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Réseaux et transmission : 4 questions pour cerner le “MIMO” massif

Comme son nom l’indique, Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) est un système de réseau d’antennes utilisant une quantité massive d’antennes. Il est également appelé MIMO à grande échelle.

Le MIMO massif n’est pas une nouvelle technologie, mais une extension de la technologie MIMO, qui a été largement utilisée à l’ère 4G. Alors que le MIMO 4G traditionnel ne peut atteindre que 8 canaux d’antenne maximum, le MIMO massif, lui, peut atteindre 16/32/64 canaux en 5G. D’où son appellation de «Massive» MIMO.

Qu’est-ce que le MIMO massif ?
MIMO est la sortie multiple à entrée multiple. En effet, selon le nombre d’antennes de la station de base et du téléphone mobile, le MIMO peut être divisé en quatre types : SISO (sortie unique à entrée unique), SIMO (sortie unique à entrée multiple), MISO (sortie unique à entrée multiple), MIMO (entrée multiple à sortie multiple). La technologie MIMO adopte plusieurs antennes d’émission et de réception aux extrémités d’émission et de réception, respectivement, de sorte que les signaux sont transmis et reçus via plusieurs antennes, ce qui améliore considérablement la qualité de la communication.

De la 4G à la 5G, pourquoi le nombre d’antennes augmente côté station de base ?
Dans un système de communication, plus le nombre d’antennes est grand, plus le réseau d’antennes formé par agrégation est dense, ce qui rend la formation de faisceaux plus avantageuse. Qu’est-ce que le beamforming ? La formation de faisceaux est une technologie qui ajuste de manière adaptative la plage de rayonnement d’un réseau d’antennes en fonction de différents scénarios. Nous pouvons dire que Massive MIMO est la formation de faisceaux de plusieurs antennes.

Dans la méthode de communication traditionnelle, l’antenne unique de la station de base communique avec l’antenne unique du téléphone mobile, ce qui limite le nombre d’utilisateurs en même temps et à la même fréquence. Cependant, dans la technologie de formation de faisceaux, la station de base a plusieurs antennes, qui peuvent ajuster automatiquement la phase du signal transmis par chaque antenne, de sorte que plusieurs signaux peuvent se chevaucher et générer un gain de signal plus fort.

Cette méthode peut surmonter les pertes et augmenter la force du signal reçu. Lorsque la 5G arrive, les réseaux d’antennes s’étendent d’une dimension à deux. La formation de faisceaux a évolué vers la formation de faisceaux 3D. Cette dernière permet à la station de base de diriger le signal vers l’utilisateur cible avec plus de précision, ce qui peut améliorer la force du signal et éviter ses interférences.

Quels sont les avantages de Massive MIMO ?
1 -Formation de faisceau 3D plus précise pour améliorer la force du signal reçu par le terminal. Différents faisceaux ont leurs propres zones focalisées et l’utilisateur se trouve toujours dans la meilleure zone de signal de la cellule.

2 -Servir plus d’utilisateurs en même temps et à la même fréquence, et augmenter la capacité du réseau. Étant donné que Massive MIMO peut former une couverture de faisceau étroit indépendante pour différents utilisateurs, le système d’antenne peut transmettre différentes données utilisateur en même temps, ce qui peut considérablement améliorer le débit du système et la capacité du réseau.

3 -Réduire efficacement les interférences entre les cellules. La technologie traditionnelle propage le signal dans toutes les directions, ce qui produit des interférences. Mais la technologie Massive MIMO ne propage les signaux que dans des directions spécifiques, ce qui évite les interférences. Les faisceaux d’antenne sont très étroits et offrent une couverture précise aux clients, ce qui peut réduire considérablement les interférences entre les cellules.

4 -Meilleure couverture des cellules distantes et proches. Le degré de liberté du faisceau dans les directions horizontale et verticale permet d’obtenir une couverture continue, qui peut mieux couvrir le bord de la cellule.

Quels sont les scénarios d’application du MIMO ?
1Scénario multi-utilisateurs, zone dense : peut-être avez-vous déjà fait l’expérience que lorsqu’il y a beaucoup de monde dans des concerts, des fêtes, et autres, il devient très difficile d’appeler et de surfer sur Internet. C’est parce qu’il y a trop d’utilisateurs dans la portée du signal. MIMO augmente non seulement la capacité, mais améliore aussi considérablement l’expérience utilisateur. Pour les utilisateurs, quel que soit le nombre de personnes, la vitesse du réseau peut être très rapide.

2 Scène de couverture de grande hauteur : les utilisateurs sont répartis en grand nombre sur différents étages, mais la couverture verticale des stations de base traditionnelles étant généralement étroite, il peut être nécessaire de déployer plusieurs antennes pour répondre à la demande. MIMO afin d’améliorer les couvertures horizontale et verticale.

Comparé aux solutions traditionnelles, il peut couvrir les étages hauts et bas en même temps, résolvant le problème de couverture des immeubles de grande hauteur. Depuis 2014, ZTE continue de diriger Massive MIMO dans l’industrie et a réalisé un déploiement commercial à grande échelle de 5G Massive MIMO avec d’excellentes performances. Dans le développement futur de la communication mobile 5G, quel rôle jouera la technologie Massive MIMO ? Nous restons à l’écoute.

Sanae Raqui / Les Inspirations ÉCO

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