Fabricant d'antennes MIMO

Introduction

Les antennes jouent un rôle majeur dans les communications sans fil modernes, car elles sont le composant clé responsable de la transmission et de la réception de signaux sans fil sur une certaine distance. L'une des nombreuses technologies d'avant-garde dans le domaine des antennes modernes est la technologie des antennes à entrées multiples et sorties multiples (MIMO). Cette technologie utilise plusieurs antennes émettrices et réceptrices au lieu de la configuration habituelle à une seule antenne. Elle accroît ainsi la diversité des opérations de l'antenne. La diversité accrue des antennes offre plus de possibilités de recevoir et de transmettre des données. En outre, elle augmente le débit de données et la qualité du signal.

Dans cet article, nous aborderons en détail la technologie MIMO, les types d'antennes MIMO, les différents avantages et inconvénients des antennes MIMO et l'avenir des antennes MIMO.

Qu'est-ce que la technologie MIMO ?

La technologie MIMO permet de multiplier les émetteurs et les récepteurs, et donc d'exploiter les interférences par trajets multiples sur les signaux sans fil. Elle offre également davantage de possibilités de traiter des signaux multiples avec une plus grande diversité. La diversité se réfère à la flexibilité de traiter plus d'une gamme de fréquences. La technologie MIMO augmente également le débit du système et la fiabilité du réseau de communication. Le principe sous-jacent de la technologie MIMO réside dans le multiplexage spatial où plusieurs chemins sont utilisés comme canaux différents pour soutenir de nombreux canaux de communication. Le seul facteur qui limite la quantité de données transportées dans un canal est basé sur la loi de Shannon. La méthode MIMO basée sur le multiplexage spatial a été introduite par Arogyaswami Paulraj et Thomas Kailath en 1993. Après une brève compréhension des principales caractéristiques et de l'évolution historique de la technologie MIMO, il est important de souligner certains des principaux avantages de la technologie MIMO, comme suit :

• Augmentation du débit de données : Il améliore les capacités des réseaux de communication modernes, en particulier pour répondre à la forte demande de données.
• Résistance aux interférences par trajets multiples : Grâce au multiplexage spatial, l'erreur de propagation par trajets multiples est minimisée dans la technologie MIMO.
• Zone de couverture améliorée : La technologie MIMO offre une plus grande couverture que les technologies d'antennes conventionnelles.
• Largeur de bande élevée : la technologie MIMO permet d'élargir la largeur de bande pour les applications à forte demande de données.

Qu'est-ce qu'une antenne MIMO et comment fonctionne-t-elle ?

Les antennes MIMO sont les composants les plus importants d'une installation MIMO. Elles sont composées de plusieurs antennes d'entrée (émetteurs) et de sortie (récepteurs) permettant la communication sur plusieurs canaux dans le réseau. Le principe fondamental de l'antenne MIMO est le multiplexage spatial, où plusieurs flux de données sont acheminés sur différents canaux destinés au même utilisateur ou à plusieurs utilisateurs. Cependant, dans la plupart des cas, ces données sont transmises sur la même gamme de fréquences. En envoyant le même signal sur plusieurs antennes, les antennes MIMO obtiennent un gain de diversité. Cela permet d'améliorer la fiabilité du signal. En outre, une autre technique utilisée par les antennes MIMO est la formation de faisceaux. La formation de faisceaux nous permet d'ajuster les signaux de manière constructive afin de nous concentrer sur une destination intéressante. Au niveau du récepteur, différents algorithmes de combinaison sont utilisés pour recréer le signal transmis par plusieurs émetteurs.

Types de configurations d'antennes MIMO

Les antennes MIMO ont différentes catégories et configurations. Une catégorie de configuration est basée sur le nombre d'utilisateurs pouvant interagir avec le système d'antenne MIMO. Il existe donc deux types de configurations :

• SU-MIMO : Configuration MIMO mono-utilisateur dans laquelle les flux de données du réseau n'interagissent qu'avec un seul appareil à la fois.
• MU-MIMO : Configuration MIMO multi-utilisateurs dans laquelle plusieurs utilisateurs peuvent interagir avec le réseau.

En outre, il existe de nombreuses configurations basées sur le nombre d'antennes dans les flux d'entrée et de sortie. Ces configurations sont les suivantes :

• SISO - Single Input Single Output (entrée unique, sortie unique)
• SIMO - Single Input Multiple Output (entrée unique et sortie multiple)
• MISO - Entrée multiple, sortie unique
• MIMO - Entrée multiple, sortie multiple

MIMO-SISO est la forme la plus simple de configuration MIMO, dans laquelle une seule entrée et une seule sortie sont configurées. Les autres configurations présentent une certaine complexité, la configuration MIMO étant la plus complexe. En outre, pour la configuration MIMO, les antennes sont configurées comme suit :

• 2×2
• 4×4
• 6×6
• 8×8 - La configuration la plus courante dans les systèmes MIMO modernes tels que la 5G

Outre ces configurations, la technologie MIMO massive est une autre configuration largement utilisée en raison de la popularité croissante des technologies 5G et au-delà. La technologie MIMO massive repose sur trois aspects principaux :

• Diversité spatiale
• Multiplexage spatial
• Formation de faisceaux

Les applications de toutes ces configurations sont les suivantes :

• Applications et services basés sur la technologie 5G
• IdO massif
• Applications de l'industrie 4.0
• Applications à grande échelle telles que la chaîne d'approvisionnement et la logistique

Applications des antennes MIMO

Examinons maintenant plus en détail certaines des applications des antennes MIMO. Voici quelques-unes des principales applications MIMO :

• Communication dans les réseaux cellulaires : Les antennes MIMO sont largement utilisées dans les technologies cellulaires modernes telles que la 5G et au-delà. Avec l'augmentation du nombre d'utilisateurs, il est essentiel de répondre aux besoins d'un grand nombre d'entre eux.
• Communication par satellite : Les antennes MIMO deviennent essentielles pour les communications par satellite, car elles peuvent résister à de graves interférences entre les canaux.
• les réseaux locaux sans fil et les réseaux Wi-Fi : Les applications d'antennes MIMO jouent également un rôle crucial dans ces systèmes sans fil pour améliorer les débits de données, la couverture et la largeur de bande.
• Liaisons sans fil point à point : Les antennes MIMO sont également idéales pour les réseaux point à point tels que les liaisons hertziennes et les communications par satellite.
• Réseaux IoT massifs : Les antennes MIMO sont importantes pour les réseaux IoT massifs où des milliers ou des millions d'appareils IoT sont connectés sur internet. Un tel système nécessite des débits de données et une bande passante améliorés.

Avantages et défis des antennes MIMO

Les principaux avantages des antennes MIMO dans les différentes applications sont les suivants :

• Les antennes MIMO permettent d'obtenir des signaux puissants et fiables par rapport aux configurations d'antennes simples.
• Expérience multimédia étendue et capacité de diffusion en continu. Grâce à l'amélioration des débits de données et de la qualité, les antennes MIMO permettent une expérience multimédia de qualité en continu.
• Par rapport aux systèmes traditionnels, les antennes MIMO peuvent assurer une communication sécurisée avec une perte de paquets minimale due aux interférences par trajets multiples.
• Les antennes MIMO peuvent également améliorer la couverture et la fiabilité.

Toutefois, ces avantages s'accompagnent de défis raisonnables, tels que :

• Les antennes MIMO sont complexes à concevoir
• Les antennes MIMO consomment généralement une quantité considérable d'énergie
• Cela nécessite des techniques avancées de traitement du signal avec différentes qualités d'adaptation

L'avenir des antennes MIMO

Voici quelques-unes des tendances récentes associées à la technologie MIMO :

• MIMO massive pour la gestion d'un grand nombre d'appareils connectés
• MIMO à ondes millimétriques pour les technologies cellulaires 5G et au-delà
• Surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) pour une couverture personnalisée et des exigences en matière de largeur de faisceau

Les tendances ci-dessus montrent que la technologie MIMO est prometteuse pour les communications cellulaires et IoT.

Conclusion

Dans cet article, nous avons présenté brièvement la technologie MIMO et les antennes. En outre, les différentes configurations d'antennes MIMO et leurs applications ont été décrites. Nous avons également abordé certains des avantages et des défis de la technologie MIMO et, enfin, nous avons décrit les tendances récentes associées aux antennes MIMO.