مو ميمو تكنولوجيا. تكنولوجيا نقل البيانات MIMO في شبكات WiFi اللاسلكية. ما هو ميمو.

لعبت تقنية ميمو دورا كبيرا في تطوير WiFi. منذ بضع سنوات كان من المستحيل تقديم أجهزة أخرى مع 300 ميغابت في الثانية وعرض النطاق الترددي الأعلى. حدث ظهور معايير اتصال جديدة عالية السرعة، على سبيل المثال، 802.11N بسبب ميمو إلى حد كبير.

بشكل عام، تجدر الإشارة إلى أنه عندما نتحدث عن تقنية WiFi، نعني فعلا واحدة من معايير الاتصال، وتحديدا - IEEE 802.11. أصبحت العلامة التجارية WiFi بعد الاحتمالات المغرية لاستخدام البيانات اللاسلكية المنقولة. أكثر قليلا حول تكنولوجيا Wi-Fi و 802.11 القياسية، يمكنك قراءة في.

ما هي تكنولوجيا ميمو؟

إذا قدمت تعريفا بسيطا قدر الإمكان ميمو ناقل حركة متعدد الخيوطوبعد يمكن ترجمة الاختصار من الإنجليزية من الإنجليزية ك "العديد من المدخلات، العديد من المخرجات"، على عكس السلف (أحادي / أصفر)، في الأجهزة التي تحتوي على دعم MIMO، يتم بث الإشارة على قناة راديوية واحدة باستخدام واحد، ولكن العديد من أجهزة الاستقبال والأحواب. عند تصميم الخصائص التقنية لأجهزة WIFI بجوار الاختصار تشير إلى كمية. على سبيل المثال، 3x2 هو 3 أجهزة إرسال إشارة و 2 هوائيات استقبال.

وعلاوة على ذلك، يستخدم ميمو المتعدد المكانيوبعد بالنسبة للاسم المخيف، فإن تقنية نقل حزم بيانات متعددة في وقت واحد على قنوات واحدة تكمن. بفضل هذا "ختم" القناة، يمكن زيادة عرض النطاق الترددي مرتين أو أكثر.

ميمو وواي.

مع الزيادة في شعبية انتقال البيانات اللاسلكية عبر مركبات WiFi، بطبيعة الحال، زادت متطلبات سرعتها. وهي تكنولوجيا ميمو وغيرها من التطورات التي حدثت كأساس يسمح بزيادة عرض النطاق الترددي عدة مرات. تطور واي فاي يمر طريق تطوير المعايير 802.11 - أ، ب، ز، ن، وهلم جرا. نحن لسنا دون جدوى ذكر ظهور معيار 802.11N. إدخال متعددة متعددة - مكونات متعددة - مكونها الرئيسي، الذي يسمح بزيادة سرعة قناة الاتصال اللاسلكي من 54 ميغابت في الثانية إلى أكثر من 300 ميغابت في الثانية.

يسمح لك معيار 802.11N بتطبيق كل من العرض القياسي للقناة في 20 ميجا هرتز واستخدم خط النطاق العريض 40 ميجاهرتز مع عرض النطاق الترددي الأعلى. كما ذكر أعلاه، تنعكس الإشارة مرارا وتكرارا، وبالتالي استخدام تدفقات متعددة على قناة اتصال واحدة.

شكرا لهذا، يسمح الوصول إلى الإنترنت على أساس WIFI الآن ليس فقط تصفح، والتحقق من البريد والاتصال في ICQ، ولكن أيضا الألعاب عبر الإنترنت، الفيديو عبر الإنترنت، Skype وغيرها من حركة المرور "الثقيلة".

القياسية الأحدث - يستخدم أيضا تكنولوجيا ميمو.

مشاكل تطبيق ميمو في واي فاي

عند فجر تشكيل التكنولوجيا، كان هناك صعوبة في محاذاة الأجهزة، العمل مع دعم ميمو ودون ذلك. ومع ذلك، فإنه الآن غير مناسب - كل تصنيع كل تصنيع من المعدات اللاسلكية تقريبا تقريبا يستخدمها في أجهزتها.

أيضا أحد المشاكل عند ظهور تقنية نقل البيانات باستخدام العديد من أجهزة الاستقبال والعديد من أجهزة الإرسال، وكان سعر الجهاز. ومع ذلك، هنا جعلت الثورة السعر الحالية الشركة وبعد لم تتمكن فقط من إنشاء إنتاج المعدات اللاسلكية مع دعم MIMO، ولكن أيضا للقيام بذلك بأسعار معقولة للغاية. انظروا، على سبيل المثال، تكلفة مجموعة نموذجية من الشركة - (محطة قاعدة)، (على جانب العميل). وفي هذه الأجهزة ليست فقط MIMO، وتحسين العلامة التجارية تكنولوجيا airmax بناء على ذلك.

لا تزال المشكلة سوى زيادة في عدد الهوائيات والأحساس (الآن بحد أقصى 3) للأجهزة ذات POE. توفير المزيد من التصميم كثيف الطاقة صعبة، ولكن مرة أخرى، التحولات المستمرة في هذا الاتجاه يجعل ubiquiti.

تكنولوجيا airmax

شبكات Ubiquiti هي شركة رائدة معترف بها في تطوير وتنفيذ تقنيات WIFI المبتكرة، بما في ذلك MIMO. يعتمد على أساسها، تم تطوير Ubiquiti والتكنولوجيا عبر براءة اختراع. airmax.وبعد جوهرها هو أن انتقال إشارة الاستقبال من جانب العديد من الهوائيات على قناة واحدة يتم طلبها من قبل بروتوكول TDMA مع تسريع الأجهزة: يتم فصل حزم البيانات إلى فتحات وقت منفصلة، \u200b\u200bيتم تنسيق قوائم انتظار النقل.

يتيح لك ذلك توسيع نطاق عرض النطاق الترددي للقناة، وزيادة عدد المشتركين المتصلين دون فقدان جودة الاتصالات. هذا الحل فعال ومريح للاستخدام، والأهم من ذلك - غير مكلفة. على عكس المعدات المماثلة المستخدمة في شبكات WiMAX، فإن المعدات من شبكات Ubiquiti مع تكنولوجيا Airmax سعداء بشكل رائع بالأسعار.

موقع الكتروني

واحدة من أكثر الابتكارات الأساسية والهامةWi-Fi على مدى السنوات العشرين الماضية - تقنية المستخدم المتعددة - إدخال متعدد الإخراج المتعدد (MU MIMO). تقوم Mu-Mimo بتوسيع وظائف التحديث مؤخرا للمعيار اللاسلكي 802.11ac "Wave 2". بالطبع، هذا هو طفرة هائلة للاتصالات اللاسلكية. تساعد هذه التكنولوجيا في زيادة أقصى سرعة نظري للاتصال اللاسلكي من 3.47 جيجابت / ثانية في المواصفات القياسية 802.11ac الأصلية إلى 6.93 جيجابت في الثانية في تحديث معيار الموجة 802.11ac 2. هذه واحدة من أكثر وظائف Wi-Fi تعقيدا اليوم.

دعونا معرفة كيف يعمل!

تقنية Mu-Mimo تزيد من الشريط بإذن بأجهزة متعددة لاتخاذ تدفقات بيانات متعددة.يعتمد على تقنية MIMO المستخدم الوحيد (SU-MIMO)، والتي تمثل منذ ما يقرب من 10 سنوات مع معيار 802.11N.

يزيد Su-Mimo من سرعة اتصال Wi-Fi، مما يسمح بزوج من الأجهزة اللاسلكية تلقي أو إرسال تدفقات بيانات متعددة في وقت واحد.

الشكل 1. توفر تقنية Su-Mimo تدفقات الإدخال والمخرجات متعددة القنوات إلى جهاز واحد في نفس الوقت. توفر تقنية Mu-Mimo اتصالات متزامنة بأجهزة متعددة.

في جوهرها، توفر التغييرات الثورية ل Wi-Fi تقنيين. تتيح أول هذه التقنيات، التي تسمى BEAMFORMING، من أجهزة توجيه Wi-Fi-Fi-Routers ونقاط الوصول إلى القنوات الراديوية بشكل أكثر كفاءة. قبل أن تظهر هذه التكنولوجيا، عملت أجهزة التوجيه Wi-Fi ونقاط الوصول كمصابيحا خفيفة، وإرسال إشارة في جميع الاتجاهات. المشكلة كانت ذلكمن الصعب الوصول إلى إشارة الطاقة المحدودة غير المركزة إلى أجهزة Wi-Fi العميل.

باستخدام تقنية Bearforming، يتم تبادل جهاز توجيه Wi-Fi أو نقطة الوصول مع معلومات جهاز العميل حول موقعه. ثم يغير جهاز التوجيه مراحله وقوته لتوليد إشارة أفضل. نتيجة لذلك: يتم استخدام الإشارات الراديوية بشكل أكثر كفاءة، وتتسارع نقل البيانات، وربما، فإن الحد الأقصى لزيادة مسافة الاتصال.

ميزات البشف تتوسع. حتى الآن، كانت أجهزة توجيه Wi-Fi أو نقاط الوصول بطبيعتها، وإرسال أو أخذ البيانات فقط من جهاز عميل واحد في وقت واحد. في الإصدارات السابقة من عائلة معايير البيانات اللاسلكية 402.11، بما في ذلك معيار 802.11N والنسخة الأولى من معيار 802.11ac، كان هناك إمكانية تلقي أو نقل العديد من تدفقات البيانات، ولكن لا تزال غير موجودة طريقة تسمح ب -FI جهاز التوجيه أو نقطة الوصول في نفس الوقت "التواصل" في وقت واحد مع العديد من العملاء. من الآن فصاعدا، بمساعدة Mu-Mimo، ظهرت هذه الفرصة.

هذه طفرة كبيرة حقا، نظرا لأن إمكانية نقل البيانات المتزامن إلى العديد من الأجهزة العميلة توسع بشكل كبير من النطاق الترددي المتاح للعملاء اللاسلكي. تقنية Mu-Mimo تعزز الشبكات اللاسلكية من الأزياء القديمةCSMA-SD، عندما خدمت جهاز واحد فقط في نفس الوقت، إلى النظام، حيث يمكن أن تقول العديد من الأجهزة في نفس الوقت في نفس الوقت. لمزيد من الرؤية للمثال، تخيل الانتقال من طريق ريفي فرقة واحدة إلى طريق سريع واسع

اليوم، فإن أجهزة التوجيه اللاسلكية والجند الثاني 802.11ac موجة 2 نقاط الوصول غزا بنشاط السوق. كل من يفرض Wi-Fi يفهم تفاصيل تكنولوجيا مو ميمو. نلفت انتباهكم إلى 13 الحقائق التي ستسرع في تدريبك في هذا الاتجاه.

1. Mu-Mimo يستخدم فقطتيار "المصب" (من نقطة الوصول إلى الجهاز المحمول).

على عكس Su-Mimo، تعمل تقنية MU MIMO حاليا فقطسباق البيانات من نقطة الوصول إلى الجهاز المحمول. يمكن فقط أجهزة التوجيه اللاسلكية أو نقاط الوصول في وقت واحد نقل البيانات إلى عدة مستخدمين، سواء كانت إحدى أو أكثر من المواضيع لكل منها. لا يزال يتعين على الأجهزة اللاسلكية نفسها (مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة) إرسال بيانات إلى جهاز التوجيه اللاسلكي أو نقطة الوصول، على الرغم من أنه عند حدوث قائمة انتظارهم، فيمكنهم استخدام تقنية SU-MIMO لإرسال مؤشرات ترابط متعددة.

ستكون Mu-Mimo Technology مفيدة بشكل خاص في تلك الشبكات التي يقوم فيها المستخدمون بتنزيل المزيد من البيانات أكثر من تنزيلها.

ربما في المستقبل سيتم تنفيذ إصدار تقنية Wi-Fi: 802.11AXحيث سيتم تطبيق طريقة Mu-Mimo على حركة المرور "المنبع".

2. Mu-Mimo يعمل فقط في Wi-Fi-Ranzone من 5 جيجا هرتز

تعمل تقنية سو ميمو على حد سواء في نطاق التردد من 2.4 جيجا هرتز و 5 جيجا هرتز. يمكن أن تخدم أجهزة التوجيه اللاسلكية ونقاط الوصول من الجيل الثاني من معايير الموجة 2 802.11ac في وقت واحد العديد من المستخدمين فقط على نطاق التردد.5 جيجا هرتز. من ناحية، بالطبع، من المؤسف أن نطاق التردد الأضيق والمزيد من الزائد من 2.4 جيجاهرتز لن نتمكن من استخدام تكنولوجيا جديدة. ولكن من ناحية أخرى، هناك المزيد والمزيد من الأجهزة اللاسلكية المزدوجة الفرقة التي تدعم تقنية MU-MIMO التي يمكننا استخدامها لنشر شبكات Wi-Fi Informate الإنتاجية.

3. تكنولوجيا التعليق يساعد في توجيه الإشارات

في أدب الاتحاد السوفياتي، يمكنك تلبية مفهوم شعرية الهوائي التدريجي، والتي تم تطويرها للرادارات العسكرية في أواخر الثمانينيات. تم تطبيق تقنية مماثلة في Wi-Fi الحديثة. يستخدم Mu-Mimo تقنية تشكيل إشارة اتجاهية (في الأدب التقني باللغة الإنجليزية المعروف باسم "البشف"). يسمح لك Beamfiorming بإرسال إشارات في اتجاه الموقع المقصود للجهاز اللاسلكي (أو الأجهزة)، وعدم إرسالها بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات. وبالتالي، اتضح لتركيز الإشارة وزيادة النطاق بشكل كبير وسرعة مركب Wi-Fi.

على الرغم من أن تقنية Bearforming أصبحت متوفرة اختياريا مع قياسي 802.11N، فهل نفذ معظم الشركات المصنعة إصداراتهم الخاصة من هذه التكنولوجيا. يقدم هؤلاء البائعون الآن تطبيقات تكنولوجيا خاصة في أجهزتهم، ولكن الآن سيتعين عليهم تضمين إصدارا على الأقل وموحدة من اتجاه إشارة الاتجاه، إذا أرادوا دعم تقنية MU MIMO في خط منتجاتهم من 802.111.

4. Mu-Mimo يدعم عددا محدودا من الجداول والأجهزة المتزامنة

لسوء الحظ، لا يمكن أن تخدم أجهزة التوجيه أو نقاط الوصول مع تكنولوجيا MU MIMO المنفذة في وقت واحد عددا غير محدود من الجداول والأجهزة. يحتوي جهاز التوجيه أو نقطة الوصول على حد خاص له على عدد المواضيع التي يخدمها (غالبا ما تكون 2 أو 3 أو 4 تدفقات)، وهذا العدد من المواضيع المكانية يحد أيضا من عدد الأجهزة التي يمكن أن تخدم نقطة الوصول في وقت واحد. وبالتالي، يمكن أن تخدم نقطة الوصول لأربعة تيارات في وقت واحد أربعة أجهزة مختلفة، أو على سبيل المثال، يتم إرسال دفق واحد إلى جهاز واحد، وثلاث تدفقات أخرى للتجميع إلى جهاز آخر (زيادة السرعة من اتصال القناة).

5. من أجهزة المستخدم لا يتطلب هوائيات متعددة

كما هو الحال مع تكنولوجيا SU-MIMO، يمكن فقط الأجهزة اللاسلكية ذات الدعم المضمن MU MIMO التجمع (السرعة). ولكن، على عكس الوضع مع تقنية Su-Mimo، لا يطلب من الأجهزة اللاسلكية أن يكون لديك العديد من الهوائيات لتلقي تدفقات MU MIMO من أجهزة التوجيه اللاسلكية ونقاط الوصول. إذا تم تجهيز الجهاز اللاسلكي هوائي واحد فقط، فيمكنهفقط MU-MIMO - تدفق البيانات من نقطة الوصول باستخدام البشعة لتحسين الاستقبال.

سيسمح عدد أكبر من الهوائيات بجهاز مستخدم لاسلكي لجهاز مزيد من تدفق البيانات في نفس الوقت (عادة بمعدل مؤشر ترابط واحد لكل هوائي)، والتي ستتأثر بالتأكيد بشكل إيجابي بأداء هذا الجهاز. ومع ذلك، فإن وجود العديد من الهوائيات في جهاز المستخدم يؤثر سلبا على الطاقة المستهلكة وحجم هذا المنتج، وهو أمر بالغ الأهمية للهواتف الذكية.

ومع ذلك، فإن تقنية MU MIMO تجعل متطلبات الأجهزة الأصغر للأجهزة العميلة من تكنولوجيا Su-Mimo التقنية المرهقة، يمكنك أن تفترض بثقة أن الشركات المصنعة ستكون أكثر استعدادا لتجهيزهاأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية تدعم تكنولوجيا مو ميمو.

6. نقاط الوصول أداء المعالجة "الثقيلة"

في محاولة لتبسيط متطلبات أجهزة المستخدم النهائي، حاول مطورو Mu-Mimo Technology تحويل معظم العملية للوصول إلى نقطة الوصول. هذه خطوة أخرى إلى الأمام مقارنة بتكنولوجيا سو ميمو، حيث تكمن العبء في معالجة الإشارة في معظمها على أجهزة المستخدم. ومرة أخرى، ستساعد الشركات المصنعة للأجهزة العميلة على توفير الطاقة والحجم والتكاليف الأخرى في إنتاج حلول منتجاتها مع دعم MU-MIMO، والتي يجب أن تؤثر بشكل إيجابي على الترويج لهذه التكنولوجيا.

7. حتى أجهزة الميزانية تتلقى فائدة ملموسة من الإرسال المتزامن من خلال العديد من التدفق المكاني.

مثل تجميع القنوات في شبكة Ethernet (802.3AD و LACP)، فإن مجموعة تدفق 802.1ac لا تزيد من سرعة اتصال النقطة إلى نقطة. أولئك. إذا كنت المستخدم الوحيد ويتم تشغيل تطبيق واحد فقط - سيستخدم فقط دفقا مكاني فقط.

ومع ذلك، هناك فرصة للزيادة عرض النطاق الترددي الكلي للشبكة من خلال توفير إمكانية خدمة نقطة الوصول إلى العديد من أجهزة المستخدمين في نفس الوقت.

ولكن إذا كانت جميع أجهزة المستخدم المستخدمة في شبكتك تدعم عملية دفق واحدة فقط، فسيسمح لك Mu-Mimo بالحفاظ على ثلاثة أجهزة في نفس الوقت، بدلا من واحد في نفس الوقت، بينما البعض الآخر(أكثر تقدما) سوف تضطر الأجهزة المخصصة إلى دورهم.

الشكل 2.

8. بعض أجهزة المستخدم لديها دعم مخفي لتكنولوجيا مو ميمو

على الرغم من أنك لا تزال لا تظل الكثير من أجهزة التوجيه، فإن نقاط الوصول أو الأجهزة المحمولة تدعم MU-MIMO، في الشركة المصنعة لشركة Wi-Fi، نجرب هذا الجزء من الشركات المصنعة في عملية التدريس في عملية التصنيع لدعم تقنيات جديدة لبعضها من أجهزتهم للمستخدمين النهائيين منذ بضع سنوات. بالنسبة لهذه الأجهزة، سيضيف تحديث البرامج البسيط نسبيا دعما لتكنولوجيا MU-MIMO، والتي يجب أن تسرع أيضا تعميم وتشريع التكنولوجيا، بالإضافة إلى تحفيز الشركات والمنظمات على ترقية شبكاتها اللاسلكية للشركات باستخدام المعدات باستخدام معدات دعم 802.11ac وبعد

9. الأجهزة دون دعم mu-mimo تتحول أيضا إلى

على الرغم من أن أجهزة Wi-Fi يجب أن تكون لديها الدعم MU-MIMO بالضرورة من أجل استخدام هذه التكنولوجيا، حتى تلك الأجهزة العميلة التي لا تملك مثل هذا الدعم يمكن أن تحصل على مزايا غير مباشرة من العمل في شبكة لاسلكية حيث دعم جهاز التوجيه أو نقاط الوصول مو ميمو تكنولوجيا. يجب أن نتذكر أن معدل نقل البيانات عبر الشبكة يعتمد مباشرة على الوقت الإجمالي الذي يتم فيه توصيل أجهزة المشتركين بقناة الراديو. وإذا كانت تقنية Mu-Mimo تتيح لك خدمة بعض الأجهزة بشكل أسرع، فهذا يعني أن نقاط الوصول في مثل هذه الشبكة ستبقى مزيدا من الوقت لخدمة الأجهزة العميلة الأخرى.

10. Mu-Mimo يساعد على زيادة عرض النطاق الترددي الشبكي اللاسلكي

عند زيادة سرعة اتصال Wi-Fi، يمكنك أيضا زيادة عرض النطاق الترددي للشبكة اللاسلكية. نظرا لأن الأجهزة يتم صيانةها بسرعة أكبر، فإن الشبكة لديها المزيد من البث في الحفاظ على المزيد من أجهزة العملاء. وبالتالي، يمكن أن تقوم تقنية Mu-Mimo بتحسين تشغيل الشبكات اللاسلكية بشكل كبير مع حركة مرور مكثفة أو عدد كبير من الأجهزة المتصلة، مثل شبكات Wi-Fi العامة. هذه أخبار رائعة، لأن عدد الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة الأخرى ذات إمكانية الاتصال بشبكة Wi-Fi ستستمر على الأرجح.

11. يتم دعم أي عرض قناة.

تتمثل إحدى طرق تمديد عرض النطاق الترددي لقناة Wi-Fi في ربط القنوات عند الجمع بين قناتين متجاورتين في قناة واحدة، وهي مرتين أوسعتين، مما يضاعف فعليا سرعة اتصال Wi-Fi بين الجهاز والوصول هدف. قدمت معيار 802.11N الدعم للقنوات إلى 40 ميغاهرتز على نطاق واسع، في المواصفات القياسية 802.11ac الأصلية، تم زيادة عرض القناة المدعومة إلى 80 ميغاهيرتز. في معيار Wave 2 المحدث 802.11ac، يتم دعم 160 MHz عرض عرض.

الشكل 3. حتى الآن، يدعم Standard 802.11AC القنوات تصل إلى 160 ميجاهرتز على نطاق واسع في نطاق التردد من 5 جيجاهرتز

ومع ذلك، يجب ألا ننسى أن استخدام عرض أكبر في الشبكة اللاسلكية يزيد من احتمالية التداخل في القنوات المشتركة. لذلك، لن يكون هذا النهج دائما الاختيار الصحيح لإشعال جميع شبكات Wi-Fi دون استثناء. ومع ذلك، فإن تكنولوجيا مو ميمو، حيث يمكننا التحقق منها، يمكن استخدامها لقنوات أي عرض.

ومع ذلك، حتى لو كانت الشبكة اللاسلكية الخاصة بك تستخدم قنوات عرض عرض 20 ميغاهرتز أو 40 ميمو، فلا يزال بإمكان تقنية Mu-Mimo أن تساعدها في العمل بشكل أسرع. ولكن كيف أسرع، سيعتمد على مقدار ما هو ضروري لخدمة الأجهزة العميلة وعدد التدفقات التي تدعم كل من هذه الأجهزة. وبالتالي، يمكن استخدام تقنية MU MIMO، حتى بدون قنوات متصلة على نطاق واسع، أكثر من ضعف عرض النطاق الترددي للاتصال اللاسلكي الإخراج لكل جهاز.

12. معالجة الإشارات يحسن السلامة

الآثار الجانبية المثيرة للاهتمام لتكنولوجيا MU MIMO هي أن جهاز التوجيه أو نقطة الوصول تشفير البيانات قبل إرسالها عبر قنوات الراديو.من الصعب فك تشفير البيانات المرسلة باستخدام تقنية MU-MIMO، لأنه ليس واضحا أي جزء من التعليمات البرمجية التي يوجد بها التدفق المكاني. على الرغم من أنه في وقت لاحق، يمكن تطوير أدوات خاصة، مما يسمح للأجهزة الأخرى باعتراض حركة المرور المنقولة، اليوم تقنية Mu-Mimo بإخفاء البيانات من أجهزة الاستماع الموجودة بالقرب من أجهزة الاختبار. وبالتالي، تساعد التكنولوجيا الجديدة في زيادة الأمن WI-FI، والتي تعتبر ذات صلة بشكل خاص بالشبكات اللاسلكية المفتوحة، مثل شبكات Wi-Fi العامة، بالإضافة إلى الأشخاص الذين يعملون في الوضع الشخصي أو استخدام وضع مصادقة المستخدم المبسطة (قبل المفتاح المشترك، PSK) بناء على تقنيات حماية شبكة WPA أو WPA2 WPA2.

13. مو ميمو مناسب لأجهزة Wi-Fi ثابتة

هناك أيضا تحذير من تقنية MU-MIMO: لا يعمل بشكل جيد للغاية مع الأجهزة السريعة، لأن عملية تشكيل إشارة اتجاهية باستخدام تقنية البحوث تصبح أكثر تعقيدا وأقل كفاءة. لذلك، لن تتمكن MU MIMO من تزويدك بفائدة ملحوظة للأجهزة التي تستخدم غالبا التجوال في شبكة الشركات الخاصة بك. ومع ذلك، يجب فهم أن أجهزة "المشكلة" هذه يجب ألا تؤثر إما على نقل بيانات MU MIMO من قبل أجهزة عميل أخرى أقل من الأجهزة المحمولة أو أدائها.

اشترك في الأخبار

أحد الأساليب لزيادة معدل نقل البيانات لشركة WiFi Standard 802.11 ومعيار WiMax Standard 802.16 هو استخدام الأنظمة اللاسلكية باستخدام هوائيات متعددة، سواء للمرسل وللمستقبل. يطلق عليه مثل هذا النهج MIMO (الترجمة الحرفية - "إخراج متعددة متعددة")، أو "أنظمة الهوائي الذكية" (أنظمة الهوائي الذكية). تلعب تقنية MIMO دورا مهما في تنفيذ WiFi Standard 802.11N.

تستخدم تكنولوجيا MIMO العديد من الهوائيات من أنواع مختلفة تكوينها على نفس القناة. ينقل كل هوائي إشارة مع خصائص مكانية مختلفة. وبالتالي، تستخدم تكنولوجيا ميمو طيف موجة راديو بشكل أكثر كفاءة ودون المساس بموثوقية العمل. كل جهاز استقبال Wi-Fi "يستمع" إلى جميع الإشارات من كل شبكة الإرسال WiFi، والذي يسمح لك بإجراء مسارات نقل البيانات أكثر تنوعا. وبالتالي، يمكن تولي العديد من المسارات، مما سيزيد من الإشارات المرغوبة في الشبكات اللاسلكية.

تقنية MIMO إضافية أخرى هي أن هذه التقنية توفر تعدد التقسيم المكاني (تعدد الأقسام المكانية (SDM)). SDM تكثف المكاني العديد من تدفقات البيانات المستقلة في نفس الوقت (أساسا القنوات الافتراضية) داخل عرض النطاق الترددي القنول الطيفي واحد. في جوهرها، تنتقل العديد من الهوائيات تيارات البيانات المختلفة مع ترميز إشارة فردية (التدفقات المكانية). هذه الجداول، تتحرك بالتوازي مع الهواء "Propyching" مزيد من البيانات على قناة معينة. على جهاز الاستقبال، يرى كل هوائي مجموعات مختلفة من تدفقات الإشارات والمستقبل "demultiplex" هذه الجداول لاستخدامها. يمكن أن يزيد MIMO SDM بشكل كبير من عرض النطاق الترددي لنقل البيانات إذا قمت بزيادة عدد تدفقات البيانات المكانية. يتطلب كل دفق مكاني أزواج هوائي الإرسال / الاستقبال (TX / RX) في كل نهاية من ناقل الحركة. يتم عرض تشغيل النظام في الشكل 1

من الضروري أيضا فهم أن لتنفيذ تكنولوجيا MIMO تتطلب سلسلة ترددات راديوية منفصلة ومحول التناظرية إلى الرقمية (ADC) لكل هوائي. يجب تصميم التنفيذ الذي يتطلب أكثر من هوائيات في السلاسل بعناية لعدم زيادة التكاليف مع الحفاظ على المستوى المناسب من الكفاءة.

أداة مهمة لزيادة معدل نقل البيانات المادي في الشبكات اللاسلكية هي توسيع نطاق عرض النطاق الترددي للقنوات الطيفية. من خلال استخدام عرض نطاق قناة أوسع مع وجود قسم تردد متعامد من إرسال البيانات المتعددة (OFDM) يتم تنفيذ بيانات الأقصى الأداء. OFDM هو تعديل رقمي أثبتت تماما كأداة لتنفيذ نقل البيانات اللاسلكي عالية السرعة ثنائي الاتجاه في شبكات WiMAX / WIFI. تتمثل طريقة توسيع نطاق عرض النطاق الترددي للقنوات فعالة من حيث التكلفة وتنفيذها إلى حد ما مع النمو المعتدل لمعالجة الإشارات الرقمية (DSP). باستخدام الاستخدام المناسب، يمكنك مضاعفة تواتر اجتياز قياسي Wi-Fi 802.11 من قناة MHz 40 MHz 40، يمكنك أيضا توفير أكثر من ضعف عرض النطاق الترددي المتزايد للقنوات المستخدمة حاليا. بفضل مزيج من المعمارية MIMO مع عرض النطاق الترددي القنوات الأوسع، اتضح مقاربة قوية للغاية وملائمة اقتصاديا لزيادة معدل الإرسال المادي.

يتطلب تطبيق تكنولوجيا MIMO مع قنوات MIMO 20 ميغاهرتز تكاليف مرتفعة لتحقيق متطلبات IEEE لمعايير WiFi 802.11N (100 ميغابت في الثانية على الإنتاجية على Mac SAP). أيضا، لتلبية هذه المتطلبات، عند استخدام القناة في 20 ميغاهرتز، ستحتاج إلى ثلاثة هوائيات على الأقل، سواء على جهاز الإرسال وعلى جهاز الاستقبال. ولكن في الوقت نفسه، توفر العمل في قناة MHz 20 عملية موثوقة مع التطبيقات التي تتطلب عرضا عرضا مرتفعا في بيئة مستخدم حقيقية.

إن مشاركة تقنيات MIMO وتوسيع القناة تلبي جميع متطلبات المستخدم وترادف موثوق إلى حد ما. صحيح أيضا وعند استخدام العديد من تطبيقات الشبكة كثيفة الموارد في نفس الوقت. تسمح مجموعة MIMO و 40 MHz بتوسيع القناة ومتطلبات أكثر تعقيدا، مثل قانون مور وتنفيذ تكنولوجيا CMOS لتحسين تكنولوجيا DSP.

عند استخدام القناة الممتدة 40 ميغاهرتز في نطاق 2.4 جيجاهرتز، كان من الصعب في الأصل التوافق مع معايير المعدات المستندة إلى WiFi 802.11A / B / G معايير، بالإضافة إلى المعدات باستخدام تقنية Bluetooth لنقل البيانات.

لحل هذه المشكلة في شبكة Wi-Fi، يوفر معيار 802.11n عددا من الحلول. واحدة من هذه الآليات المصممة خصيصا لحماية الشبكات هي ما يسمى الوضع المكرر منخفض النطاق الترددي (غير HT). قبل استخدام بروتوكول نقل بيانات WIFI 802.11N، ترسل هذه الآلية حزمة واحدة لكل نصفي من قناة MHz 40 لتقليل شبكة توزيع ناقلات (NAV). بعد رسالة وضع NAV غير HT Dubbed، يمكن استخدام بروتوكول نقل البيانات 802.11N خلال الوقت المذكور في الرسالة، دون تعطيل التراث (النزاهة) للشبكة.

آلية أخرى هي نوع من الإشارات ولا يسمح بالشبكات اللاسلكية لتوسيع القناة أكثر من 40 ميجاهرتز. على سبيل المثال، يتم تثبيت وحدات 802.11N و Bluetooth في الكمبيوتر المحمول، تعرف هذه الآلية عن إمكانية التداخل المحتمل عند تشغيل الوحداتتين في وقت واحد وإيقاف الإرسال عبر القناة 40 MHz واحدة من الوحدات النمطية.

تضمن هذه الآليات أن WiFi 802.11N سيعمل مع شبكات 802.11 السابقة دون الحاجة إلى ترجمة الشبكة بأكملها إلى المعدات القياسية 802.11N.

يمكنك أن ترى مثالا على استخدام نظام MIMO في الشكل 2

إذا كان لديك أي أسئلة بعد القراءة، يمكنك ضبطها من خلال نموذج إرسال الرسائل في القسم

27.08.2015

بالتأكيد، سمع الكثيرون بالفعل عن التكنولوجيا ميمو.في السنوات الأخيرة، غالبا ما يتم تقديم عروض الإعلانات والملصقات، خاصة في مخازن الكمبيوتر والمجلات. ولكن ما هو ميمو (الماضي) وما الذي يأكله؟ دعونا نتعامل مع مزيد من التفاصيل.

تكنولوجيا ميمو

MIMO (متعددة الإخراج متعددة الإخراج؛ مدخلات متعددة، مخرجات متعددة) - طريقة ترميز الإشارة المكانية تسمح لك بزيادة عرض النطاق الترددي القنوض، حيث يتم استخدام هوائيات أو أكثر لنقل البيانات ونفس عدد الهوائيات للاستقبال. يتم فصل الهوائيات الإرسال والاستقبال كثيرا لتحقيق الحد الأدنى من التأثير المتبادل بين الهوائيات المجاورة. يتم استخدام تقنية MIMO في اتصال لاسلكي Wi-Fi، WiMAX، LTE لزيادة عرض النطاق الترددي والاستخدام الأكثر كفاءة لنطاق التردد. في الواقع، يسمح MIMO في نطاق تردد واحد ونقل ممر الترددات المعطاة المزيد من البيانات، أي زيادة السرعة. يتم تحقيق ذلك باستخدام العديد من الهوائيات الإرسال والاستقبال.

تاريخ ميمو.

يمكن أن تعزى تكنولوجيا ميمو إلى تطورات متزامنة إلى حد ما. تبدأ قصتها في عام 1984، عندما تم تسجيل براءة اختراع أول لاستخدام هذه التكنولوجيا. تم التطوير الأولية والبحوث في الشركة مختبرات الجرس.شركة 1996 شبكات الهواء. أول شرائح mimo تسمى صحيح ميمو.وبعد تلقت تكنولوجيا ميمو أكبر تطور في بداية القرن الحادي والعشرين، عندما بدأت الشبكات اللاسلكية Wi-Fi والشبكات الخلوية 3G تطوير وتيرة مضطربة. والآن يتم استخدام تقنية MIMO في شبكات 4G LTE و Wi-Fi 802.11b / g / AC.

ما يعطي تكنولوجيا ميمو؟

بالنسبة للمستخدم النهائي، يعطي ميمو زيادة كبيرة في معدل البيانات. اعتمادا على تكوين المعدات وعدد الهوائيات المستخدمة، يمكنك الحصول على ثنائي الوقت، وأقوى زيادة في الثمانية في السرعة. عادة ما تستخدم الشبكات اللاسلكية نفس عدد الهوائيات الإرسال والاستقبال، وهي مكتوبة كما، على سبيل المثال، 2x2 أو 3x3. أولئك. إذا رأيت سجل MIMO 2X2، فسيتم استلام اثنين من الهوائيات إشارة ويتم استلام اثنين. على سبيل المثال، في معيار Wi-Fi تمنح قناة واحدة من 20 ميغاهرتز على نطاق واسع عرض النطاق الترددي 866 ميغابت في الثانية، بينما في تكوين MIMO 8X8، يتم دمج 8 قنوات، مما يعطي السرعة القصوى من حوالي 7 جيجابايت / ثانية. وبالمثل، في LTE MIMO - معدل سرعة محتملة عدة مرات. للاستخدام الكامل لميكو في شبكات LTE اللازمة لأن كقاعدة عامة، لا يتم فصل الهوائيات المدمجة بما فيه الكفاية وإعطاء تأثير صغير. وبالطبع، يجب أن يكون هناك دعم لميكو من المحطة الأساسية.

ينقل هوائي LTE مع دعم MIMO ويستقبل إشارة في الطائرات الأفقية والرأسية. وهذا ما يسمى الاستقطاب. تتمثل ميزة مميزة في الهوائيات MIMO - وجود اثنين من موصلات الهوائي، وبالتالي، باستخدام اثنين من الأسلاك للاتصال بالمودم / جهاز التوجيه.

على الرغم من حقيقة أن الكثير من الناس يقولون، وليس على الأقل أن هوائي MIMO لشبكات LTE 4G يمثل بالفعل هوائيات اثنين في واحد، لا ينبغي أن يفكر في أنه عند استخدام هذا الهوائي سيكون هناك نمو سرعة مرتين. يمكن أن يكون هذا من الناحية النظرية فقط، وفي الممارسة العملية الفرق بين هوائي المعتاد وميمو في شبكة LTE 4G لا يتجاوز 20-25٪. ومع ذلك، فإن الأهم من ذلك، سيكون أكثر أهمية في هذه الحالة إشارة مستقرة يمكن أن توفر هوائي MIMO.

WiFi هو اسم علامة تجارية للشبكات اللاسلكية المستندة إلى معيار IEEE 802.11. في الحياة اليومية، يستخدم مستخدمو الشبكات اللاسلكية مصطلح "تقنية WiFi"، مما يعني عدم وجود علامة تجارية، ولكن معيار IEEE 802.11.

تتيح لك تقنية WiFi لنشر شبكة بدون وضع كبل، وبالتالي تقليل تكلفة نشر الشبكة. بفضل حيث لا يمكن وضع الكابل، على سبيل المثال، في الهواء الطلق وفي المباني ذات القيمة التاريخية يمكن أن يخدمها الشبكات اللاسلكية.
على عكس الرأي المشترك حول "الضرر" WiFi، الإشعاع من أجهزة WiFi في وقت نقل البيانات من قبل أمرين من حجم الحجم (100 مرة) أقل من ذلك من الهاتف الخليوي.

MIMO - (English Input Intercution متعددة) - تكنولوجيا نقل البيانات بناء على استخدام التعددية المكانية من أجل نقل تدفقات معلومات متعددة في وقت واحد على قناة واحدة، بالإضافة إلى انعكاس متعددة المسيرات، مما يضمن تسليم كل جزء من المعلومات إلى المقابلة المستفيد مع احتمال صغير للتدخل وفقدان البيانات.

حل القدرة على زيادة النطاق الترددي

مع التطوير المكثف لبعض التقنيات العالية، زيادة متطلبات الآخرين. يؤثر هذا المبدأ مباشرة على أنظمة الاتصالات. واحدة من أكثر المشاكل ذات الصلة في أنظمة الاتصالات الحديثة هي الحاجة إلى زيادة النطاق الترددي ومعدل البيانات. هناك طريقتان التقليديان لزيادة توسيع نطاق النطاق الترددي في نطاق التردد وزيادة الطاقة المشعة.
ولكن بسبب متطلبات التوافق البيولوجي والكهرومغناطيسي، فإن القيود المفروضة على الزيادة في القوة المشعة وتوسيع نطاق تردد التردد. مع هذه القيود، فإن مشكلة عدم وجود عرض النطاق الترددي ومعدل نقل البيانات أسباب البحث عن طرق فعالة جديدة لحلها. واحدة من الأساليب الأكثر فعالية هي استخدام شبكات الهوائي التكيفي مع عناصر الهوائي ذات الارتباط ضعيف. أن أسس هذا المبدأ تكنولوجيا ميمو. تسمى أنظمة الاتصالات التي تستخدم هذه التكنولوجيا نظام MIMO (إخراج متعددة متعددة).

معيار WiFi 802.11N هو أحد أكثر الأمثلة الأكثر حية لاستخدام تكنولوجيا MIMO. وفقا له، فإنه يسمح لك بالحفاظ على السرعة تصل إلى 300 ميغابت في الثانية. علاوة على ذلك، سمح المعيار السابق 802.11G فقط 50 ميغابت في الثانية. بالإضافة إلى زيادة معدل نقل البيانات، يتيح لك المعيار الجديد بفضل Mimo أيضا تقديم أفضل خصائص جودة في الأماكن ذات مستوى إشارة منخفضة. يتم استخدام 802.11N ليس فقط في أنظمة النقاط / متعددة النقاط (نقطة / متعددة النقاط) - الاستخدام الأكثر دراية لتكنولوجيا WIFI الخاصة ب WiFi لمنظمة LAN (شبكة المناطق المحلية)، ولكن أيضا لتنظيم اتصالات نقطة / نقطة تستخدم لتنظيم الرئيسية قنوات الاتصال بسرعة عدة مئات من ميغابت في الثانية والسماح للبيانات بنقل البيانات إلى عشرات الكيلومترات (ما يصل إلى 50 كم).

يحتوي WiMax Standid أيضا على إصدارين يكشفون عن ميزات جديدة قبل المستخدمين باستخدام تقنية MIMO. الأول - 802.16e - يوفر خدمات الوصول إلى النطاق العريض المحمول. يسمح لك بنقل المعلومات بسرعة تصل إلى 40 ميغابت في الثانية في الاتجاه من المحطة الأساسية إلى معدات المشتركين. ومع ذلك، يعتبر MIMO في 802.16e خيارا ويستخدم في أبسط التكوين - 2x2. في الإصدار التالي، تعتبر 802.16 مليون ميمو تكنولوجيا إلزامية، مع تكوين محتمل 4x4. في هذه الحالة، يمكن بالفعل أن يعزى WiMAX إلى أنظمة الاتصالات الخلوية، وهي الجيل الرابع (بسبب ارتفاع معدل نقل البيانات)، منذ لديها عدد من العلامات المتأصلة في الشبكات الخلوية: التجوال، والتسليم، والاتصالات الصوتية. في حالة استخدام الأجهزة المحمولة، من الناحية النظرية، يمكن تحقيق سرعة 100 ميغابت في الثانية. في نسخة ثابتة، يمكن أن تصل السرعة إلى 1 غيغابايت / ثانية.

إن استخدام تكنولوجيا MIMO في النظم الخلوية هو أكبر اهتمام. تجد هذه التكنولوجيا تطبيقها، بدءا من الجيل الثالث من الأنظمة الخلوية. على سبيل المثال، في الطرز القياسي، في REL. 6 يتم استخدامه جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا HSPA مع دعم السرعة حتى 20 ميغابت في الثانية، وفي REL. 7 - مع HSPA +، حيث تصل معدلات نقل البيانات إلى 40 ميغابت في الثانية. ومع ذلك، في أنظمة MIMO 3G، لم يتم استخدامها على نطاق واسع.

النظم، وهي LTE، توفر أيضا لاستخدام MIMO في التكوين حتى 8 × 8. يمكن أن تقوم هذه النظرية بتمكين البيانات من المحطة الأساسية للمشترك أكثر من 300 ميغابت في الثانية. كما أن النقطة الإيجابية المهمة هي الجودة المستدامة للاتصال حتى على حافة الخلية. في الوقت نفسه، حتى عند مسافة كبيرة من المحطة الأساسية، أو عند في غرفة أعمى، سيتم ملاحظة انخفاض طفيف في معدل نقل البيانات.

نحن نعيش في عصر ثورة رقمية، عزيزي مجهول. لم يكن لدينا وقت للتعود على بعض التكنولوجيا الجديدة، كما نقدم بالفعل من جميع الجوانب أكثر جديدا ومتقدما. وبينما نحن انعكاسات، ما إذا كانت هذه التكنولوجيا ستساعدنا حقا حقا في الحصول على أسرع الإنترنت أو بذل كل مرة أخرى، فإن المصممين يقومون بتطوير المزيد من التكنولوجيا الجديدة، والتي سيتم تقديمها في المقابل في المقام الأول بعد عامين. وهذا ينطبق أيضا على تكنولوجيا هوائيات MIMO.

ما هي هذه التكنولوجيا - ميمو؟ إدخال متعددة متعددة الإخراج - سجل متعدد في مخرج متعدد. بادئ ذي بدء، تعتبر Mimo Technology حل شامل ومخاوف ليس فقط الهوائيات. لفهم أفضل لهذه الحقيقة، يجب عليك إحداث رحلة صغيرة في تاريخ الاتصالات المتنقلة. قبل المطورين، تتمثل المهمة في نقل كمية أكبر من المعلومات لكل وحدة من الوقت، أي زيادة السرعة. من خلال القياس مع إمدادات المياه - تقديم كمية أكبر من المياه لكل وحدة من الوقت. يمكننا القيام بذلك عن طريق زيادة "قطر الأنابيب"، أو عن طريق القياس، وتوسيع نطاق تردد الاتصالات. في البداية، تم شحذ معايير GSM إلى حركة المرور المهنية وكان عرض قناة من 0.2 ميجا هرتز. كان هذا يكفي تماما. بالإضافة إلى ذلك، هناك مشكلة في ضمان الوصول المتعددين. يمكن حلها عن طريق تقسيم المشتركين في التردد (FDMA) أو الوقت (TDMA). استخدام GSM كلا الطريقتين في نفس الوقت. نتيجة لذلك، لدينا توازن بين أقصى عدد ممكن من المشتركين في الشبكة والحد الأدنى من عرض النطاق الترددي الممكن للحركة الصوتية. مع تطور الإنترنت عبر الهاتف النقال، أصبح هذا الحد الأدنى الشريط شريط عقبة لزيادة السرعة. وصلت التكنولوجيات المستندة إلى نظام GSM - GPRS و Edge إلى سرعة الحد من 384 كيلوبت في الثانية. لزيادة السرعة، كان من الضروري توسيع نطاق حركة المرور على الإنترنت في نفس الوقت ممكنا باستخدام البنية التحتية GSM. نتيجة لذلك، تم تطوير معيار UMTS. الفرق الرئيسي هنا هو توسيع الفرقة على الفور إلى 5 ميغاهرتز، ولضمان الوصول المتعددين - استخدام تقنية الوصول إلى رمز CDMA، حيث يعمل العديد من المشتركين في وقت واحد في قناة تردد واحدة. تم تسمية هذه التكنولوجيا باسم W-CDMA، مع التركيز عليه بأنه يعمل في نطاق واسع. تم تسمية هذا النظام نظام الجيل الثالث - 3G، لكنه وظيفة إضافية عبر GSM. لذلك، حصلنا على "أنبوب" واسع في 5 ميغاهرتز، مما جعل من الممكن زيادة سرعة ما يصل إلى 2 ميغابت في الثانية.

كيف يمكنك زيادة السرعة إذا لم يكن لدينا الفرصة لزيادة زيادة "قطر الأنابيب"؟ يمكننا موازية التدفق على عدة أجزاء، واسمحوا كل قطعة في أنبوب صغير منفصل ثم أضعاف هذه الجداول الفردية على الجانب المستقبلي في مجرى واحد على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد السرعة على احتمال الخطأ في القناة. تقليل هذا الاحتمال عن طريق الترميز المفرط، تصحيح الخطأ الاستباقي، تطبيق طرق تعديل إشارة الراديو أكثر تقدما، يمكننا أيضا زيادة السرعة. تم تطبيق جميع هذه التطورات (إلى جانب توسيع "الأنبوب" عن طريق زيادة عدد الناقلات الموجودة على القناة) باستمرار في تحسين قياسي UMTS وحصل على اسم HSPA. هذا ليس بديلا ل W-CDMA، وترقية Soft + Hard هذه النظام الأساسي الرئيسي.

يشارك تطوير معايير الجيل الثالث 3G في الكونسورتيوم الدولي 3GPP. يلخص الجدول بعض ميزات الإصدارات المختلفة لهذا المعيار:

3G HSPA السرعة والميزات التكنولوجية الرئيسية
3GPP الإصدار	تكنولوجيز	سرعة الوصلة الهابطة (MBPS)	سرعة Uplink (MBPs)
rel 6.	HSPA.	14.4	5.7
rel 7.	HSPA +. 5 ميغاهيرتز، 2x2 ميمو deplink	28	11
rel 8.	DC-HSPA + 2x5 ميغاهيرتز، 2x2 ميمو deplink	42	11
rel 9.	DC-HSPA + 2x5 ميغاهيرتز، 2x2 ميمو deplink، 2x5 ميغاهيرتز وصعوبة.	84	23
rel 10.	MC-HSPA + 4x5 ميغاهيرتز، 2x2 ميمو downlink، 2x5 ميغاهيرتز وصعوبة.	168	23
rel 11.	MC-HSPA + 8x5 MHz 2x2 / 4x4 ميمو ميمو، 2x5 ميجا هرتز 2x2 ميمو صاعدة	336 - 672	70

4G LTE Technology، بالإضافة إلى التوافق المتخلف مع شبكات الجيل الثالث 3G، والتي سمحت لها بالفوز على WiMAX، قادرة على تطوير سرعات عالية في المستقبل، إلى 1GBIT / S وما فوق. هناك تقنيات نقل الرقمية أكثر تقدما على واجهة راديو، مثل تعديل OFDM، وهو متكامل جيد للغاية مع تكنولوجيا MIMO.

إذن ما هو ميمو؟ يمكن إطلاق تدوين التدفق إلى عدة قنوات من قبلهم بطرق مختلفة من خلال العديد من الهوائيات "عن طريق الجو"، وأخذها بنفس الهوائيات المستقلة على الجانب الاستقبال. لذلك نحصل على العديد من "أنابيب" مستقلة على واجهة الراديو دون توسيع الشرائطوبعد هذه هي الفكرة الرئيسية ميمو.. أثناء نشر موجات الراديو في قناة الراديو، لوحظ سيناريوهات انتقائية. هذا ملحوظ بشكل خاص في ظروف التنمية الحضرية الكثيفة، إذا كان المشترك في حركة أو على حافة منطقة خدمة الخلية. فشل في كل "الأنابيب المكانية" يحدث في وقت واحد. لذلك، إذا أعطنا معا قناتين MIMO، واحدة ونفس المعلومات مع تأخير صغير، فهو فرض رمز خاص عليه (طريقة Alamotic، الرموز في شكل مربع سحري)، يمكننا استعادة الأحرف المفقودة على الجانب المستقبلي، الذي يعادل تحسين نسبة الإشارة / الضوضاء حتى 10-12 ديسيبل. نتيجة لذلك، تؤدي هذه التكنولوجيا مرة أخرى إلى زيادة السرعة. في الواقع، هذا هو التفريغ المعروف منذ فترة طويلة (تنوع RX) بنيت عضويا في تكنولوجيا ميمو.

في النهاية، نحتاج إلى فهم أنه يجب دعم MIMO في قاعدة البيانات والمودم لدينا. عادة ما يكون في 4G عدد قنوات MIMO إلى اثنين - 2، 4، 8 (في أنظمة Wi-Fi، تم توزيع نظام 3X3 من ثلاثة قناة) ويؤكد أن رقمهم يطابقها وعلى أساس المودم. لذلك، لإصلاح هذه الحقيقة، يتم تحديد ميمو مع استقبال القنوات * ناقل الحركة - 2x2 ميمو، 4x4 ميمو، إلخ. بينما نحن نتعامل حاليا من 2x2 ميمو.

ما هي الهوائيات المستخدمة في تكنولوجيا ميمو؟ هذه هي الهوائيات العادية، يجب أن تكون ببساطة اثنين (ل 2x2 ميمو). لفصل القنوات، يتم استخدام متعامدة، ما يسمى X-Palarization. في الوقت نفسه، يتم نقل الاستقطاب الخاص بكل هوائي بالنسبة للعيدية بنسبة 45 درجة، وثيليا لبعضها البعض - 90 درجة. تضع مثل هذه الزاوية من الاستقطاب كلا القنوات على قدم المساواة في ظروف متساوية، نظرا لأن هوائيات التوجه الأفقي / الرأسي، فإن إحدى القنوات ستحصل حتما على توهين أكبر بسبب تأثير سطح الأرض. في الوقت نفسه، يسمح تحول الاستقطاب 90 درجة بين الهوائيات لإطلاق العنان للقنوات بين نفسها على الأقل 18-20 ديسيبل.

بالنسبة لميمو، سنحتاج إلى مودم مع مدخلتين من الهوائي وهوائين سقفين. ومع ذلك، فإنه يظل سؤالا مفتوحا ما إذا كانت هذه التكنولوجيا تتم الحفاظ عليها في المحطة الأساسية. في معايير 4G LTE و WiMAX، مثل هذا الدعم على جانب أجهزة المشتركين وعلى أساس. في شبكة 3G ليس كل شيء لا لبس فيه. تعمل الآلاف من أجهزة غير ميمو بالفعل على الشبكة، والتي تقدم مقدمة هذه التكنولوجيا التأثير المعاكس - ينخفض \u200b\u200bعرض النطاق الترددي للشبكة. لذلك، فإن المشغلين ليسوا في عجلة من أمرهم لإدخال ميمو في كل مكان في شبكات 3G. بحيث يمكن للقاعدة تزويد المشتركين بسرعة عالية، يجب أن يكون لها نقل جيد، I.E. يجب توفيره "أنابيب سميكة"، فمن المرغوب فيه الألياف البصرية، والتي لا تحدث أيضا. لذلك، في شبكات الجيل الثالث 3G، تعمل تقنية MIMO حاليا على مرحلة التكوين والتطوير، يتم اختبار كلا من المشغلين والمستخدمين، وآخر غير دائما بنجاح. لذلك، فإن آمال هوائيات MIMO هي فقط في شبكات 4G. عند حافة منطقة خدمة الخلية، يمكنك تطبيق الهوائيات بأشعة التضخيم الكبيرة، على سبيل المثال، المرايا التي تم بالفعل بيع MIMO

في شبكات Wi-Fi، يتم تسجيل تكنولوجيا MIMO في IEEE 802.11N و IEEE 802.11AC وهي مدعومة من قبل العديد من الأجهزة. بينما نرى المجيء في شبكة 3G-4G لتكنولوجيا 2 × 2 ميمو، لا يجلس المطورون في مكانه. بالفعل، يتم تطوير تقنيات MIMO 64X64 مع الهوائيات الذكية مع مخطط توجيهي متكيف. أولئك. إذا قطعنا الأريكة على الكرسي أو مغادرة المطبخ، فستلاحظ جهازك اللوحي هذا وسيقوم بنشر مخطط النزوح البؤري في الاتجاه المطلوب. هل يحتاج أي شخص إلى هذا الموقع في ذلك الوقت؟

ميمو. (إخراج متعددة الإخراج متعددة - متعددة تسجيل الدخول متعددة) هي تقنية تستخدم في أنظمة الاتصالات اللاسلكية (WiFi، شبكات الاتصال الخلوي)، مما يجعل من الممكن تحسين الكفاءة الطيفية للنظام، والحد الأقصى لمعدل نقل البيانات وسعة الشبكة. الطريقة الرئيسية لتحقيق المزايا المذكورة أعلاه هي نقل البيانات من المصدر إلى المستلم من خلال العديد من المركبات الإذاعية، التي تأتي من هذه التكنولوجيا واستقبلت اسمها. النظر في ما قبل التاريخ من هذه القضية، ونحن نحدد الأسباب الرئيسية التي خدمت إلى تكنولوجيا ميمو واسعة النطاق.

إن الحاجة إلى المركبات عالية السرعة التي توفر أداء جودة عالية الجودة (QOS) مع تسامح مع الأخطاء العالية ينمو من سنة إلى أخرى. هذا يساهم إلى حد كبير في ظهور هذه الخدمات مثل VoIP ()، VOD ()، وما إلى ذلك، ومع ذلك، فإن معظم التقنيات اللاسلكية لا تسمح للمشتركين بالمشتركين بجودة عالية من الخدمة على حافة منطقة الطلاء. في أنظمة الاتصالات الروية وغيرها من الاتصالات اللاسلكية، فإن جودة الاتصال، بالإضافة إلى معدل نقل البيانات المتاح يسقط بسرعة عن طريق الإزالة من (BTS). في الوقت نفسه، تندرج جودة الخدمات مع هذا، مما يؤدي في النهاية إلى استحالة توفير خدمات في الوقت الفعلي بجودة عالية في جميع أنحاء تغطية الشبكة الراديوية. لحل هذه المشكلة، يمكنك تجربة المحطات الأساسية لتثبيت محطات الأساس عن كثب وتنظيم الطلاء الداخلي في جميع الأماكن ذات مستوى إشارة منخفض. ومع ذلك، سيتطلب ذلك تكاليف مالية كبيرة ستؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة تكلفة الخدمة وانخفاض القدرة التنافسية. وبالتالي، لحل هذه المشكلة، مطلوب الابتكار الأصلي، باستخدام كلما أمكن ذلك، نطاق التردد الحالي وعدم مطالبة بناء كائنات شبكة جديدة.

ميزات موجة الراديو

من أجل فهم مبادئ تكنولوجيا ميمو، من الضروري التفكير في الفضاء المشترك. الأمواج المنبعثة من قبل أنظمة الراديو اللاسلكية المختلفة في حدود أكثر من 100 ميجاهرتز، تتصرف إلى حد كبير مثل الأشعة الخفيفة. عندما تكون موجة الراديو، عند توزيعها، تلبي أي سطح، إذن، اعتمادا على المواد وحجم العقبة، يتم امتصاص جزء من الطاقة، والجزء يمر من خلال، وينعكس الجزء المتبقي. تتأثر نسبة نسبة نسبة الاستيعاب، التي تنعكس وتم تمريرها عبر أجزاء الطاقة بالعديد من العوامل الخارجية، بما في ذلك تواتر الإشارة. علاوة على ذلك، فإن المنعكس ونقلها من خلال طاقات الإشارة يمكن أن يغير اتجاه انتشارها الإضافي، والإشارة نفسها مقسمة إلى عدة أمواج.

إن الإشارة من المصدر إلى المستلم بعد اجتماع مع العديد من العقبات أمام المستلم تنقسم إلى تعددية من الأمواج بعد اجتماع مع العديد من العقبات. كل موجة من الأمواج التي جاءت إلى المستقبل يشكل مسار توزيع الإشارة ما يسمى. علاوة على ذلك، بسبب حقيقة أن الأمواج المختلفة تنعكس من أعداد مختلفة من العقبات وتمرير مسافات مختلفة، فإن المسارات المختلفة مختلفة.

في حالة بناء مدينة كثيفة، نظرا لعدد كبير من العقبات، مثل المباني والأشجار والسيارات وما إلى ذلك، يحدث الوضع في كثير من الأحيان عندما بين (MS) والهوائيات للمحطة الأساسية (BTS) هناك لا رؤية مباشرة. في هذه الحالة، فإن الخيار الوحيد لتحقيق إشارة الاستقبال ينعكس الأمواج. ومع ذلك، كما هو مذكور أعلاه، لم تعد إشارة عكسية مرارا وتكرارا الطاقة الأولية وقد تأتي مع الاستلام. يعزز التعقيد الخاص أيضا حقيقة أن الكائنات لا تظل ثابتة دائما ويمكن أن يتغير الوضع بشكل كبير مع مرور الوقت. في هذا الصدد، تنشأ المشكلة - واحدة من أهم المشاكل في أنظمة الاتصالات اللاسلكية.

توزيع المتعدد - مشكلة أو ميزة؟

لمكافحة إشارات المسيرات، يتم تطبيق العديد من الحلول المختلفة. واحدة من التقنيات الأكثر شيوعا تتلقى التنوع -. جوهرها هو أنه يستخدم لتلقي إشارة وليس واحدة، ولكن في وقت واحد بعض الهوائيات (عادة ما يكونان، وأقل في كثير من الأحيان أربعة)، وتقع على مسافة واحدة من بعضها البعض. وبالتالي، فإن المستلم ليس واحدا، ولكن مرة واحدة نسختين من الإشارة المرسلة التي جاءت مسارات مختلفة. هذا يجعل من الممكن جمع المزيد من الطاقة لإشارة المصدر، لأن لا يجوز اتخاذ الأمواج التي اتخذتها هوائي واحد من قبل آخر والعكس. أيضا، قد تأتي الإشارات القادمة في Antiphase إلى هوائي واحد إلى Simphase آخر. يمكن استدعاء هذا المخطط لتنظيم واجهة الراديو إخراج متعدد المدخلات متعددة (SIMO)، بدلا من مخطط الإخراج المفرد المفرد (SISO). يمكن أيضا تطبيق نهج معكوس: عندما يتم استخدام العديد من الهوائيات لنقلها ويحصل عليها. يزيد هذا أيضا من الطاقة الإجمالية للإشارة المصدر التي تلقاها جهاز الاستقبال. ويسمى هذا المخطط إخراج واحد متعدد الإدخال (MISO). في كل من المخططات (Simo و Miso)، يتم تثبيت العديد من الهوائيات على جانب المحطة الأساسية، لأن تنفيذ فصل الهوائيات في جهاز محمول لمسافة كبيرة بما فيه الكفاية صعبة دون زيادة حجم المعدات الطرفية نفسها.

نتيجة لزيادة التفكير، وصلنا إلى مخطط الإخراج المتعدد الإدخال المتعدد (MIMO). في هذه الحالة، يتم تثبيت العديد من الهوائيات للنقل واستقبال الاستقبال. ومع ذلك، على النقيض من المخططات المذكورة أعلاه، لا يتيح هذا المخطط الانفصال هذا فقط التعامل مع انتشار إشارات المسيرات المتعددة، ولكن أيضا للحصول على بعض الفوائد الإضافية. باستخدام هوائيات متعددة للإرسال واستقبال كل زوج، يمكن أن ينتظر هوائي الإرسال / الاستقبال من مسار منفصل لنقل المعلومات. في هذه الحالة، سيتم تنفيذ الاستقبال المنفصل من الهوائيات المتبقية، وسيقوم الهوائي أيضا بأداء وظائف هوائي إضافي لمسارات النقل الأخرى. نتيجة لذلك، من الناحية النظرية، يمكنك زيادة معدل نقل البيانات في عدة مرات حيث سيتم استخدام هوائيات إضافية. ومع ذلك، يتم فرض قيود كبير على جودة كل مسار إذاعي.

مبدأ العملية ميمو.

كما ذكر أعلاه، هناك حاجة إلى تكنولوجيا MIMO لتثبيت هوائيات متعددة عند الإرسال والجانب الاستقبال. عادة ما يتم تعيين عدد متساو من الهوائيات في مدخلات وناتج النظام، لأن في هذه الحالة، يتم تحقيق الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات. لإظهار عدد الهوائيات في مكتب الاستقبال والانتقال إلى جانب تكنولوجيا "Mimo" التكنولوجيا "، يتم ذكر تعيين" AXB "عادة، حيث يوجد عدد من الهوائيات في إدخال النظام، و B - عند الإخراج. تحت النظام في هذه الحالة، من المفهوم من قبل مركب الراديو.

تتطلب تكنولوجيا MIMO بعض التغييرات في هيكل المرسل مقارنة بالنظم التقليدية. فكر في واحدة فقط من الإمكانات وأكثرها بسيطة، وأساليب تنظيم تكنولوجيا MIMO. بادئ ذي بدء، هناك حاجة إلى مقسم تدفق على جانب الإرسال، والذي سيتم فصله بالبيانات المخصصة للنقل إلى العديد من التدفق الفرعي منخفض السرعة، وهو رقم يعتمد على عدد الهوائيات. على سبيل المثال، بالنسبة ل MIMO 4X4 ومعدل استلام بيانات الإدخال 200 ميغابت في الثانية، سيقوم المقسم بإنشاء 4 تدفقا من 50 ميغابت في الثانية لكل منهما. علاوة على ذلك، يجب أن تنتقل كل من هذه الجداول من خلال الهوائي. عادة، يتم تثبيت هوائيات ناقل الحركة مع بعض الانفصال المكاني لضمان العديد من الإشارات الجانبية قدر الإمكان، والتي تنشأ نتيجة إعادة التخصص. في واحدة من الطرق الممكنة لتنظيم تكنولوجيا MIMO، يتم إرسال الإشارة من كل هوائي باستخدام استقطاب مختلف، مما يسمح لك بتعريفه عند أخذه. ومع ذلك، في أبسط الحالة، اتضح كل من الإشارات المرسلة أن تكون وسيلة نقل ملحوظة (تأخير الوقت، والتشوهات الأخرى).

على الجانب الاستقبال، تأخذ العديد من الهوائيات إشارة من الراديو. علاوة على ذلك، يتم تحديد الهوائيات على الجانب الاستقبال أيضا مع بعض الانفصال المكاني، بسبب ما يتم ضمان الاستقبال المنفصل الذي تمت مناقشته في وقت سابق. تأتي الإشارات المستلمة إلى أجهزة الاستقبال، ويتوافق عددها مع عدد الهوائيات ومسارات النقل. علاوة على ذلك، يحصل كل من المستقبل على إشارات من جميع هوائيات النظام. تخصص كل من هؤلاء المستخرجين من دفق إجمالي للإشارة إلى إشارة هذا المسار الذي يستجيب به فقط. يجعلها إما لأي علامة محددة مسبقا، والتي تم تجهيزها بكل إشارات، أو بسبب تحليل التأخير، والتوهين، والتحول المرحلة، I.E. مجموعة من تشويه أو "طباعة" بيئة التوزيع. اعتمادا على مبدأ تشغيل النظام (مختبرات الجرس بقيادة الفضاء - الانفجار، الانتقائي لكل هوائي التحكم في معدل (SPARC)، وما إلى ذلك)، يمكن تكرار الإشارة المرسلة بعد وقت معين، أو إرسالها مع تأخير صغير من خلال هوائيات أخرى.

في نظام مع تكنولوجيا MIMO، قد تحدث ظاهرة غير عادية، والتي تتألف في حقيقة أن معدل نقل البيانات في نظام MIMO قد ينخفض \u200b\u200bفي حالة الرؤية المباشرة بين المصدر ومجتمع الإشارة. هذا يرجع في المقام الأول إلى انخفاض في شدة المساحة المحيطة، والتي تمثل كل من الإشارات. نتيجة لذلك، يصبح الجانب المستقبلي مشكلة في تقسيم الإشارات، ويبدأون في التأثير على بعضهم البعض. وبالتالي، كلما ارتفعت جودة مركب الراديو، يمكن الحصول على فوائد أقل من ميمو.

Multi-User MIMO (MU-MIMO)

يشير مبدأ المنظمة الإذاعية التي تم النظر فيها أعلاه إلى ما يسمى User User Mimo (Su-Mimo)، حيث يوجد معلومات واحد فقط للإرسال والاستقبال. في هذه الحالة، يمكن أن يوافق المرسل والمستقبل بوضوح على تصرفاتهم، وفي الوقت نفسه لا يوجد عامل مفاجئ عندما قد يظهر المستخدمون الجدد. هذا المخطط مناسب تماما للأنظمة الصغيرة، على سبيل المثال، لتنظيم الاتصالات في منزل Office بين جهازين. بدوره، معظم الأنظمة، مثل شبكة Wi-Fi، WiMAX، أنظمة الاتصال الخلوية متعددة اللاعبين، أي. لديهم مركز واحد والعديد من الكائنات البعيدة، مع كل منها من الضروري تنظيم مركبات الراديو. وبالتالي، تنشأ مشكلتان: من ناحية، يجب على المحطة الأساسية نقل الإشارة إلى العديد من المشتركين من خلال الهوائي نفسه (بث MIMO)، وفي الوقت نفسه تأخذ إشارة من خلال الهوائيات نفسها من العديد من المشتركين (MIMO MAC - متعددة قنوات الوصول).

في اتجاه الوصلة الصاعدة - من MS إلى BTS، يقوم المستخدمون بإرسال معلوماتهم في وقت واحد في نفس التردد. في هذه الحالة، تنشأ الصعوبة للمحطة الأساسية: من الضروري تقسيم الإشارات من المشتركين المختلفة. واحدة من الطرق الممكنة لمكافحة هذه المشكلة هي أيضا طريقة معالجة خطية (معالجة خطية)، والتي توفر إشارة مرسلة مسبقا. الإشارة الأولية وفقا لهذه الطريقة متغير مع المصفوفة، والتي تتكون من معاملات تأثير التدخل العاكس من المشتركين الآخرين. يتم تجميع المصفوفة بناء على الوضع الحالي في الراديو: عدد المشتركين ومعدلات النقل وما إلى ذلك وبالتالي، قبل الإرسال، تشعر الإشارة بالانزعاج من العكس مع تلك التي ستقابلها أثناء الإرسال في الراديو.

Direnlink - اتجاه من BTS إلى MS، تنقل المحطة الأساسية إشارات في وقت واحد على نفس القناة على الفور إلى العديد من المشتركين. هذا يؤدي إلى حقيقة أن الإشارة المرسلة لمشترك واحد لها تأثير على حفل الاستقبال لجميع الإشارات الأخرى، أي. تنشأ التدخل. خيارات محتملة لمكافحة هذه المشكلة هي استخدامها، إما استخدام تقنية الترميز ورقة قذرة ("ورقة الأوساخ"). النظر في تكنولوجيا الورق القذر أكثر. يستند مبدأ عملها إلى تحليل الحالة الراهنة للإذاعة وعدد المشتركين النشطين. ينقل المشترك الوحيد (الأول) بياناته إلى المحطة الأساسية دون ترميز، والتغيرات في بياناتها، لأن لا يوجد أي تدخل من المشتركين الآخرين. سوف المشترك الثاني تشفير، أي قم بتغيير طاقة إشارةك حتى لا تعيق الأول وليس فضح إشارةك إلى التأثير على الأول. يضيف المشتركون اللاحقون إلى النظام أيضا سيتبعون هذا المبدأ، ويعتمدون على عدد المشتركين النشطين والتأثير المنصوص عليه من قبل الإشارات.

تطبيق ميمو

تعد Mimo Technology في العقد الماضي واحدة من أكثر الطرق ذات صلة لزيادة عرض النطاق الترددي وسعة أنظمة الاتصالات اللاسلكية. النظر في بعض الأمثلة على استخدام MIMO في أنظمة الاتصال المختلفة.

يحتوي WiMax Standid أيضا على إصدارين يكشفون عن ميزات جديدة قبل المستخدمين باستخدام تقنية MIMO. الأول - 802.16e - يوفر خدمات الوصول إلى النطاق العريض المحمول. يسمح لك بنقل المعلومات بسرعة تصل إلى 40 ميغابت في الثانية في الاتجاه من المحطة الأساسية إلى معدات المشتركين. ومع ذلك، يعتبر MIMO في 802.16e خيارا ويستخدم في أبسط التكوين - 2x2. في الإصدار التالي، تعتبر 802.16 مليون ميمو تكنولوجيا إلزامية، مع تكوين محتمل 4x4. في هذه الحالة، يمكن بالفعل أن يعزى WiMAX إلى أنظمة الاتصالات الخلوية، وهي الجيل الرابع (بسبب ارتفاع معدل نقل البيانات)، منذ لديها عدد من العلامات الكامنة في الشبكات الخلوية:، الاتصالات الصوتية. في حالة استخدام الأجهزة المحمولة، من الناحية النظرية، يمكن تحقيق سرعة 100 ميغابت في الثانية. في نسخة ثابتة، يمكن أن تصل السرعة إلى 1 غيغابايت / ثانية.

إن استخدام تكنولوجيا MIMO في النظم الخلوية هو أكبر اهتمام. تجد هذه التكنولوجيا تطبيقها، بدءا من الجيل الثالث من الأنظمة الخلوية. على سبيل المثال، في المعيار، في REL. 6 يتم استخدامه جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا HSPA مع دعم السرعة حتى 20 ميغابت في الثانية، وفي REL. 7 - مع HSPA +، حيث تصل معدلات نقل البيانات إلى 40 ميغابت في الثانية. ومع ذلك، في أنظمة MIMO 3G، لم يتم استخدامها على نطاق واسع.

النظم، وهي LTE، توفر أيضا لاستخدام MIMO في التكوين حتى 8 × 8. يمكن أن تقوم هذه النظرية بتمكين البيانات من المحطة الأساسية للمشترك أكثر من 300 ميغابت في الثانية. نقطة إيجابية مهمة هي جودة الاتصال المستدامة حتى على الحافة. في الوقت نفسه، حتى عند مسافة كبيرة من المحطة الأساسية، أو عند في غرفة أعمى، سيتم ملاحظة انخفاض طفيف في معدل نقل البيانات.

وبالتالي، تجد تكنولوجيا MIMO استخدام جميع أنظمة نقل البيانات اللاسلكية تقريبا. علاوة على ذلك، فإن إمكاناتها غير مرهقة. يتم بالفعل تطوير خيارات تكوين الهوائي الجديد، حتى 64 × 64 ميمو. هذا في المستقبل سيجعل من الممكن تحقيق معدلات بيانات أعلى وقدرة الشبكة والكفاءة الطيفية.

WiFi هو اسم علامة تجارية للشبكات اللاسلكية المستندة إلى معيار IEEE 802.11. في الحياة اليومية، يستخدم مستخدمو الشبكات اللاسلكية مصطلح "تقنية WIFI"، مما يدل على عدم التداول ...