Texnologiya mimoni 2x2. MIMO texnologiyasi: nima va u nima yeydi

Ko'p foydalanuvchi MIMO 802.11 ac standartining ajralmas qismi hisoblanadi. Ammo hozirga qadar ko'p antenna texnologiya, yangi turdagi qo'llab-quvvatlash hech qurilmalar bor edi. WLAN-routerlar 802.11 oldingi avlod AC Wave 1. Faqat joriy Multi Wave 2 MIMO texnologiyasi (MU-MIMO) sifatida mo'ljallangan uskunalar va qurilma ketadi, bu ikkinchi to'lqin rahbari.

■ Ha □ Yo'q

kullanıcılı MIMO texnologiyasi bir nechta qurilma bir vaqtning o'zida bir signal yuboradi boshlab, mos ravishda, o'rniga bitta mijoz uchun bir necha kora alohida oqimlarni uzatish uchun header ma'lumotlar birliklarining shakllanishiga doir protokol kengaytirilgan, kullanıcılı MIMO texnikasi kodlash, shuningdek, alohida-alohida har bir foydalanuvchi uchun uzatishni tarqatadi . Chastotalar diapazonining va kodlashning taqsimlanishi bir xil bo'ladi.

to'rt qurilmalar bir WLAN tarmoq o'rtasida bo'lingan bo'lsa Yagona aloqa Foydalanuvchining barcha (bitta foydalanuvchi), router konfiguratsiya 4 4 × 4 MIMO to'rt fazoviy ma'lumotlar oqimini uzatadi, ammo har doim bitta va bir xil apparat. Qurilmalar va gadjetlar navbat bilan xizmat ko'rsatadi. Multi Foydalanuvchi (Multi) Qo'llab-quvvatlanadigan kullanıcılı MIMO (Multi foydalanuvchi MIMO) hosil bo'lmaydi WLAN- router resurslaridan foydalanish bo'yicha kutib qurilmalar portlashlari. Laptop, planshet, telefon va televizor bir vaqtning o'zida ma'lumotlar bilan ta'minlangan.

WLAN tarmog'i bandargohga o'xshaydi: kunduz vaqtiga qarab, kompyuter va noutbuklar, planshetlar, smartfonlar, televizorlar va o'yin konsullari bilan bir qatorda ushbu harakatga ulanadi. O'rtacha uy sharoitida WLAN tarmog'i orqali Internetga ulangan beshdan ortiq qurilmalar mavjud bo'lib, ularning soni doimo o'sib bormoqda. har qanday vaqtda router faqat bitta qurilma ulangan bo'lishi mumkin, chunki asosiy standart IEEE 802.11b doirasida taqdim etiladi 11 Mbit / s tezlikda, Internet, va yuklash bilan, sabr-toqat, bir poda talab qiladi. Agar radioeshittirish bir vaqtning o'zida uchta qurilma tomonidan ishlatilsa, har bir mijoz aloqa sessiyasining davomiyligining atigi uchdan birini oladi va vaqtning uchdan ikki qismi kutish uchun sarflanadi. Eng so'nggi IEEE 802.11ac standartidagi WLAN-lar ma'lumot uzatishni 1 Gbit / s gacha tezlikda taqdim etishiga qaramasdan, navbatdagi tezlikni kamaytirish muammosi ham mavjud. Ammo keyingi avlod qurilmalar (802.11ac Wave 2) bir nechta faol qurilmalar bilan radiotarmoqlarga yaxshi ishlashni va'da qilmoqda.

Innovatsiyalarning mohiyatini yaxshiroq tushunish uchun avvalo yaqinda WLAN-tarmoqlar bilan qanday o'zgarishlar sodir bo'lganligini eslashingiz kerak. standart IEEE 802.1In, bir MIMO texnikasi (: - Ko'p chiqish ko'p kiritish ko'p Kirish Multiple Chiqish) bilan boshlab, ma'lumotlar uzatish tezligini oshirish eng samarali usullaridan biri. Bu ma'lumotlar oqimlarining parallel uzatilishi uchun bir nechta radio antennadan foydalanishni nazarda tutadi. Misol uchun, WLAN tarmog'i orqali, bir video fayl uch antennalar bilan MIMO-router yordamida uzatiladi, bo'lsa, ideal holda har bir uzatish qurilmasi (oluvchidan uch antennalar qachon) uchinchi faylni yuboradi.

Har bir antenna bilan harajatlarni oshiring

IEEE 802.11n standartida har bir alohida oqimning maksimal uzatish tezligi 150 Mbit / s ni tashkil etadi. To'rt antennali qurilmalar ma'lumotni 600 Mb / s gacha tezlikda uzatish imkoniga ega. Hozirgi IEEE 802.11ac standarti nazariy jihatdan 6900 Mbit / s ni tashkil etadi. Keng radio kanallari va takomillashtirilgan modulyatsiya bilan bir qatorda, yangi standart sakkiz MIMO oqimidan foydalanishni ta'minlaydi.

Biroq, antennalar sonining ko'payishi ma'lumotlar uzatish tezligini ko'paytirishni kafolatlamaydi. Aksincha, to'rtta antennalar bilan birga yuk miqdori juda ko'payadi va radio signallarining to'qnashuvlarini aniqlash jarayoni qimmatroq bo'ladi. Qo'shimcha antennalardan foydalanish uchun MIMO texnologiyasi yaxshilanmoqda. Diskriminatsiya uchun sobiq MIMO ko'proq to'g'ri MIMO (Single User MIMO) deb ataladi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, bir vaqtning o'zida bir nechta hududiy oqimlarni bir vaqtning o'zida uzatish imkonini beradi, lekin har doim ham bitta manzil. Ushbu kamchilik endi ko'p foydalanuvchilar MIMO yordamida olib tashlandi. Ushbu texnologiya yordamida WLAN-routerlar bir vaqtning o'zida to'rt mijozga signal uzatishlari mumkin. Misol uchun, sakkizta antennaga ega qurilmada noutbukni taqdim etish uchun to'rtta, ikkita boshqasi - planshet va smartfon bilan parallel ravishda foydalanish mumkin.

MIMO - aniq yo'nalishli signal

Router bir vaqtning o'zida turli xil mijozlarga WLAN-paketlarni yo'naltirish uchun, mijozlar joylashgan joy haqida ma'lumotga ega bo'lishi kerak. Buning uchun birinchi navbatda, sinov paketlari barcha yo'nalishlarga yuboriladi. Mijozlar ushbu paketlarga javob berishadi va tayanch stantsiya signal kuchining ma'lumotlarini saqlaydi. Nurni shakllantirish texnologiyasi MIM MIMO ning eng muhim yordamchilaridan biridir. Uning qo'llab-quvvatlashi allaqachon IEEE 802.11n standarti tomonidan taqdim etilgan bo'lsa-da, IEEE 802.11ac-da ishlab chiqilgan. Uning mohiyati iste'molchilarga radioeshittirishni jo'natish uchun maqbul yo'nalishni o'rnatishdir. Asosiy stantsiya har bir radio uzatish uchun uzatish antennasining optimal yo'nalishini belgilaydi. Ko'p foydalanuvchi rejimi uchun optimal signal yo'lini topish muhim ahamiyatga ega, chunki bitta mijozning joylashuvini o'zgartirish barcha uzatish yo'llarini o'zgartirishi va butun WLAN-ning tarmoqli kengligini buzishi mumkin. Shuning uchun kanalning har 10 daqiqasida tahlil qilinadi.

Taqqoslash uchun, bitta foydalanuvchi MIMO har 100 ms ni tahlil qiladi. Ko'p foydalanuvchi MIMO bir vaqtning o'zida to'rtta mijozga xizmat ko'rsatishi mumkin, har bir mijoz parallel ravishda to'rtta ma'lumot oqimini olishi mumkin, bu esa umumiy 16 ta mavzuga ega. Bu ko'p foydalanuvchi MIMO uchun yangi WLAN routerlari talab qilinadi, chunki hisoblash quvvati tobora o'sib bormoqda.

Ko'p foydalanuvchi MIMOning eng jiddiy muammolaridan biri mijozlar o'rtasidagi aralashuvdir. Tiqilishi ko'pincha o'lchanadigan bo'lsa-da, bu etarli emas. Agar kerak bo'lsa, bitta ramka birinchi o'ringa beriladi, boshqalari esa, aksincha, bajariladi. Buning uchun 802.11ac ma'lumot paketining turiga qarab turli xil tezliklarda ishlashni taqiqlaydi, masalan, video paketlarni afzal ko'radi.

MIMO texnologiyasi va MIMO antenna 2x2 ning mohiyati

Ko'pchiligingiz MIMO texnologiyasiga o'xshash narsa haqida eshitgandirsiz.

MIMO nima? Ushbu qisqartirish "Ko'p Kirish bir nechta Chiqish" degan ma'noni anglatadi

tarjima ma'nosi: "Ko'p Kirish bir nechta chiqish." quyidagicha texnologiya: ma'lumotlar uzatish antenna bir qator orqali bo'lib o'tadi, unda signal şifreleyen bir usuli, fazoviy kanal tarmoqli kengligi oshiradi. Oddiy so'zlar bilan: parallel antennalar sonini ko'paytirish orqali signal kengayishi mavjud.

Ko'pincha MIMO texnologiyasi Wi-Fi tarmog'ida ishlatiladi. Ushbu texnologiyadan foydalangan holda ma'lumotlar uzatish tezligi sekundiga 300 megabitsdan oshadi. Bundan tashqari, MIMO orqali - simsiz tarmoq ma'lumot uzatish tezroq bo'ldi, hatto signal qabul qilish darajasi minimal bo'lsa ham. Wi-Fi kabi, 4G tezligi soniyasiga 300 megabitdan oshdi.

MIMOning asosiy ustunligi, stantsiyadan yaxshi masofadan turib mukammal va barqaror aloqadir.

MIMO texnologiyasining mohiyati. Boshqacha aytganda: oqimni bir necha kanalga parallel qilib, ularni bir necha antennalar orqali turli yo'llar bilan boshlashingiz va ularni qabul qilishda mustaqil antennalar sifatida olishingiz mumkin. Biz ikki kanal, kechikish bilan bir xil ma'lumotni MIMO oldindan kodlar uzatish bo'lsa, biz 10-12 dB signal / shovqin nisbati yaxshilash teng qabul qiluvchi tomonida yo'qolgan ramzlari tiklash mumkin. Ushbu texnologiya tezligi oshishiga olib keladi.

Polarizatsiya kanallarni ajratish uchun ishlatiladi. tarmoq MIMO texnologiyasi IEEE 802.11n standartlariga va IEEE802.11ac ishlaydi va allaqachon MIMO bilan bog'liq ko'pgina ustroystvami.V mavzu tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan WI-FI yilda kabel yig'inlari sifatida muddatli bunday emas. Bolal instruktorlari antennani va uzatish moslamasini (modem, router) ulovchi kabellardir. Uchun to'g'ri tanlov  simi montaj qilish uchun siz antennadan qurilmaga masofani aniq bilishingiz kerak. O'rnatish kabeli va ikkita konnektorni o'z ichiga oladi.

Polarizatsiya kabi atama ham mavjud. To'lqinlarning polarizatsiyasi. Elektr va magnit maydonlarining yo'nalishi kosmosda o'zgarishsiz qoladigan yoki ma'lum bir qonunga muvofiq o'zgarib turadigan to'lqinlar polarizatsiya deb ataladi.

Polarizatsiya mos, vertikal va gorizontal.

3G va 4G antennalar mavjud.

Tashqi antennalar quyidagi hollarda qo'llaniladi:

Aloqa tezligi operator tomonidan bildirilgan pastroq.

Beqaror muloqot.

Zaif signal yoki uning to'liq yo'qligi.

Antennalar bir necha turdagi: paneli, statsionar, dumaloq, ko'p tomonlama, universal, yo'naltiruvchi, ko'p yo'nalishli, sektoral va boshqalar.

Antenani tanlayotganda siz quyidagi xususiyatlarni bilishingiz kerak:

Operatsion chastotalar diapazoni (MGts).

Quvvatlash.

Kirish qarshilik.

Faol antenna radiatorlari yomg'irdan ultrabinafsha nurlanishidan himoyalangan plastik sumkada ishonchli tarzda saqlanadi. Antenna kirishlar modem kiritish haqida statik elektr jamlash ehtimolini kamaytiradi va keraksiz (modem va antenna o'rtasida besleyiciyi bog'lovchi kichik uzunligi bilan) bajarish ishlatmasangiz qiladi tashqi va ichki konduktorlar, o'rtasida shahar qisqa tutashuvi etiladi. O'rnatish antennani vertikal quvurga o'rnatishga imkon beradi,

antenna burchagi sozlamalari o'rnatiladi. Shuningdek, dizayn ilova tufayli juda qutblashish o'zgaruvchan ko'ngil hisoblanadi.

2. LTE-A qo'llab-quvvatlaydigan NITSA-5 MIMO 2x2 birinchi universal masofaviy antennasi (300 Mbit / s gacha). Shuningdek Nitsa-5 MIMO 2x2 kit c Uyali telefonlar foydalanish uchun mo'ljallangan, modemlar yoki tekrarlayicilar standartlari LTE800 / GSM900 / GSM1800 / UMTS900 / UMTS2100 / WIFI2400 / LTE2600. Faol antenna radiatorlari plastik uyga joylashtirilgan. O'rnatish sizning antennangizning burilish burchagini va polarizatsiya burchagini o'zgartirish imkonini beradi. Masofadan 10 km masofada foydalanish uchun tavsiya etiladi tayanch stantsiya. MIMO texnologiyasi yordamida ushbu antenna har qanday yuqori tezlikli standart uchun universal echim bo'ladi.

3. Universal Panel Antenna 15-17 dBi (1,7-2,7 GHz)

USB 3G / 4G modem uchun germetik yopilgan qutisi bilan Panel Antenna Agata MIMO 2x2 BOX 2G / 3G / LTE signal kuchaytirish uchun bir kalit yechim hisoblanadi. Antenna turi - in-phase grating. Zaif va beqaror signal darajasi bilan xizmat ko'rsatish hududlari chegaralarida foydalanish uchun tavsiya etiladi. FTP CAT5 kabelidan USB uzatma kabelidan foydalanish tufayli, antenna-modem qismida signal yo'qotishlarini bartaraf etish mumkin bo'ldi.

Ushbu yechim 6 dB ga qadar signal kuchaytirilishiga erishishga imkon beradi, bu aloqani yaxshilashda hal qiluvchi omil bo'lishi mumkin.

27.08.2015

Albatta, ko'pchilik texnologiya haqida eshitgan MIMO, so'nggi yillarda ko'pincha reklama broshyuralari va plakatlar bilan to'la, ayniqsa, kompyuter do'konlari va jurnallarida. Lekin MIMO (MIMO) nima va u nima yeydi? Keling, yana bir ko'rib chiqaylik.

MIMO texnologiyasi

MIMO (Multiple Kirish Multiple Chiqish; bir necha kirishlar necha chiqishi) - usuli fazoviy signal, uzatish uchun ma'lumotlar, ikki yoki undan ko'p antennalarga va qabul uchun antennalar bir xil miqdorda foydalanib, bu erda, kanal tarmoqli kengligi oshirish imkonini beradi. Yuboruvchi va qabul qiluvchi antennalar qo'shni antennalar orasidagi o'zaro bir-biriga ta'sir o'tkazish uchun etarlicha ajratilgan. MIMO texnologiyasi simsiz Wi-Fi, WiMAX, LTE texnologiyasida tarmoqli kengligi va chastota diapazonidan yanada samarali foydalanish uchun ishlatiladi. Aslida, MIMO bir chastota diapazonida va berilgan chastota koridorida ko'proq ma'lumotni uzatishga imkon beradi. tezlikni oshirish. Bunga bir nechta uzatish va qabul qilish antennasidan foydalanish orqali erishiladi.

MIMOning tarixi

MIMO texnologiyasi etarlicha asfaltlangan rivojlanishga bog'liq. Uning tarixi 1984 yilda boshlanib, ushbu texnologiyadan foydalanish uchun birinchi patent ro'yxatdan o'tgan. Kompaniyada dastlabki ishlab chiqish va tadqiqotlar o'tkazildi Siyohdondagi laboratoriyalar, 1996 yilda esa kompaniya Airgo Networks  Birinchi MIMO chipset nomi ostida ishga tushirildi Haqiqiy MIMO. MIMO texnologiyasi 21-asrning boshlarida, simsiz aloqa qilishda eng ko'p ishlab chiqilgan wi-Fi tarmoqlari  3G va uyali aloqa tarmoqlari. Va endi MIMO texnologiyasi 4G LTE va Wi-Fi 802.11b / g / AC tarmoqlarida to'liq ishlatiladi.

MIMO texnologiyasi nimani taqdim etadi?

Oxirgi foydalanuvchi uchun MIMO ma'lumotlar uzatish tezligini sezilarli darajada oshiradi. Uskunaning konfiguratsiyasiga va ishlatiladigan antennalarga qarab, tezlikni ikki barobar, uch baravar va sakkiz baravar oshirish mumkin. Odatda, simsiz tarmoqlar antennalarni qabul qilish va qabul qilishning bir xil sonidan foydalanadi va masalan, 2x2 yoki 3x3 kabi yoziladi. Ya'ni. MIMO yozuvini 2x2 ko'rsak, ikkita antenna signalni va ikkita qabulni uzatadi. Masalan, standart Wi-Fi-da 20 MHzli kanal 866 Mbit / s gacha bo'lgan tarmoqli kengligi bilan ta'minlaydi, 8-kanalli MIMO konfiguratsiyasi 8 kanalni birlashtiradi, bu maksimal tezlik 7 Gbit / s ni tashkil etadi. Xuddi shunday, LTE MIMO da - tezlikni bir necha marta oshirishi mumkin. LTE tarmoqlarida MIMO'dan to'liq foydalanish uchun sizga kerak , t. qoida sifatida o'rnatilgan antennalar etarlicha intervalgacha emas va kichik ta'sir ko'rsatadi. Va, albatta, bazaviy stantsiyadan MIMO yordami bo'lishi kerak.

MIMO yordami bilan LTE antennasi gorizontal va vertikal tekisliklarda signal uzatadi va qabul qiladi. Bunga polarizatsiya deyiladi. MIMO antennasining o'ziga xos xususiyati ikki antenna ulagichining mavjudligi va shuning uchun modem / routerga ulanish uchun ikki simni ishlatishdir.

ko'p 4G LTE tarmoqlari uchun MIMO-antenna aslida birida ikki antennalar, deb, asossiz deb emas, balki qanday qaramay, bunday antennalar foydalanish ikki marta tezlikda o'sish, deb o'ylamayman. Bu faqat nazariy bo'lishi mumkin, amalda esa 4G LTE tarmog'idagi an'anaviy va MIMO antennasi o'rtasidagi farq 20-25 foizdan oshmaydi. Biroq, bu holatda MIMO antenna ta'minlovchi barqaror signal bo'ladi.

WiMAX uchun Wi-Fi 802.11 va 802.16 uchun uzatish tezligini oshirish uchun bir yondashuv - bir beruvchi va qabul qilish uchun bir necha antennalarga yordamida simsiz tizimlar foydalanish hisoblanadi. Ushbu yondashuv MIMO (literal tarjima - "bir nechta kirishli bir nechta chiqish"), yoki "aqlli antenna tizimlari" (aqlli antenna tizimlari) deb nomlanadi. MIMO texnologiyasi 802.11n WiFi standartini joriy etishda muhim rol o'ynaydi.

MIMO texnologiyasida turli xil antennalar ishlatiladi, bir xil kanalda sozlangan. Har bir antenna turli masofaviy xususiyatlarga ega bo'lgan signalni uzatadi. Shunday qilib, MIMO texnologiyasi radio to'lqinlarining spektrini yanada samarali va operatsiyaning ishonchliligini buzmasdan ishlatadi. Har bir Wi-Fi qabul qilgichi har bir wifi transmitterining barcha signallariga "quloq soladi", bu esa uzatish yo'llarining turlicha bo'lishiga imkon beradi. Shunday qilib, bir nechta yo'llar birlashtirilishi mumkin, bu simsiz tarmoqlarda zarur signallarning kuchayishiga olib keladi.

MIMO texnologiyasining yana bir ortiqcha manbai bu texnologiyaning mekansal bo'linish ko'paytmasini ta'minlaganligi (Spatial Division Multiplexing (SDM)). SDM bir spektral kanalning tarmoqli kengligida bir vaqtning o'zida bir necha mustaqil ma'lumotlar oqimlarini (asosan, virtual kanallarni) ko'paytiradi. Aslida, bir nechta antennalar turli xil ma'lumotlar oqimlarini shaxsiy signal kodlash (uzatish oqimlari) bilan uzatadi. Havo orqali parallel ravishda harakatlanadigan bu oqimlar ushbu kanal haqida ko'proq ma'lumotni "bosish" kerak. Qabul qilgichda har bir antenna signal oqimining turli xil kombinatsiyalarini ko'radi va qabul qilgich bu oqimlarni ishlatish uchun ularni "takomillashtiradi". MIMO SDM masofaviy ma'lumot oqimlarining sonini ko'paytirsangiz, ma'lumotlar uzatishni sezilarli darajada oshirishi mumkin. Har bir kengaytma oqimi uzatishning har bir uchida o'z uzatish / qabul qilish (TX / RX) antenna juftligini talab qiladi. Tizimning ishlashi 1-rasmda ko'rsatilgan

Bundan tashqari, MIMO texnologiyasining amalga oshirilishi har bir antenna uchun alohida radiochastota devori va analogdan raqamli konvertorga (ADC) talab qilinishini ham anglash kerak. Viloyatda ikkitadan ortiq antennani talab qiladigan amaliyotlar, tegishli samaradorlik darajasini saqlab, xarajatlarni oshirmaslik uchun ehtiyotkorlik bilan yaratilgan bo'lishi kerak.

Simsiz tarmoqlarda jismoniy ma'lumotlarni uzatish tezligini oshirishning muhim vositasi spektral kanallarning tarmoqli kengligining tarqalishi hisoblanadi. Ortogonal chastotalarni taqsimlash multipleksiyasi (OFDM) bilan kanalning kengroq tarmoqli kengligidan foydalanish tufayli ma'lumotlar uzatish maksimal ishlash bilan amalga oshiriladi. OFDM - bu ikki tomonlama yuqori tezlikda simsiz ma'lumotlarni uzatish uchun WiMAX / Wi-Fi tarmoqlari. Kanallarning tarmoqli kengligini oshirish usuli, raqamli signallarni ishlov berishning (DSP) o'rtacha darajada ortishi bilan iqtisodiy jihatdan qulay va oson amalga oshirilishi mumkin. Tegishli ilovalar yordamida siz Wi-Fi 802.11 standartining 20 MGts kanalidan 40 MGts gacha uzatish chastotasini ikki barobarga oshirishingiz mumkin va ayni paytda foydalanilayotgan kanallarning tarmoqli kengligidan ikki barobardan ko'proq foydalanishingiz mumkin. MIMO arxitekturasini yanada kengroq kanalli tarmoqli kengligi bilan birlashtirib, jismoniy uzatish tezligini oshirish uchun juda kuchli va arzon narxlardagi yondashuv olinadi.

20 MGts kanalli MIMO texnologiyasidan foydalanish IEEE 802.11n WiFi (MAC SAP uchun 100 Mbit / s gacha bo'lgan tarmoqli kengligi talablari) ni qondirish uchun qimmat. Bundan tashqari, ushbu talablarni qondirish uchun 20 MHz kanaldan foydalanilganda ham transmitterda, ham qabul qiluvchida kamida uchta antenna zarur bo'ladi. Shu bilan birga, 20 MGts kanalida ishlash real foydalanuvchi muhitida yuqori tarmoqli kengligi talab qiladigan ilovalar bilan ishonchli ishlashni ta'minlaydi.

MIMO texnologiyasini va kanalni kengaytirishni birgalikda qo'llash barcha foydalanuvchilar talablariga javob beradi va juda ishonchli tandemdir. Bu bir vaqtning o'zida bir nechta manbalarga asoslangan tarmoq dasturidan foydalanganda ham to'g'ri. MIMO va 40 MGts kanalni kengaytirishning kombinatsiyasi Mur qonuni va DSP texnologiyasini takomillashtirish uchun CMOS texnologiyasi kabi yanada murakkab talablarga imkon beradi.

2,4 gigagertsli banddagi kengaytirilgan 40 MGts kanalini ishlatganda dastlab 802.11a / b / g WiFi-ga asoslangan asboblar bilan mos keluvchi, shuningdek, ma'lumotlarni uzatish uchun Bluetooth texnologiyasidan foydalangan holda jihozlar bilan mos kelish qiyin edi.

Ushbu muammoni hal qilish uchun Wi-Fi standarti 802.11n bir qator echimlarni taqdim etadi. Tarmoqlarni himoya qilish uchun maxsus ishlab chiqilgan bunday mexanizmlardan biri kam tarmoqli kengligi (HT-bo'lmagan) takrorlanadigan rejimdir. 802.11n WiFi ma'lumot uzatish protokolini ishlatishdan oldin, ushbu mexanizm vektor tarqatish tarmog'ini (NAV) e'lon qilish uchun 40 MGts kanalining har bir yarmiga bitta paket yuboradi. HT-bo'lmagan nusxalangan NAV xabar rejimidan so'ng, 802.11n ma'lumot uzatish protokoli, tarmoqdagi merosni buzmasdan xabarda ko'rsatilgan vaqt davomida ishlatilishi mumkin.

Yana bir mexanizm signal berishning bir turidir va uni bermaydi simsiz tarmoqlar  kanalni 40 MGts dan oshiqroq kengaytirish. Misol uchun, noutbukda 802.11n va Bluetooth modullari o'rnatilgan, ushbu mexanizm ushbu modullarning bir vaqtning o'zida ishlashi mumkin bo'lgan shovqinlarni bilib oladi va modullardan birining 40 MGts kanalini uzatishni o'chiradi.

Ushbu mexanizmlar Wi-Fi 802.11ni 802.11 standartlari tarmoqlari bilan ishlashini ta'minlaydi va barcha tarmoqni 802.11n qurilmaga o'tkazmasdan turib amalga oshiradi.

2-rasmda MIMO tizimidan foydalanishning namunasini ko'ring

Agar sizda o'qiganingizdan keyin biron bir savolingiz bo'lsa, ularni bo'limdagi xabarni jo'natish shakli orqali so'rashingiz mumkin

MIMO (Multiple Input Multiple Output) - bu simli aloqa tizimlarida (WIFI, uyali tarmoqlar) foydalaniladigan, bu tizimning spektr samaradorligini, maksimal ma'lumotlar tezligi va tarmoq imkoniyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydigan texnologiya. Yuqoridagi afzalliklarga erishishning asosiy usuli - bu texnologiyadan kelib chiqqan holda, manbadan qabul qiluvchiga ma'lumotlarni bir nechta radiostantsiyalar orqali uzatish. Ushbu masala haqida o'ylab ko'ring va MIMO texnologiyasidan keng foydalanishning asosiy sabablarini aniqlang.

Yildan-yilga yuqori sifatli xizmat ko'rsatishning yuqori sifatli (QoS) xizmatlarini taqdim etishga ehtiyoj ortib bormoqda. Bu asosan VoIP (), VoD (), va hokazo kabi xizmatlarning paydo bo'lishi bilan bog'liq. Biroq, simsiz texnologiyalar ko'pchiligi iste'molchilarga qamrov doirasi bo'ylab yuqori sifatli xizmatlarni taqdim etishga imkon bermaydi. Uyali aloqa va boshqa simsiz aloqa tizimlarida ulanishning sifati, shuningdek mavjud bo'lgan ma'lumotlar tezligi (BTS) masofasidan tezlik bilan pasayadi. Shu bilan birga, xizmatlar sifati ham pasayib, natijada tarmoqni radioeshittirish qamrovida yuqori sifatli real vaqtda xizmatlarni taqdim etishning mumkin emasligiga olib keladi. Ushbu muammoni bartaraf qilish uchun siz tayanch stantsiyalarni iloji boricha mahkam o'rnating va past signal darajasiga ega bo'lgan barcha joylarda ichki qopqoqni tashkil eting. Biroq, bu uzoq muddatda xizmat bahosining oshishiga va raqobatbardoshlikning pasayishiga olib keladigan sezilarli moliyaviy xarajatlarni talab qiladi. Shunday qilib, ushbu muammoni hal qilish uchun, agar iloji bo'lsa, mavjud chastota diapazonidan foydalangan holda va yangi tarmoq ob'ektlarini qurishni talab qilmasdan, original innovatsiya talab etiladi.

Radio to'lqinlarining tarqalishi xususiyatlari

MIMO texnologiyasining ishlash tamoyillarini tushunish uchun, kosmosda umumiy nuqtai nazarni e'tiborga olish kerak. 100 MGts dan yuqori bo'lgan turli simsiz radio tizimlari tomonidan chiqarilgan to'lqinlar katta darajada yorug'lik nurlari kabi harakat qiladi. Radio to'lqinlar tarqalish vaqtida sirtni to'qnashganda, materialning va to'siqning kattaligiga qarab, ba'zi energiya so'riladi, bir qismi o'tib, qolganlari esa aks ettiriladi. Emissiya qilingan, yansıtılan va energiya qismlari o'tgan qismlarining nisbati signal uzilishini o'z ichiga olgan ko'plab tashqi omillar ta'sir ko'rsatadi. Yoritgichning energiyasini aks ettiruvchi va translyatsiya qilingan yo'ldoshi uning keyingi tarqalish yo'nalishini o'zgartirishi mumkin va signalning o'zi bir necha to'lqinlarga bo'linadi.

ko'p to'siqlarni yig'ilish keyin joyga manbadan yuqoridagi qonunlar signali yoyilishiga to'lqinlar bir qancha bo'linadi, faqat bir qismi bo'lgan trubkani etadi. Qabul qiluvchiga yetib boradigan to'lqinlarning har biri signalni tarqatish yo'li deb ataladi. Turli xil to'siqlardan turli xil to'lqinlar aks ettirilgani va boshqa masofani bosib o'tishiga qaramasdan, turli xil yo'llar farq qiladi.

(Milodiy) va tayanch stantsiyani antennalarga ega (BTS) o'rtasida hech qanday bevosita ko'rish bo'lganda tufayli va hokazo binolar, daraxtlar, avtomobillar, deb to'siqlar ko'p sonli zich shahar binolar, jumladan, u tez-tez shundaydir. Bunday holda, qabul qiluvchi signaliga erishishning yagona yo'li aks ettirilgan to'lqinlardir. Biroq, yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ko'paytilgan yoritilgan signal endi asl energiyaga ega emas va kechikish bilan yuzaga kelishi mumkin. Xususan, murakkablik, ob'ektlar doimo harakatsiz bo'lib qolmasligi va atrof-muhit vaqt o'tishi bilan sezilarli darajada o'zgarishi mumkinligi bilan yaratilgan. Shu munosabat bilan simsiz aloqa tizimidagi eng muhim muammolardan biri - muammo.

Multipat tarqalishi muammo yoki afzallikmi?

Ko'pgina signallarni tarqatish bilan kurashish uchun turli xil echimlar qo'llaniladi. Eng ko'p tarqalgan texnologiyalardan biri - Turli xillikni olishdir. Uning mohiyati shundaki, bir-biridan farqli antennalar (odatda ikkita, kamdan-kam to'rtta) bir-biridan uzoqda joylashgan signalni olish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, qabul qiluvchining bir emas, balki boshqa yo'l bilan kelgan uzatilgan signalning ikki nusxasi bor. Bu asl signalning ko'proq energiyasini yig'ish imkonini beradi bir antennaga ega bo'lgan to'lqinlar boshqa antenna va aksincha qabul qilinmaydi. Bundan tashqari, antifazda bir antenaga keladigan signallar fazada boshqasiga kelishi mumkin. Radio-interfeysni tashkil qilish sxemasi standart Single Input Single Output (SISO) sxemasidan farqli o'laroq, yagona kirishni bir nechta chiqishi (SIMO) deb atash mumkin. Orqaga yondoshish ham qo'llanilishi mumkin: bir nechta antenna uzatishda va biriga qabul qilish uchun ishlatilganda. Shu sababli qabul qiluvchi tomonidan olingan dastlabki signalning umumiy energiyasi ham ortadi. Ushbu sxema "Multiple Input Single Output" (MISO) deb ataladi. Ikkala sxemada ham (SIMO va MISO) tayanch stantsiya yonida bir nechta antenna o'rnatilgan. mobil qurilma ichida antennaning turli-tumanligini etarlicha katta masofadan amalga oshirish terminal qurilmasining o'zi o'lchamini oshirmasdan qiyin.

Keyinchalik fikrlash natijasi sifatida biz Multiple Input Multiple Output (MIMO) sxemasiga boramiz. Bunday holda, uzatish va qabul qilish uchun bir nechta antennalar o'rnatiladi. Biroq, yuqoridagi sxemalardan farqli o'laroq, bu xilma-xillik sxemasi ko'p tarmoqli signallarni tarqatish bilan shug'ullanishdan tashqari, qo'shimcha afzalliklarga ham ega bo'lishga imkon beradi. O'tkazish / qabul qiluvchi antennalarning har bir juftini qabul qilish va qabul qilishda bir nechta antennalar yordamida ma'lumotni uzatish uchun alohida yo'lni o'rnatish mumkin. Bunday holda, turli xil antennalar boshqa antennalar orqali amalga oshiriladi va bu antenna boshqa transmisyon yo'llari uchun qo'shimcha antenna vazifasini bajaradi. Natijada, nazariy jihatdan, qo'shimcha antennalar ishlatilganda ma'lumotlar uzatish tezligini ko'paytirish mumkin. Biroq, har bir radio yo'lining sifati muhim cheklovlar qo'yiladi.

MIMO qanday ishlaydi?

Yuqorida aytib o'tilganidek, MIMO texnologiyasini tashkil etish, uzatish va qabul qiluvchi tomonlarga ko'p antennalarni o'rnatishni talab qiladi. Odatda, tizimning kirish va chiqishiga teng miqdordagi antennalar o'rnatiladi Bu holatda maksimal ma'lumot uzatish tezligiga erishiladi. "MIMO" texnologiyasining nomi bilan birga qabul qilish va uzatish bo'yicha antennalar sonini ko'rsatish uchun "AxB" yozuvi odatda qo'llaniladi, bu erda A - tizimga kirishda antennalar soni va B - chiqish. Bunday holda, tizim radio aloqasi.

MIMO texnologiyasining ishlashi uchun an'anaviy tizimlar bilan taqqoslaganda transmiter tuzilmasidagi ba'zi o'zgarishlar talab etiladi. MIMO texnologiyasini tashkil qilishning mumkin bo'lgan eng oddiy usullaridan faqat bittasini ko'rib chiqing. Birinchidan, uzatish tarafida uzatish uchun mo'ljallangan ma'lumotlarni past tezlikli bir nechta pastki oqimlarga ajratish kerak bo'lgan oqimni ajratuvchi guruh talab qilinadi, ularning soni antennalar soniga bog'liq. Misol uchun, 4X4 MIMO va 200 Mbit / s gacha bo'lgan ma'lumotlar uzatish tezligi uchun bo'luvchi har birining 50 Mbit / s gacha 4 oqimini hosil qiladi. Bundan tashqari, ularning har bir ma'lumot oqimi o'z antennasi orqali uzatilishi kerak. Odatda, antennalarni uzatish, qayta-aks ettirish uchun iloji boricha ko'p tomonlama signallarni taqdim etish uchun bir nechta kengayishlilik bilan belgilanadi. Birida mumkin bo'lgan yo'llar  MIMO texnologiyasini tashkil qilish signalni har bir antenadan turli polarizatsiya bilan uzatiladi, bu uni qabul qilishda aniqlash imkonini beradi. Biroq, eng oddiy holatda, uzatiladigan signallarning har biri uzatish vositasi tomonidan belgilanadi (vaqtni kechiktirish va boshqa buzilishlar).

Qabul qiluvchi tomondan bir nechta antenna radio efiridan signal oladi. Bundan tashqari, qabul qiluvchi tarafdagi antennalar, shuningdek, keng doiradagi xilma-xillik bilan o'rnatiladi, shuning uchun avvalroq muhokama qilinadigan turli-tumanlikni olish mumkin. Olingan signallar qabul qiluvchilarga beriladi, ularning soni antennalar va uzatish yo'llarining soniga mos keladi. Qabul qiluvchilarning har biri tizimning barcha antennalaridan signal oladi. Ushbu qo'shimchalarning har biri signal energiyasini jami oqimdan faqat javob beradigan yo'lga ajratadi. U buni oldindan belgilab qo'yilgan xarakteristikaga muvofiq amalga oshiradi, bu bilan har bir signal uzatilgan yoki kechikish, damping, o'zgarishlar smenasini tahlil qilish yo'li bilan amalga oshiriladi. tarqatish vositalarining bir nechta distorsiyasini yoki "chop etish" ni o'z ichiga oladi. tizimining operatsion tamoyili qarab (Bell Laboratories Qatlamlik fazo-vaqt - blast, Tanlab boshiga Antenna darajasi Tekshirish (SPARC), va boshqalar), uzatiladi signal ma'lum bir vaqtdan keyin takrorlash mumkin, yoki boshqa antennalar orqali kechikish bilan yuqadigan.

MIMO texnologiyasi bilan tizimida MIMO tizimida ma'lumotlar uzatish tezligi manbai va qabul qiluvchi o'rtasida huzurida bevosita liniyasi holda kamaytirish mumkin, deb aslida yotadi g'ayrioddiy hodisa, bo'lishi mumkin. Bu, avvalambor, atrofdagi kosmik distrofiyalarning zo'ravonligining kamayib ketishiga bog'liq bo'lib, u har bir signalni belgilaydi. Natijada, qabul qiluvchi tomon signallarni ajratish muammoli bo'lib qoladi va ular bir-biriga ta'sir qilishni boshlaydilar. Shunday qilib, radio aloqasining sifati qanchalik yuqori bo'lsa, MIMO dan kamroq foyda olish mumkin.

Ko'p foydalanuvchi MIMO (MU-MIMO)

Radioaloqa tashkilotining yuqorida ko'rsatilgan printsipi yagona foydalanuvchi MIMO (SU-MIMO) deb ataladi, u erda faqat bitta transmitter va qabul qiluvchi ma'lumot mavjud. Bu holda, ham uzatuvchi va na qabul qiluvchi o'z harakatlarini aniq muvofiqlashtirishi mumkin, va ayni paytda yangi foydalanuvchilar havoda paydo bo'lishida ajablantiradigan omil yo'q. Bunday sxema kichik tizimlar uchun juda mos keladi, masalan, ikkita qurilma orasidagi uy ofisida muloqotni tashkil qilish. O'z navbatida, Wi-Fi, WIMAX, uyali aloqa tizimlari kabi ko'pgina tizimlar ko'p foydalanuvchilardir, ya'ni. ularning ichida bitta markaz va bir nechta masofadan ob'ektlar mavjud bo'lib, ularning har biri radio aloqasini tashkil qilish kerak. Shunday qilib, ikki muammo bor: bir tomondan, tayanch stantsiyani Shu antenna tizimi (MIMO eshittirish) orqali ko'plab mijozlar uchun bir signal uzatish kerak, va bir vaqtning o'zida bir nechta saytlar (MIMO MAC ayni antenna orqali signal qabul - Multiple Access Kanallar).

Yuqori yo'nalish bo'yicha - MS dan BTSga qadar foydalanuvchilar o'z ma'lumotlarini bir vaqtning o'zida bir xil chastotada o'tkazadilar. Bunday holda tayanch stantsiya uchun qiyinchilik mavjud: signallarni turli abonentlardan ajratish kerak. Ushbu muammoni hal etishning mumkin bo'lgan usullaridan biri ham oldindan uzatilgan signalni o'z ichiga olgan lineer ishlov berish usuli hisoblanadi. Ushbu usul bo'yicha manba signali matritsaga ko'paytiriladi, bu boshqa obunachilarning shovqin aralashuvini aks ettiruvchi koeffitsientlardan iborat. Matritsa mavjud radiostansiya asosida tuzilgan: abonentlar soni, uzatish tezligi va boshqalar. Shunday qilib, uzatishdan oldin, signal havoda uzatishda yuz beradigan narsalarning teskarisini buzadi.

Pastki yo'nalishda BTS dan MS ga yo'nalish, tayanch stantsiya bir vaqtning o'zida bir xil kanalda bir nechta abonentga signallarni uzatadi. Bu, bitta abonent uchun yuborilgan signalning boshqa signallarning qabul qilinishiga ta'sir qiladi: i. shovqin sodir bo'ladi. Mumkin variantlar Ushbu muammoni hal qilish - kodlash texnologiyasidan harom qog'ozdan foydalanish ("iflos qog'oz"). Texnologik iflos qog'ozni batafsil ko'rib chiqaylik. Operatsion printsipi radio efirining hozirgi holatini va faol abonentlar sonini tahlil qilishga asoslangan. Bitta (birinchi) abonent o'z ma'lumotlarini bazaviy stantsiyaga kodlashdan va ma'lumotlarni o'zgartirmasdan jo'natadi Boshqa abonentlarning aralashuvi yo'q. Ikkinchi obuna kodlashadi, ya'ni. Sinyalinizin energiyasini birinchisiga xalaqit bermaslik va sizning signalingiz birinchi ta'siridan ta'sir qilmasligi uchun o'zgartiring. Tizimga qo'shilgan keyingi abonentlar ham ushbu printsipga rioya qilishadi va faol obunachilar soniga va ular tomonidan uzatiladigan signallarning ta'siriga tayanadilar.

MIMO dan foydalanish

MIMO texnologiyasi so'nggi o'n yil ichida simsiz aloqa tizimlarining salohiyat va imkoniyatlarini oshirishning eng muhim usullaridan biridir. Keling, turli aloqa tizimlarida MIMO-dan foydalanishning ayrim misollarini ko'rib chiqaylik.

WiFi 802.11n standarti MIMO texnologiyasidan foydalanishning eng yorqin misollaridan biridir. Unga ko'ra, u 300 Mbit / s gacha tezlikni qo'llab-quvvatlaydi. Avvalgi 802.11g standarti faqat 50 Mb / s ni tashkil etadi. Ma'lumot uzatish tezligini oshirishga qo'shimcha ravishda MIMO orqali yangi standart ham imkon beradi yaxshi xususiyatlarga ega  past signal darajasiga ega bo'lgan joylarda xizmat ko'rsatish sifati. 802.11n faqat bir nuqta / nuqtaga emas ishlatiladi (Point / Multipoint) tizimlari - tashkiloti LAN (mahalliy tarmoq) uchun eng tanish tokcha foydalanish WiFi texnologiyasi, balki bir necha miqdorida asosiy aloqa kanallari tashkil etish uchun ishlatiladi, ulanish turi nuqtasi / nuqtasini tashkil etish yuzlab Mb / s ni tashkil qiladi va ma'lumotlarni o'n kilometrga (50 kmgacha) o'tkazish imkonini beradi.

WiMAX standarti MIMO texnologiyasiga ega bo'lgan foydalanuvchilar uchun yangi imkoniyatlar ochadigan ikkita relizga ega. Birinchisi - 802.16e - mobil keng polosali xizmatlarni taqdim etadi. U tayanch stantsiyadan abonent uskunasiga yo'nalish bo'yicha ma'lumotni 40 Mb / s gacha tezlikda o'tkazish imkonini beradi. Biroq, 802.16e ichida MIMO variant sifatida ko'rib chiqiladi va eng oddiy konfiguratsiyada ishlatiladi - 2x2. 802.16m keyingi versiyada MIMO majburiy texnologiya sifatida qabul qilinadi, mumkin bo'lgan 4x4 konfiguratsiyaga ega. Bunday holda, WiMAX allaqachon uyali aloqa tizimlariga, ya'ni ularning to'rtinchi avlodiga (yuqori ma'lumotlarni uzatish tezligiga bog'liq) bog'liq bo'lishi mumkin, chunki uyali aloqa tarmoqlarining o'ziga xos xususiyatlariga ega: ovozli aloqa. Mobil foydalanishda nazariy jihatdan, 100 Mbit / s tezlikka erishish mumkin. Ruxsat etilgan bajarishda tezlik 1 Gbit / s ga yetishi mumkin.

Eng qiziqarli tizimlarda MIMO texnologiyasidan foydalanish uyali aloqa. Ushbu texnologiya uchinchi avlod mobil aloqa tizimlaridan boshlab o'z dasturini topadi. Masalan, standartda Rel. 6 HSPA texnologiyasi bilan birgalikda 20 Mbit / s gacha tezlikda va Rel da ishlatiladi. 7 - ma'lumotlar tezligi 40 Mb / s gacha bo'lgan HSPA + bilan. Biroq, 3G tizimlarida MIMO keng dasturni topa olmadi.

LTE tizimi, shuningdek, 8x8 gacha bo'lgan konfiguratsiyada MIMO-ni ishlatishni ham ta'minlaydi. Bu nazariy jihatdan bazaviy stantsiyadan abonentga 300 Mbit / s dan ortiq ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi. Bundan tashqari, muhim ijobiy nuqta - chekka joylarda ham barqaror aloqa sifati. Bunday holatda, hatto tayanch stantsiyasidan ancha yiroq yoki yotoqxonada bo'lganda ham ma'lumot uzatish tezligida engil pasayish kuzatiladi.

Shunday qilib, MIMO texnologiyasi deyarli barcha simsiz ma'lumotlarni uzatish tizimlarida ishlatiladi. Va uning salohiyati tugamaydi. Antenna konfiguratsiyasi yangi versiyalari ishlab chiqilmoqda, 64x64 MIMOgacha. Bu kelajakda ma'lumotlarni uzatishning yanada tezlashishiga, tarmoqning imkoniyatlarini va spektr samaradorligini oshirishga imkon beradi.