzunterdrückung Beamforming	Ambient Intelligence Beamforming
Beispiele	SC: Alamouti-Codierung, SB: TxAA	SC: BLAST-Codierung, SB: SVD	SC: DPC, SB: MU-BF	wie beispielsweise kooperatives MIMO

IA in Ad-hoc-Netzwerken

Die IA-Technologie ermöglicht es Client-Endgeräten mit mehreren Antennen oder einer selbstausrichtenden Richtantenne, mit einem möglichst hohen Signal-Rausch-Verhältnis (SINR) miteinander zu kommunizieren. Angenommen, es gibt ein Quell-Endgerät, ein Ziel-Endgerät und einige potenzielle Störgeräte. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren führt ein fortschrittliches IA-basiertes Endgerät eine räumliche Vorcodierung (räumliches Beamforming und/oder räumliche Codierung) durch, um nicht nur die Signalstärke am Ziel-Endgerät zu erhöhen, sondern auch die Störleistung an Störgeräten zu reduzieren. Wie ein Mensch erkennt auch das fortschrittliche IA-Endgerät, dass starke Störungen anderer Endgeräte die Leistung des zugehörigen drahtlosen Netzwerks beeinträchtigen.

Hauptfragen der Forschung

Die folgenden Punkte listen die Probleme der Mehrantennenforschung auf, die darauf abzielt, die Leistungsfähigkeit der Funkkommunikation zu verbessern.

Hauptdefinitionen

Definitionen

Hier sind die Definitionen der wichtigsten Schlüsselwörter zur Verdeutlichung des Ziels und der Funktionsweise intelligenter Antennen.

Terminologie	Definition
Intelligente Antenne	Antennentechnologie nutzt elektronische Intelligenz zur Verbesserung der Leistung drahtloser Systeme. Diese elektronische Intelligenz wird durch räumliche Vor- und Nachcodierungsverfahren wie räumliche Informationscodierung und räumliches Signal-Beamforming realisiert. Der Begriff „intelligente Antenne“ wird häufig synonym verwendet.
Intelligente Antenne	Im engeren Sinne bezeichnet man damit eine Antennentechnologie, die Array-Antennen mit Beamforming-Verfahren zur Verbesserung der Leistung drahtloser Systeme einsetzt. Im weiteren Sinne ist dies ein gleichbedeutender Begriff für intelligente Antennen.
MIMO	Im weitesten Sinne und allgemein bekannt: MIMO ist der Stand der Technik in den Bereichen IA und SA. Engere Bedeutung: Antennensysteme, die sowohl am Sender als auch am Empfänger mehrere Antennen verwenden.

Referenz-Websites

Nachfolgend sind die Webseiten aufgelistet, die sich mit der Forschung zu Mehrantennen befassen.

MARS, Bell Laboratories — ^{[ 1 ]}
- Multiple Antenna Research and Solutions (MARS) ist eine Forschungsgruppe für Mehrantennen- und Raum-Zeit-Codierung.
Lucent — ^{[ 2 ]}
- Ziel intelligenter Antennen ist es, eine höhere Kapazität zu erreichen, wobei zu beachten ist, dass fortschrittliche Lösungen eine höhere Kapazität bieten als einfache Lösungen.

Typen	Antennenkonfiguration	Basislösung	Erweiterte Lösung
Diversität	d > Wellenlänge	Rx: MRC, MMSE usw., Tx: STTD, CLTD	BLAST (räumliches Multiplexing)
Phased Array	d < Wellenlänge	Geschaltete Scheinwerfer	Lenkbare Balken

IMEC — ^{[ 3 ]}
- Systeme mit mehreren Antennen sind der Schlüssel zu einem drahtlosen Hochleistungsnetz. Sie ermöglichen höhere Datenraten, verbesserte Stabilität und die Integration von mehr Nutzern in einer Funkzelle.
Georgia Institute of Technology — ^{[ 4 ]}
- Eine intelligente Antenne ist eine Anordnung von Antennenelementen, die mit einem digitalen Signalprozessor verbunden sind.
IEC — ^{[ 5 ]}
- Ein intelligentes Antennensystem kombiniert mehrere Antennenelemente mit einer Signalverarbeitungsfunktion, um sein Strahlungs- und/oder Empfangsmuster automatisch in Reaktion auf die Signalumgebung zu optimieren.
- Spatial Division Multiple Access (SDMA) – Zu den anspruchsvollsten Anwendungen der Smart-Antenna-Technologie zählt SDMA, das mithilfe fortschrittlicher Verarbeitungstechniken feste oder mobile Endgeräte effektiv lokalisieren und verfolgen kann, indem es die Übertragungssignale adaptiv zu den Nutzern und weg von Störquellen lenkt.
SearchMobileComputing.com — ^{[ 6 ]}
- Eine intelligente Antenne ist ein digitales drahtloses Kommunikationsantennensystem, das den Diversity-Effekt an der Quelle (Sender), am Ziel (Empfänger) oder an beiden ausnutzt.
- MIMO ist eine Antennentechnologie für die drahtlose Kommunikation, bei der mehrere Antennen sowohl am Sender (Quelle) als auch am Empfänger (Ziel) eingesetzt werden.
Forschungsgruppe für intelligente Antennen, Stanford University — ^{[ 7 ]}
- Unser Forschungsziel ist es, den Stand der Technik bei den Anwendungen mehrerer Antennen und der raumzeitlichen Signalverarbeitung in mobilen drahtlosen Netzwerken weiterzuentwickeln und die Netzwerkleistung und Wirtschaftlichkeit zu verbessern.
CDG — ^{[ 8 ]}
- Intelligente Antennen bieten im Vergleich zu Standardantennen größere Kapazitäts- und Leistungsvorteile, da sie zur Anpassung und Feinabstimmung der Antennenabdeckungsmuster verwendet werden können, die den Verkehrsbedingungen in einem drahtlosen Netzwerk entsprechen oder besser für komplexe Hochfrequenzumgebungen (HF) geeignet sind.
- MIMO nutzt mehrere, räumlich getrennte Antennen (sowohl am Sender als auch am Empfänger), um diese "virtuellen Leitungen" auszunutzen und mehr Daten zu übertragen.
Nortel — ^{[ 9 ]}
- MIMO ist eine Antennentechnologie, die sowohl in Sende- als auch in Empfangsgeräten für die drahtlose Funkkommunikation eingesetzt wird.
- MIMO ist die einzige fortschrittliche Antennentechnologie, die gleichzeitig hohe Bandbreite, verbesserte Reichweite und hohe Mobilität zu geringeren Kosten bietet.
Visitant Strategies — ^{[ 10 ]}
- Intelligente Antennen sind Antennensysteme, die Rechen- oder elektronische Ressourcen nutzen, um die Systemleistung zu verbessern.
- Gemessen am Umfang der eingesetzten Intelligenz stellt die Antennendiversität die einfachste Form in der progressiven Komplexitätskette dar, gefolgt vom grundlegenden Beamforming, dem Prozess der Bündelung der abgestrahlten Energie, woraufhin die komplexere Raum-Zeit-Verarbeitung und schließlich MIMO folgen.
Magnetische Wissenschaften — ^{[ 11 ]}
- Satellitenortungssysteme und selbststeuernde Antennen werden an Bord von Schiffen, Fahrzeugen oder Flugzeugen eingesetzt, um den Kontakt zu Satelliten aufrechtzuerhalten.

Siehe auch

Antennendiversität
Intelligente Antenne
Forschung mit mehreren Antennen
MMM-Kommunikation (Mehrfacheingang, Mehrfachausgang)
Kooperative drahtlose Kommunikation
Die Vorcodierung umfasst räumliche Codierung (SC) und räumliches Beamforming (SB).
WSDMA
Intelligente Antenne für 3G-MIMO-Vorteile

Referenzen

^ „MARS@Lucent Multiple Antenna Research and Solutions“ . Archiviert vom Original am 1. Oktober 2007.
^ Polakos, Paul (1. Oktober 2002). „Intelligente Antennen und Blast für cdma2000-Netzwerke“ (PDF) .
^ „Forschung zu mehreren Antennen“ . imec.be. Archiviert vom Original am 4. Oktober 2007. Abgerufen am 29. Juni 2021 .
^ Li, Kuo-Hui. „Was ist eine intelligente Antenne?“ . Archiviert vom Original am 27. Juni 2007. Abgerufen am 29. Juni 2021 .
^ 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
^ "Was ist MIMO (Multiple Input, Multiple Output)?" .
^ „Smart Antennas Research Group“ . Stanford University . Archiviert vom Original am 20.10.2013 . Abgerufen am 03.10.2007 .
^ http://www.cdg.org/technology/cdma_technology/smart_antennas/index.asp , http://www.cdmatech.com/products/how_mimo_works.jsp
^ „MIMO-Technologie: Überblick“ . Nortel . Archiviert vom Original am 26. Mai 2007. Abgerufen am 12. Januar 2022 .
^ https://web.archive.org/web/20070928045359/http://www.visantstrategies.com/market_research/mimo_intelligent_antenna.html , http://www.researchandmarkets.com/reports/c21454
^ „Satellitenverfolgungseinheiten für Antennendiversität und selbststeuernde Antennen“ . Magnetic Sciences . Archiviert vom Original am 14. Oktober 2007. Abgerufen am 12. Januar 2022 .

Dr. Erik Dahlman, LTE, 3G Long Term Evolution (Archiviert am 03.03.2016 im Internet Archive)
„Die WINNER II-Luftschnittstelle: Verfeinerte raumzeitliche Verarbeitungslösungen“ (PDF) . WINNER II. 30. November 2006. Archiviert vom Original (PDF) am 30. Juli 2009. Abgerufen am 6. September 2008 .

Externe Links

Kurzbericht zu intelligenten Antennen und verwandten Technologien, veröffentlicht von Bell Labs und Lucent Technologies

[1] „MARS@Lucent Multiple Antenna Research and Solutions“ . Archiviert vom Original am 1. Oktober 2007.

[2] Polakos, Paul (1. Oktober 2002). „Intelligente Antennen und Blast für cdma2000-Netzwerke“ (PDF) .

[3] „Forschung zu mehreren Antennen“ . imec.be. Archiviert vom Original am 4. Oktober 2007. Abgerufen am 29. Juni 2021 .

[4] Li, Kuo-Hui. „Was ist eine intelligente Antenne?“ . Archiviert vom Original am 27. Juni 2007. Abgerufen am 29. Juni 2021 .

[5] ttps://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

[6] "Was ist MIMO (Multiple Input, Multiple Output)?" .

[7] „Smart Antennas Research Group“ . Stanford University . Archiviert vom Original am 20.10.2013 . Abgerufen am 03.10.2007 .

[8] ttp://www.cdg.org/technology/cdma_technology/smart_antennas/index.asp , http://www.cdmatech.com/products/how_mimo_works.jsp

[9] „MIMO-Technologie: Überblick“ . Nortel . Archiviert vom Original am 26. Mai 2007. Abgerufen am 12. Januar 2022 .

[10] ttps://web.archive.org/web/20070928045359/http://www.visantstrategies.com/market_research/mimo_intelligent_antenna.html , http://www.researchandmarkets.com/reports/c21454

[11] „Satellitenverfolgungseinheiten für Antennendiversität und selbststeuernde Antennen“ . Magnetic Sciences . Archiviert vom Original am 14. Oktober 2007. Abgerufen am 12. Januar 2022 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]