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통신상식

다중안테나(Multi-antenna)-MIMO

by 메이킹 테니스 센스 2022. 12. 31.

다중안테나 기술은 진화된 신호처리를 결합하여 송/수신기 양쪽 혹은 한쪽에 다중 안테나를 사용하면서, 신호를 1배에서 8배까지 빠르게 받는 기술이다. 뿐만 아니라 신호도 여러개를 더 받아들이므로 신호의 성능도 개선 시킬 수 있다.

시스템의 속도와 성능 및 용량을 개선 시킬 수 있는 안테나 기술이다.

다중 안테나 구성

다중 안테나를 사용할때는 안테나 간의 유격이 반드시 필요하다. 안테나간의 거리는 무선 채널 페이딩 사이의 상호관계에 깊은 관련이 있기 때문이다. 

다중 안테나 기술의 이점

다중 송수신 안테나 시스템은 추가적인 주파수나 송신전력의 할당 없이도 채널 용량을 안테나 수에 비례하여 증가시 킬 수 있는 장점으로 인해 차세대 통신기술의 핵심으로 부각되고 있다. 본 원고에서는 이동통신 시스템에서 다중 송수신 안테나간 채널 특성을 활용하여 무선링크의 신뢰도와 전송률을 증대시키는 다중 송수신 안테나 전송기술과 전체 채널용량을 증가시킨다. 

송/수신기 양쪽에 동시에 다중 안테나들을 사용함으로써 무선 인터페이스 상으로 복수 개의 통신 채널을 만들어 낼 수 있다. 이는 전력 효율성의 감소 없이 매우 높은 대역폭 활용도를 얻을 수 있는 가능성을 제공한다. 쉽게 말하면, 제한되 대역폭 내에서 커버리지의 큰 감소없이도 매우 높은 데이터 속도가 가능한다.

다중안테나를 사용함으로써, 지연 다이버시티, 순화지연 다이버시티, 공간 다이버시티 등의 효과를 좁은 공간에서 누릴 수있게 된다.

SU-MIMO

SU-MIMO는 3GPP standardization from LTE로 사용되면 단일 사용자 MIMO는 한번에 하나의 장치간에 여러 데이터 스트림을 보내거나 받아야 합니다. 
이 기술을 사용하려면 송수신 안테나가 다중 안테나와 함께 MIMO 기술을 지원하는 송수신 안테나가 필요하다. 

MU-MIMO

표준 구현 비용이 거의 들지 않으며 다른 것을 수정하지 않고도 막힌 네트워크에 눈에 띄는 영향을 미칩니다. 이제 장치는 패킷을 가져오고 보내기 위해 훨씬 더 짧은 시간만 소요되며, 전반적으로 보다 효율적인 무선 네트워크를 만듭니다. 하지만 모든 문제가 해결되지는 않습니다. 무선은 항상 공유 매체이며, 장비가 워크로드에 대해 등급이 지정되지 않은 경우 파장 혼잡, 간섭 및 순수한 과밀화와 같은 다른 요인에 의존 할 수 있습니다.

빔포밍

무선통신에서 빔포밍(영어: beamforming 또는 spatial filtering)은 스마트 안테나(smart antenna)의 한 방식으로 안테나의 빔을 특정한 단말기(수신기기)에 집중시키는 기술이다. 스마트 안테나(smart antenna)는 효율성을 높이기 위해 다수의 안테나를 이용해 구현될 수 있다. 다수의 안테나를 송신기와 수신기 모두에 구현한 경우를 MIMO라고 한다.

일반적으로 빔포밍은 무대 위의 배우에게 스포트라이트(spotlight)로 불 빛을 비추는 것과 같은 효과를 의미한다. 빛은 전파들 중에서 주파수가 높은 신호에 해당한다. 전파는 주파수가 높을 수록 직진성이 강해서 빛처럼 주파수대가 높은 신호는 한 방향으로 몰아서 보내지 않으면 신호 전송에 많은 에너지가 소모된다.

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