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無線現場におけるMIMOビームフォーミング、空間多重、ダイバーシティ
Wireless InSiteは、以下の一般的なMIMO技術をモデル化する機能を提供します。
アンテナ・ダイバーシティ
受信機では、アンテナダイバーシティ方式は、互いに半波長以上離れたアンテナで受信した信号の違いを利用することで、フェージングの少ない、よりロバストな信号を提供します。 Wireless InSiteは、レシーバーダイバシティの3つのアプローチをサポートしています：
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選択結合：最もSNRの高い受信アンテナからの信号を選択する。
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イコール・ゲイン・コンバイニング：各受信アンテナからの位相を揃え、建設的に合計する
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最大比結合：各受信アンテナからの電圧を最適に結合するために、重みを適用して位相を揃え、マグニチュードを調整する。
送信ダイバーシティと受信ダイバーシティの両方の技術が有効になっている場合、Wireless InSiteはこれらを併用して信号を結合し、その結果、送信機と各受信ポイント間のデータの単一ストリームの受信が全体的に改善されます。
4つの受信アンテナを持つ異なるMIMO受信ダイバーシティ技術によるSINRの比較。ー選択コンバイニング（ー赤色はーではー橙色）、ー最大比コンバイニング（ー緑色）ともにー数dBのー増。
空間多重
Wireless InSiteは 、特異値分解（SVD）を使用して空間多重をモデル化します。 空間多重は、送受信アンテナペア間のチャネルの違いを利用して、送受信アンテナ間で複数の独立したストリームを提供し、並列ストリームでデータを送信することでスループットを向上させます。 SVDはチャネルを複数のストリームに分解し、その数は送信アンテナと受信アンテナの数のうち小さい方になります。 例えば、2x2または4x2 MIMOのようなシナリオでは、SVDは2つの独立したストリームを生成できますが、4x4（4つの送信アンテナと4つの受信アンテナ）では、4つのストリームを生成でき、スループットが4倍になる可能性があります。
実際のスループットは、各ストリームでどれだけ高いSINRを達成できるかにかかっています。Wireless InSiteは、SVD技術を使用して、直交データストリームを生成し、それぞれの実効SINRを計算することで、各並列ストリームのスループットを予測することができます。ユーザーは、電力がストリームにどのように適用されるかを改善するために、均一な電力割り当てまたはウォーターフィリングのいずれかを選択することができ、モデルがパフォーマンスの低いストリームを削除して、最高の全体的なスループットを提供する電力分割とストリームの組み合わせを達成するように要求することができます。チャネルの総スループットは、すべての並列ストリームからのスループットの合計から計算されます。
大規模MIMOビームフォーミング
ビームフォーミングの目的は、複数のアンテナを使用してビームを形成し、受信機へのSINR、ひいてはスループットを向上させることです。 Wireless InSiteは現在、ビームフォーミングに2つの方法をサポートしています：
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MRT（Maximum Ratio Transmission）：Tx点とRx点間のビームを（適応的に）最大化する。
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プリコーディング・テーブル：ユーザーが表形式のビームを定義でき、定義済みのビームから選択できる多くのアプローチ（コードブックなど）をサポートする。
MRTは、送信アンテナと受信アンテナの間のチャネルに関する情報を利用して、受信機に最適なビームを形成する。 実際には、この技術は、アップリンクとダウンリンクが同じ帯域を共有する時分割二重（TDD）システムに使用されるのが一般的で、基地局がこの最適ビームを適応的に形成するために使用できるパイロット信号を受信機が送信できるようにする。
Wireless InSiteのプリコーディングテーブルは、より汎用的なものである。 ユーザーは定義済みのビームフォーミングの重みを複数セット定義でき、Wireless InSiteは異なる重みを評価し、各受信ポイントに最も強いビームを選択します。 これは、事前に定義されたビーム（コードブックなど）を持つMIMO基地局をシミュレートし、与えられたチャネルに使用するための最良を決定するために様々な方法のいずれかを使用します。
%2Band%2BMIMO%2BMRT.png "SISO（ビームフォーミングなし）＋MIMO＋MRT")
マッシブMIMOビームフォーミング（右）はセクターホーン（左）よりもスループットが大幅に向上していることがわかる
相互結合をモデル化するためのSパラメータの使用
MIMO技術の多くは、送受信アンテナ素子ペア間の多くのチャネルが「直交」または無相関であることを保証するために、マルチパスとアンテナ間の空間分離に依存している。 しかし、現実のシステムでは、アンテナ間の相互結合によってチャネルの相関が高くなり、MIMO空間多重の性能が劣化する。 右の図に示すように、ウェイトが相互結合を補正するように調整されていない場合、相互結合はビームフォーミングにも影響を与える可能性がある。 Wireless InSiteは、Sパラメータをインポートすることで、この影響を捕捉することができます。Sパラメータは、測定または全波アンテナシミュレーションでシミュレートすることができます。 ダイバーシティ、空間多重、またはビームフォーミングのためのMIMOポスト処理中に、これらのSパラメータは相互結合の影響を組み込むために適用され、この結合がMIMO通信システムの計算結果に与える劣化の推定値を提供します。
相互結合が十分に強く、コードブックの重み付け係数で補正されない場合、MIMOビームフォーミングがどのように劣化するかを示す例。
