Mim mimo τεχνολογία. Τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων MIMO σε ασύρματα δίκτυα WiFi. Τι είναι ο Mimo.

Η τεχνολογία MIMO έπαιξε τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη του WiFi. Πριν από μερικά χρόνια ήταν αδύνατο να παρουσιαστούν άλλες συσκευές με 300 Mbps και υψηλότερο εύρος ζώνης. Η εμφάνιση νέων προτύπων επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας, για παράδειγμα, 802.11n συνέβη σε μεγάλο βαθμό λόγω του MIMO.

Γενικά, αξίζει να σημειωθεί ότι όταν μιλάμε για τεχνολογία WiFi, εννοούμε πραγματικά ένα από τα πρότυπα επικοινωνίας και συγκεκριμένα - IEEE 802.11. Το σήμα WiFi έγινε μετά τις δελεαστικές προοπτικές για τη χρήση ασύρματων δεδομένων που μεταδίδονται. Λίγο για την τεχνολογία Wi-Fi και το πρότυπο 802.11, μπορείτε να διαβάσετε.

Τι είναι η τεχνολογία MIMO;

Εάν δώσετε όσο το δυνατόν πιο απλό ορισμό, τότε Το MIMO είναι η μετάδοση δεδομένων πολλαπλών σπειρωμάτων. Η συντομογραφία μπορεί να μεταφραστεί από την αγγλική ως "αρκετές εισόδους, διάφορες εξόδους", σε αντίθεση με τον προκάτοχό (μονόλιπιστ / μανδάλωση), σε συσκευές με υποστήριξη MIMO, το σήμα μεταδίδεται σε ένα ραδιοφωνικό κανάλι χρησιμοποιώντας ένα, αλλά αρκετούς δέκτες και πομπούς. Κατά το σχεδιασμό των τεχνικών χαρακτηριστικών των συσκευών WiFi δίπλα στη συντομογραφία δείχνουν την ποσότητα τους. Για παράδειγμα, το 3x2 είναι 3 πομπούς σήματος και 2 κεραίες λήψης.

Εξάλλου, Το MIMO χρησιμοποιεί χωρική πολυπλεξία. Για το τρομακτικό όνομα, η τεχνολογία της ταυτόχρονης μετάδοσης πολλαπλών πακέτων δεδομένων σε ένα κανάλι βρίσκεται. Χάρη σε αυτή τη "σφραγίδα" του καναλιού, το εύρος ζώνης του μπορεί να αυξηθεί δύο φορές ή περισσότερο.

Mimo και wifi.

Με την αύξηση της δημοτικότητας της μετάδοσης ασύρματων δεδομένων μέσω των ενώσεων WiFi, φυσικά, οι απαιτήσεις για την ταχύτητά τους έχουν αυξηθεί. Και η τεχνολογία MIMO και άλλες εξελίξεις που έλαβαν χώρα ως βάση επιτρέπεται να αυξήσουν αρκετές φορές το εύρος ζώνης. Η ανάπτυξη του WIFI συμβαδίζει κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των προτύπων 802.11 - Α, Β, Γ, Ν, και ούτω καθεξής. Δεν είμαστε μάταια που αναφέρουμε την εμφάνιση του προτύπου 802.11n. Πολλαπλή έξοδος πολλαπλής εισόδου - το βασικό στοιχείο του, το οποίο αφέθηκε να αυξήσει την ταχύτητα καναλιού της ασύρματης σύνδεσης από 54 Mbps σε περισσότερα από 300 Mbps.

Το πρότυπο 802.11n σάς επιτρέπει να εφαρμόσετε τόσο το πρότυπο πλάτος του καναλιού σε 20 MHz και χρησιμοποιήστε μια ευρυζωνική γραμμή 40 MHz με υψηλότερο εύρος ζώνης. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το σήμα αντικατοπτρίζεται επανειλημμένα, χρησιμοποιώντας πολλές ροές σε ένα κανάλι επικοινωνίας.

Χάρη σε αυτό, η πρόσβαση στο Internet που βασίζεται στο WiFi τώρα επιτρέπει όχι μόνο το surfing, ελέγχει το ταχυδρομείο και την επικοινωνία στο ICQ, αλλά και σε απευθείας σύνδεση παιχνίδια, online βίντεο, skype και άλλη "βαριά" κυκλοφορία.

Ένα νεότερο πρότυπο - χρησιμοποιεί επίσης την τεχνολογία MIMO.

Προβλήματα εφαρμογής Mimo στο WiFi

Την αυγή του σχηματισμού της τεχνολογίας υπήρχαν δυσκολίες ευθυγράμμισης συσκευών, Εργασία με υποστήριξη MIMO και χωρίς αυτό. Ωστόσο, τώρα δεν είναι τόσο σημαντικό - σχεδόν κάθε αυτοπεποίθηση κατασκευαστής ασύρματου εξοπλισμού το χρησιμοποιεί στις συσκευές του.

Επίσης, ένα από τα προβλήματα όταν η τεχνολογία μεταφοράς δεδομένων εμφανίζεται χρησιμοποιώντας διάφορους δέκτες και διάφορους πομπούς, η τιμή της συσκευής ήταν. Ωστόσο, εδώ Η σημερινή επανάσταση των τιμών έκανε την εταιρεία . Δεν κατάφερε μόνο να καθορίσει την παραγωγή ασύρματου εξοπλισμού με υποστήριξη MIMO, αλλά και να το κάνει σε πολύ προσιτές τιμές. Κοιτάξτε, για παράδειγμα, το κόστος ενός τυπικού σετ της εταιρείας - (σταθμός βάσης), (στην πλευρά του πελάτη). Και σε αυτές τις συσκευές δεν είναι μόνο mimo, και η επωνυμία βελτιώθηκε airmax Technology με βάση αυτό.

Το πρόβλημα παραμένει μόνο μια αύξηση του αριθμού των κεραιών και των πομπών (τώρα μέγιστο 3) για συσκευές με POE. Παρέχετε πιο δύσκολο τρόπο ενεργειακού σχεδιασμού, αλλά και πάλι, οι σταθερές μετατοπίσεις προς αυτή την κατεύθυνση καθιστούν ubiquiti.

Airmax Technology

Το Ubiquiti Networks είναι αναγνωρισμένος ηγέτης στην ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών WiFi, συμπεριλαμβανομένου του MIMO. Βασίζεται στη βάση της, η Ubiquiti αναπτύχθηκε και κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογία. Air Max. Η ουσία του είναι ότι η μετάδοση σήματος λήψης από διάφορες κεραίες σε ένα κανάλι παραγγέλνεται και δομείται από το πρωτόκολλο TDMA με επιτάχυνση υλικού: τα πακέτα δεδομένων διαχωρίζονται σε ξεχωριστές χρονικές θυρίδες, οι ουρές μετάδοσης συντονίζονται.

Αυτό σας επιτρέπει να επεκτείνετε το εύρος ζώνης του καναλιού, να αυξήσετε τον αριθμό των συνδεδεμένων συνδρομητών χωρίς απώλεια ποιότητας επικοινωνίας. Αυτή η λύση είναι αποτελεσματική, βολική στη χρήση και, σημαντικό - φθηνό. Σε αντίθεση με τον παρόμοιο εξοπλισμό που χρησιμοποιείται στα δίκτυα Wimax, ο εξοπλισμός από τα δίκτυα Ubiquiti με την τεχνολογία Airmax είναι ευχάριστα ευχαριστημένη με τις τιμές.

δικτυακός τόπος

Μια από τις πιο ουσιαστικές και σημαντικές καινοτομίεςWi-Fi τα τελευταία 20 χρόνια - τεχνολογία πολλαπλών χρηστών - πολλαπλή είσοδος πολλαπλής εξόδου (MU-MIMO). Το MU-MIMO επεκτείνει τη λειτουργικότητα της πρόσφατας ενημέρωσης του ασύρματου προτύπου 802.11ac "κύμα 2". Φυσικά, αυτή είναι μια τεράστια ανακάλυψη για ασύρματη επικοινωνία. Αυτή η τεχνολογία συμβάλλει στην αύξηση της μέγιστης θεωρητικής ταχύτητας της ασύρματης σύνδεσης από 3,47 Gbit / s στην αρχική πρότυπη προδιαγραφή 802.11ac σε 6,93 Gbps στην ενημέρωση του προτύπου Wave 802.11ac 2. Αυτή είναι μια από τις πιο πολύπλοκες λειτουργίες Wi-Fi σήμερα.

Ας το καταλάβουμε πώς λειτουργεί!

Η τεχνολογία MU-MIMO αυξάνει τη γραμμή με την άδεια σε πολλές συσκευές για να λάβουν πολλαπλές ροές δεδομένων.Βασίζεται στην τεχνολογία MIMO ενός χρήστη (SU-MIMO), η οποία αντιπροσωπεύτηκε πριν από σχεδόν 10 χρόνια με το πρότυπο 802.11n.

Το SU-MIMO αυξάνει την ταχύτητα της σύνδεσης Wi-Fi, επιτρέποντας ταυτόχρονα ένα ζεύγος ασύρματων συσκευών να λαμβάνουν ταυτόχρονα ή να στέλνουν πολλαπλές ροές δεδομένων.

Σχήμα 1. Η τεχνολογία SU-MIMO παρέχει ρεύματα εισόδου πολλαπλών καναλιών σε μία συσκευή ταυτόχρονα. Η τεχνολογία MU-MIMO παρέχει ταυτόχρονη επικοινωνία με πολλαπλές συσκευές.

Στην ουσία, οι επαναστατικές αλλαγές για το Wi-Fi παρέχουν δύο τεχνολογίες. Η πρώτη από αυτές τις τεχνολογίες, που ονομάζεται BeamForming, επιτρέπει στους Wi-Fi-δρομολογητές και σημεία πρόσβασης σε πιο αποτελεσματικά χρησιμοποιούν ραδιοφωνικά κανάλια. Πριν εμφανιστεί αυτή η τεχνολογία, οι Wi-Fi-δρομολογητές και τα σημεία πρόσβασης λειτουργούσαν ως λαμπτήρες, στέλνοντας ένα σήμα προς όλες τις κατευθύνσεις. Το πρόβλημα ήταν αυτόΈνα μη επεξεργασμένο περιορισμένο σήμα ισχύος είναι δύσκολο να φτάσετε στις συσκευές Wi-Fi πελάτη.

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία BeamForming, ο δρομολογητής Wi-Fi ή το σημείο πρόσβασης ανταλλάσσεται με τις πληροφορίες της συσκευής πελάτη σχετικά με τη θέση του. Στη συνέχεια, ο δρομολογητής αλλάζει τη φάση και την εξουσία της για να δημιουργήσει ένα καλύτερο σήμα. Ως αποτέλεσμα: τα ραδιοφωνικά σήματα χρησιμοποιούνται πιο αποτελεσματικά, η μετάδοση δεδομένων επιταχύνει και, ενδεχομένως, η μέγιστη απόσταση σύνδεσης αυξάνεται.

Τα χαρακτηριστικά των δοκών επεκτείνονται. Μέχρι στιγμής, οι δρομολογητές Wi-Fi ή τα σημεία πρόσβασης ήταν εγγενώς ανεξάρτητα, αποστολή ή λήψη δεδομένων μόνο από μία συσκευή-πελάτη ταυτόχρονα. Σε παλαιότερες εκδόσεις της οικογένειας των προτύπων ασύρματων δεδομένων 402.11, συμπεριλαμβανομένου του προτύπου 802.11n και της πρώτης έκδοσης του προτύπου 802.11AC, υπήρχε η πιθανότητα ταυτόχρονα να λαμβάνονται ή να μεταδίδουν αρκετές ροές δεδομένων, αλλά εξακολουθούν να μην υπήρχαν μια μέθοδος που επιτρέπει ένα wi -FI δρομολογητή ή σημείο πρόσβασης ταυτόχρονα "επικοινωνούν" ταυτόχρονα με αρκετούς πελάτες. Από τώρα και στο εξής, με τη βοήθεια του Mu-Mimo, εμφανίστηκε μια τέτοια ευκαιρία.

Αυτή είναι μια πραγματικά μεγάλη αμφιλεγόμενη, καθώς η πιθανότητα ταυτόχρονης μεταφοράς δεδομένων σε πολλές συσκευές πελάτη επεκτείνει σημαντικά το διαθέσιμο εύρος ζώνης για τους ασύρματους πελάτες. Η τεχνολογία Mu-Mimo προωθεί ασύρματα δίκτυα από την παλιά μόδαCSMA-SD, όταν μόνο μία συσκευή εξυπηρετήθηκε ταυτόχρονα, στο σύστημα, όπου πολλές συσκευές μπορούν ταυτόχρονα να λένε ταυτόχρονα. Για μεγαλύτερη ορατότητα του παραδείγματος, φανταστείτε τη μετάβαση από έναν επαρχιακό δρόμο μιας ζώνης σε έναν ευρύχωρο αυτοκινητόδρομο

Σήμερα, οι ασύρματοι δρομολογητές και τα σημεία πρόσβασης 2822.11AC 282,11AC 202.11ac κατακτώνται ενεργά στην αγορά. Ο καθένας που ξεδιπλώνεται Wi-Fi κατανοεί τις ιδιαιτερότητες της τεχνολογίας MU-MIMO. Φέρνουμε στην προσοχή σας 13 γεγονότα που θα επιταχύνουν την εκπαίδευσή σας προς αυτή την κατεύθυνση.

1. Η MU-MIMO χρησιμοποιεί μόνο"Κατάντη" Stream (από το σημείο πρόσβασης στην κινητή συσκευή).

Σε αντίθεση με το Su-Mimo, η τεχνολογία MU-MIMO λειτουργεί σήμερα μόνο γιαΔεδομένα που αγωνίζονται από το σημείο πρόσβασης στην κινητή συσκευή. Μόνο ασύρματα δρομολογητές ή σημεία πρόσβασης μπορούν ταυτόχρονα να μεταδίδουν δεδομένα σε πολλούς χρήστες, είτε ένα ή περισσότερα σπειρώματα για κάθε ένα από αυτά. Οι ίδιες οι ασύρματες συσκευές (όπως smartphones, δισκία ή φορητούς υπολογιστές) εξακολουθούν να πρέπει να στέλνουν δεδομένα στον ασύρματο δρομολογητή ή στο σημείο πρόσβασης, αν και όταν εμφανίζονται στην ουρά τους, μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία SU-MIMO για να μεταδώσουν πολλαπλά κλωστές.

Η τεχνολογία MU-MIMO θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε αυτά τα δίκτυα όπου οι χρήστες κατεβάζουν περισσότερα δεδομένα από τη λήψη.

Ίσως στο μέλλον η έκδοση της τεχνολογίας Wi-Fi θα εφαρμοστεί: 802.11axΌταν η μέθοδος MIMO θα ισχύει και για την κυκλοφορία "ανάντη".

2. Το MU-MIMO λειτουργεί μόνο στο Wi-Fi-Ranzone των 5 GHz

Η τεχνολογία Su-Mimo λειτουργεί τόσο στην περιοχή συχνοτήτων των 2,4 GHz και 5 GHz. Οι ασύρματοι δρομολογητές και τα σημεία πρόσβασης δεύτερης γενιάς των προτύπων Wave 2 802.11ac 2 μπορούν ταυτόχρονα να εξυπηρετούν πολλούς χρήστες μόνο στη ζώνη συχνοτήτων.5 GHz. Από τη μία πλευρά, φυσικά, είναι κρίμα που σε μια στενότερη και πιο υπερφορτωμένη ζώνη συχνοτήτων των 2,4 GHz δεν θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε νέα τεχνολογία. Αλλά, από την άλλη πλευρά, υπάρχουν περισσότερες και περισσότερες ασύρματες συσκευές διπλού συγκροτήματος που υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για την ανάπτυξη παραγωγικών δικτύων εταιρικών Wi-Fi.

3. Η τεχνολογία Beamforming βοηθάει τα σήματα οδηγούς

Στη βιβλιογραφία της ΕΣΣΔ, μπορείτε να συναντήσετε την έννοια ενός σταδιακού πλέγματος κεραίας, η οποία αναπτύχθηκε για στρατιωτικά ραντάρ στα τέλη της δεκαετίας του '80. Παρόμοια τεχνολογία εφαρμόστηκε σε μοντέρνο Wi-Fi. Το MU-MIMO χρησιμοποιεί την τεχνολογία του σχηματισμού ενός κατευθυντικού σήματος (στην τεχνική λογοτεχνία της αγγλικής γλώσσας που είναι γνωστή ως "Beamforming"). Το Beamfiorming σάς επιτρέπει να στέλνετε σήματα προς την κατεύθυνση της προβλεπόμενης θέσης της ασύρματης συσκευής (ή των συσκευών) και να μην τα στείλετε τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις. Έτσι, αποδεικνύεται ότι εστιάζει το σήμα και αυξάνει σημαντικά το εύρος και την ταχύτητα της ένωσης Wi-Fi.

Παρόλο που η τεχνολογία Beamform έχει προαιρετικά διαθέσιμη με το πρότυπο 802.11n, ωστόσο, οι περισσότεροι από τους κατασκευαστές έχουν εφαρμόσει τις ιδιόκτητες εκδόσεις αυτής της τεχνολογίας. Αυτοί οι πωλητές προσφέρουν τώρα ιδιόκτητες τεχνολογικές υλοποιήσεις στις συσκευές τους, αλλά τώρα θα πρέπει να περιλαμβάνουν τουλάχιστον μια απλοποιημένη και τυποποιημένη έκδοση της κατεύθυνσης του κατευθυντικού σήματος, εάν θέλουν να υποστηρίξουν την τεχνολογία MU-MIMO στη σειρά προϊόντων τους 802.11ac.

4. Το MU-MIMO υποστηρίζει έναν περιορισμένο αριθμό ταυτόχρονων ροών και συσκευών

Δυστυχώς, οι δρομολογητές ή τα σημεία πρόσβασης με την υλοποίηση της τεχνολογίας MU-MIMO δεν μπορούν ταυτόχρονα να εξυπηρετούν έναν απεριόριστο αριθμό ρευμάτων και συσκευών. Ο δρομολογητής ή το σημείο πρόσβασης έχει το δικό του όριο στον αριθμό των νημάτων που εξυπηρετούν (συχνά είναι 2, 3 ή 4 ροές), και αυτός ο αριθμός χωρικών σπειρωμάτων περιορίζει επίσης τον αριθμό των συσκευών που μπορεί να χρησιμεύσει ταυτόχρονα το σημείο πρόσβασης. Έτσι, το σημείο πρόσβασης των τεσσάρων ρευμάτων μπορεί ταυτόχρονα να εξυπηρετεί τέσσερις διαφορετικές συσκευές ή, για παράδειγμα, ένα ρεύμα αποστέλλεται σε μία συσκευή και τρία άλλα ρεύματα σε συσσωμάτωση σε άλλη συσκευή (αύξηση της ταχύτητας από τη σύνδεση καναλιού).

5. Από τις συσκευές χρήστη δεν απαιτούν πολλαπλές κεραίες

Όπως και με την τεχνολογία SU-MIMO, μόνο οι ασύρματες συσκευές με ενσωματωμένο υποστήριγμα MU-MIMO μπορούν να συγκεντρωθούν ρέματα (ταχύτητα). Αλλά, σε αντίθεση με την κατάσταση με την τεχνολογία Su-Mimo, οι ασύρματες συσκευές δεν απαιτούνται για να έχουν αρκετές κεραίες για να λαμβάνουν ροές MU-MIMO από ασύρματους δρομολογητές και σημεία πρόσβασης. Εάν η ασύρματη συσκευή είναι εξοπλισμένη με μόνο μία κεραία, μπορεί να πάρειΜόνο μία ροή δεδομένων MU-MIMO από το σημείο πρόσβασης χρησιμοποιώντας δέσμευση για να βελτιώσει τη λήψη.

Ένας μεγαλύτερος αριθμός κεραιών θα επιτρέψει μια ασύρματη συσκευή χρήστη να κάνει περισσότερες ροές δεδομένων ταυτόχρονα (συνήθως με ρυθμό ενός νήματος ανά κεραία), η οποία σίγουρα θα επηρεαστεί θετικά από την απόδοση αυτής της συσκευής. Ωστόσο, η παρουσία αρκετών κεραιών στη συσκευή χρήστη επηρεάζει αρνητικά την κατανάλωση ισχύος και το μέγεθος αυτού του προϊόντος, το οποίο είναι κρίσιμο για τα smartphones.

Ωστόσο, η τεχνολογία MU-MIMO κάνει μικρότερες απαιτήσεις υλικού για συσκευές πελάτη από ό, τι η επαχθής τεχνική τεχνολογία su-mimo, μπορείτε να υποθέσετε με βεβαιότητα ότι οι κατασκευαστές θα είναι πολύ πιο πρόθυμοι να εξοπλίσουν το δικό τουςΟι φορητοί υπολογιστές και τα δισκία υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO.

6. Τα σημεία πρόσβασης εκτελούν "βαριά" επεξεργασία

Σε μια προσπάθεια να απλοποιηθούν οι απαιτήσεις για τις συσκευές τελικού χρήστη, οι προγραμματιστές τεχνολογίας MU-MIMO προσπάθησαν να μετατοπίσουν το μεγαλύτερο μέρος της λειτουργίας για πρόσβαση στο σημείο πρόσβασης. Πρόκειται για ένα άλλο βήμα προς τα εμπρός σε σύγκριση με την τεχνολογία SU-MIMO, όπου η επιβάρυνση της επεξεργασίας του σήματος βρισκόταν κυρίως σε συσκευές χρήστη. Και πάλι, θα βοηθήσει τους κατασκευαστές συσκευών πελάτη να εξοικονομήσουν ενέργεια, μέγεθος και άλλα έξοδα στην παραγωγή των λύσεων προϊόντων τους με υποστήριξη για τον MU-MIMO, το οποίο θα πρέπει να επηρεάσει πολύ θετικά την προώθηση αυτής της τεχνολογίας.

7. Ακόμα και οι συσκευές του προϋπολογισμού λαμβάνουν ένα απτό όφελος από ταυτόχρονη μετάδοση μέσω διαφόρων χωρικών ροών.

Όπως και η συσσωμάτωση των καναλιών στο δίκτυο Ethernet (802.3AD και LACP), ο συνδυασμός ροής 802.1Ac δεν αυξάνει την ταχύτητα σύνδεσης σημείου προς σημείο. Εκείνοι. Εάν είστε ο μόνος χρήστης και μόνο μία εφαρμογή εκτελείται - θα χρησιμοποιήσετε μόνο 1 χωρική ροή.

Ωστόσο, υπάρχει η ευκαιρία να αυξηθεί Το συνολικό εύρος ζώνης του δικτύου παρέχοντας τη δυνατότητα εξυπηρέτησης του σημείου πρόσβασης αρκετών συσκευών χρηστών ταυτόχρονα.

Αλλά αν όλες οι συσκευές χρήστη που χρησιμοποιούνται στο δίκτυο σας υποστηρίζουν μόνο μία λειτουργία ροής, το MU-MIMO θα σας επιτρέψει να διατηρείτε μέχρι τρεις συσκευές ταυτόχρονα, αντί για ένα ταυτόχρονα, ενώ άλλα(πιο προηγμένες) προσαρμοσμένες συσκευές θα πρέπει να περιμένουν τη σειρά τους.

Σχήμα 2.

8. Ορισμένες συσκευές χρηστών έχουν κρυφή υποστήριξη για την τεχνολογία MU-MIMO

Παρά το γεγονός ότι δεν είστε ακόμα πολλοί δρομολογητές, τα σημεία πρόσβασης ή οι κινητές συσκευές υποστηρίζουν τον Mu-Mimo, στον κατασκευαστή των Wi-Fi Chips υποστηρίζουν ότι μέρος των κατασκευαστών στη διαδικασία κατασκευής τους διδάσκοντας τις απαιτήσεις υλικού για την υποστήριξη νέων τεχνολογιών για ορισμένους των συσκευών τους για τους τελικούς χρήστες πριν από λίγα χρόνια. Για τέτοιες συσκευές, μια σχετικά απλή ενημέρωση λογισμικού θα προσθέσει υποστήριξη για την τεχνολογία MU-MIMO, η οποία θα πρέπει επίσης να επιταχύνει τη διάδοση και τη διάδοση της τεχνολογίας, καθώς και να τονώσει τις εταιρείες και τους οργανισμούς για την αναβάθμιση των εταιρικών ασύρματων δικτύων τους χρησιμοποιώντας εξοπλισμό με εξοπλισμό υποστήριξης 802.11Ac .

9. Οι συσκευές χωρίς υποστήριξη για το MU-MIMO αποδεικνύονται επίσης ότι είναι

Παρά το γεγονός ότι οι συσκευές Wi-Fi πρέπει αναγκαστικά να έχουν υποστήριξη MI-MIMO για να χρησιμοποιήσουν αυτήν την τεχνολογία, ακόμη και αυτές οι συσκευές πελάτη που δεν έχουν τέτοια υποστήριξη μπορούν να πάρουν έμμεσα οφέλη από την εργασία σε ένα ασύρματο δίκτυο όπου το δρομολογητή ή τα σημεία πρόσβασης στήριξη mu -Η τεχνολογία. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων μέσω του δικτύου εξαρτάται άμεσα από τον συνολικό χρόνο κατά τον οποίο οι συσκευές συνδρομητών συνδέονται με το ραδιοφωνικό κανάλι. Και αν η τεχνολογία MU-MIMO σας επιτρέπει να εξυπηρετήσετε μερικές από τις συσκευές ταχύτερα, αυτό σημαίνει ότι τα σημεία πρόσβασης σε ένα τέτοιο δίκτυο θα παραμείνουν περισσότερο χρόνο για την εξυπηρέτηση άλλων συσκευών πελάτη.

10. Το MI-MIMO βοηθά στην αύξηση του εύρους ζώνης ασύρματου δικτύου

Όταν αυξάνετε την ταχύτητα της σύνδεσης Wi-Fi, αυξάνετε επίσης το εύρος ζώνης του ασύρματου δικτύου. Δεδομένου ότι οι συσκευές εξυπηρετούνται πιο γρήγορα, το δίκτυο έχει περισσότερο χρόνο εκπομπής για τη διατήρηση περισσότερων συσκευών πελάτη. Έτσι, η τεχνολογία MU-MIMO μπορεί να βελτιστοποιήσει σημαντικά τη λειτουργία ασύρματων δικτύων με εντατική κυκλοφορία ή μεγάλο αριθμό συνδεδεμένων συσκευών, όπως δημόσια δίκτυα Wi-Fi. Αυτά είναι πολλά νέα, δεδομένου ότι ο αριθμός των smartphones και άλλες κινητές συσκευές με τη δυνατότητα σύνδεσης με το δίκτυο Wi-Fi θα συνεχίσουν να αυξάνονται.

11. Υποστηρίζεται οποιοδήποτε πλάτος καναλιού.

Ένας τρόπος για να επεκταθεί το εύρος ζώνης του καναλιού Wi-Fi είναι να δεσμεύσετε τα κανάλια όταν δύο γειτονικά κανάλια συνδυάζονται σε ένα κανάλι, το οποίο είναι δύο φορές ευρύτερο, το οποίο επίσης διπλασιάζει την ταχύτητα της σύνδεσης Wi-Fi μεταξύ της συσκευής και της πρόσβασης σημείο. Το πρότυπο 802.11n παρείχε υποστήριξη για κανάλια έως πλάτους 40 ΜΗζ, στην αρχική πρότυπη προδιαγραφή 802.11ac, το υποστηριζόμενο πλάτος καναλιού αυξήθηκε σε 80 MHz. Στο ενημερωμένο 802.11ac κύμα 2 πρότυπο, υποστηρίζονται τα κανάλια πλάτους 160 MHz.

Σχήμα 3. Μέχρι σήμερα, το πρότυπο 802.11ac υποστηρίζει κανάλια έως 160 MHz πλάτος στην περιοχή συχνοτήτων των 5 GHz

Ωστόσο, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η χρήση μεγαλύτερων πλάτους στο ασύρματο δίκτυο αυξάνει την πιθανότητα παρεμβολής σε συνδυασμένα κανάλια. Επομένως, αυτή η προσέγγιση δεν θα είναι πάντα η σωστή επιλογή για την ξεδιπλώσεις όλων των δικτύων Wi-Fi χωρίς εξαίρεση. Παρ 'όλα αυτά, η τεχνολογία MI-MIMO, όπως μπορούμε να επαληθεύσουμε, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κανάλια οποιουδήποτε πλάτους.

Ωστόσο, ακόμη και αν το ασύρματο δίκτυό σας χρησιμοποιεί στενότερα κανάλια πλάτους 20 MHz ή 40 MHz, η τεχνολογία MU-MIMO μπορεί ακόμα να το βοηθήσει να λειτουργήσει πιο γρήγορα. Αλλά πόσο γρηγορότερα, θα εξαρτηθεί από το πόσο είναι απαραίτητο να εξυπηρετήσετε συσκευές πελάτη και πόσες ροές υποστηρίζουν κάθε μία από αυτές τις συσκευές. Έτσι, η χρήση της τεχνολογίας MU-MIMO, ακόμη και χωρίς ευρέως συνδεδεμένα κανάλια, μπορεί να διπλασιαστεί το εύρος ζώνης της ασύρματης σύνδεσης εξόδου για κάθε συσκευή.

12. Η επεξεργασία σήματος βελτιώνει την ασφάλεια

Μια ενδιαφέρουσα παρενέργεια της τεχνολογίας MU-MIMO είναι ότι ο δρομολογητής ή το σημείο πρόσβασης κρυπτογραφεί δεδομένα προτού τα στείλουν μέσω ραδιοφωνικών καναλιών.Αρκεί να αποκωδικοποιήσετε τα δεδομένα που μεταδίδονται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία MU-MIMO, καθώς δεν είναι σαφές ποιο μέρος του κώδικα στην οποία βρίσκεται η χωρική ροή. Παρόλο που στη συνέχεια, μπορούν να αναπτυχθούν ειδικά εργαλεία, επιτρέποντας σε άλλες συσκευές να παρακολουθήσουν τη μεταδιδόμενη κίνηση, σήμερα η τεχνολογία MU-MIMO θα καλύψει αποτελεσματικά τα δεδομένα από τις συσκευές ακρόασης που βρίσκονται κοντά στις διατάξεις ακρόασης. Έτσι, η νέα τεχνολογία συμβάλλει στην αύξηση της ασφάλειας Wi-Fi, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τα ανοικτά ασύρματα δίκτυα, όπως τα δημόσια δίκτυα Wi-Fi, καθώς και τα άτομα πρόσβασης που εργάζονται σε προσωπική λειτουργία ή χρησιμοποιώντας απλοποιημένη λειτουργία ελέγχου ταυτότητας χρήστη (προ- Κοινόχρηστο κλειδί, PSK) με βάση τις τεχνολογίες προστασίας δικτύου WPA ή WPA2 WPA2.

13. MU-MIMO είναι κατάλληλη για σταθερές συσκευές Wi-Fi

Υπάρχει επίσης μια προσοχή της τεχνολογίας MU-MIMO: δεν λειτουργεί πολύ καλά με ταχύπλοες συσκευές, καθώς η διαδικασία σχηματισμού ενός σήματος κατευθυντικού σήματος χρησιμοποιώντας τεχνολογία δέσμης διαμόρφωσης γίνεται πιο περίπλοκη και λιγότερο αποτελεσματική. Ως εκ τούτου, η MU-MIMO δεν θα μπορέσει να σας παράσχει ένα αξιοσημείωτο όφελος για συσκευές που συχνά χρησιμοποιούν περιαγωγή στο εταιρικό σας δίκτυο. Ωστόσο, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτές οι συσκευές "προβλήματος" δεν πρέπει να επηρεάζουν ούτε τη μετάδοση mim-mimo δεδομένων από άλλες συσκευές πελάτη που είναι λιγότερο κινητά ή την απόδοσή τους.

Εγγραφείτε στο Νέα

Μία από τις προσεγγίσεις της αύξησης του ποσοστού μεταφοράς δεδομένων για το πρότυπο WiFi 802.11 και για το πρότυπο WiMAX 802.16 είναι η χρήση ασύρματων συστημάτων χρησιμοποιώντας πολλαπλές κεραίες, τόσο για τον πομπό όσο και για τον δέκτη. Μια τέτοια προσέγγιση ονομάζεται MIMO (κυριολεκτική μετάφραση - "πολλαπλή πολλαπλή έξοδος") ή "Smart Systems Antenna" (Smart Systems κεραίας). Η τεχνολογία MIMO διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην εφαρμογή του WiFi Standard 802.11n.

Η τεχνολογία MIMO χρησιμοποιεί αρκετές κεραίες διαφόρων ειδών που διαμορφώνονται στο ίδιο κανάλι. Κάθε κεραία μεταδίδει ένα σήμα με διαφορετικά χωρικά χαρακτηριστικά. Έτσι, η τεχνολογία MIMO χρησιμοποιεί το φάσμα ραδιοκυμάτων πιο αποτελεσματικά και με την επιφύλαξη της αξιοπιστίας της εργασίας. Κάθε δέκτης Wi-Fi "ακούει" σε όλα τα σήματα από κάθε WiFi πομπού, το οποίο σας επιτρέπει να κάνετε πιο διαφορετικές διαδρομές μεταφοράς δεδομένων. Έτσι, μπορούν να συσταθούν διάφορα μονοπάτια, τα οποία θα αυξήσουν τα επιθυμητά σήματα σε ασύρματα δίκτυα.

Μια άλλη συν την τεχνολογία MIMO είναι ότι αυτή η τεχνολογία παρέχει πολυπλεξία χωρικής διαίρεσης (πολυπλεξία χωρικής διαίρεσης (SDM)). Το SDM χωρίζει χωρικά αρκετές ανεξάρτητες ροές δεδομένων ταυτόχρονα (κυρίως εικονικά κανάλια) μέσα σε ένα ενιαίο εύρος ζώνης φασματικού καναλιού. Στην ουσία, αρκετές κεραίες μεταδίδουν διαφορετικές ροές δεδομένων με μεμονωμένη κωδικοποίηση σήματος (χωρικές ροές). Αυτά τα ρεύματα, που κινούνται παράλληλα με τον αέρα "Propyching" περισσότερο δεδομένα σε ένα δεδομένο κανάλι. Στον δέκτη, κάθε κεραία βλέπει διαφορετικούς συνδυασμούς ροών σήματος και του δέκτη "αποπληρωμή" αυτές τις ροές για τη χρήση τους. Το MIMO SDM μπορεί να αυξήσει σημαντικά το εύρος ζώνης για τη μετάδοση δεδομένων εάν αυξάνετε τον αριθμό των ροών χωρικών δεδομένων. Κάθε χωρική ροή απαιτεί τα ζεύγη κεραίας διαδρόμου / λήψης (TX / RX) σε κάθε άκρο της μετάδοσης. Η λειτουργία του συστήματος παρουσιάζεται στο Σχ.1

Είναι επίσης απαραίτητο να γίνει κατανοητό ότι για την εφαρμογή της τεχνολογίας MIMO απαιτεί ξεχωριστή αλυσίδα ραδιοσυχνοτήτων και αναλογικό σε ψηφιακό μετατροπέα (ADC) για κάθε κεραία. Η εφαρμογή που απαιτεί περισσότερες από δύο κεραίες στις αλυσίδες πρέπει να σχεδιάζεται προσεκτικά ώστε να μην αυξάνει το κόστος διατηρώντας παράλληλα το κατάλληλο επίπεδο αποδοτικότητας.

Ένα σημαντικό εργαλείο για την αύξηση του ρυθμού μεταφοράς φυσικών δεδομένων σε ασύρματα δίκτυα είναι η επέκταση του εύρους ζώνης των φασματικών καναλιών. Μέσω της χρήσης ενός ευρύτερου εύρους ζώνης καναλιού με ένα ορθογώνιο τμήμα συχνοτήτων πολυπλεξίας (OFDM) μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται με μέγιστη απόδοση. OFDM είναι μια ψηφιακή διαμόρφωση που έχει αποδειχθεί τέλεια ως εργαλείο για την υλοποίηση αμφίδρομης μετάδοσης ασύρματων δεδομένων υψηλής ταχύτητας σε δίκτυα WiMax / WiFi. Η μέθοδος επέκτασης του εύρους ζώνης των καναλιών είναι οικονομικά αποδοτική και αρκετά εφαρμοσμένη με μέτρια ανάπτυξη ψηφιακού σήματος (DSP). Με τη σωστή χρήση, μπορείτε να διπλασιάσετε τη συχνότητα διέλευσης του Wi-Fi 802.11 Standard από το κανάλι 20 MHz κατά 40 MHz, μπορείτε επίσης να παρέχετε περισσότερα από το διπλάσιο του αυξημένου εύρους ζώνης των καναλιών που χρησιμοποιούνται σήμερα. Χάρη στον συνδυασμό της αρχιτεκτονικής Mimo με ένα ευρύτερο εύρος ζώνης καναλιού, αποδεικνύεται μια πολύ ισχυρή και οικονομικά κατάλληλη προσέγγιση για την αύξηση του ρυθμού φυσικής μετάδοσης.

Η εφαρμογή της τεχνολογίας MIMO με 20 κανάλια MHz απαιτεί υψηλό κόστος για την επίτευξη των απαιτήσεων IEEE για τα πρότυπα WiFi 802.11n (100 Mbps μέσω της Mac SAP). Επίσης, για να ικανοποιήσετε αυτές τις απαιτήσεις, όταν χρησιμοποιείτε το κανάλι σε 20 MHz, θα χρειαστείτε τουλάχιστον τρεις κεραίες, τόσο στον πομπό όσο και στον δέκτη. Αλλά ταυτόχρονα, η εργασία σε 20 MHz Channel παρέχει αξιόπιστη λειτουργία με εφαρμογές που απαιτούν υψηλό εύρος ζώνης σε ένα πραγματικό περιβάλλον χρήστη.

Η κατανομή των τεχνολογιών MIMO και η επέκταση του καναλιού πληροί όλες τις απαιτήσεις του χρήστη και είναι ένα αρκετά αξιόπιστο παράλληλο. Είναι επίσης αλήθεια και όταν χρησιμοποιείτε αρκετές εφαρμογές δικτύου έντασης πόρων ταυτόχρονα. Ο συνδυασμός MIMO και 40 MHz της επέκτασης του καναλιού θα επιτρέψει και πιο περίπλοκες απαιτήσεις, όπως ο νόμος Moore και η εφαρμογή της τεχνολογίας CMOS για τη βελτίωση της τεχνολογίας DSP.

Όταν χρησιμοποιείτε ένα εκτεταμένο κανάλι 40 MHz στην περιοχή 2,4 GHz, ήταν αρχικά δύσκολο να συμβατότητα με τα πρότυπα του εξοπλισμού με βάση το WiFi 802.11a / b / g, καθώς και εξοπλισμό χρησιμοποιώντας τεχνολογία Bluetooth για τη μετάδοση δεδομένων.

Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα στο Wi-Fi, το πρότυπο 802.11n παρέχει μια σειρά λύσεων. Ένας τέτοιος μηχανισμοί που σχεδιάστηκε ειδικά για την προστασία των δικτύων είναι η λεγόμενη διπλή λειτουργία χαμηλού εύρους ζώνης (μη-ΗΤ). Πριν χρησιμοποιήσετε το πρωτόκολλο μετάδοσης δεδομένων WiFi 802.11n, ο μηχανισμός αυτός στέλνει ένα πακέτο για κάθε ένα από τα μισά του καναλιού 40 MHz για να μειώσει το δίκτυο διανομής φορέα (NAV). Μετά το μήνυμα NUT-HT Dubbed NAV, το πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων 802.11n μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια του χρόνου που αναφέρεται στο μήνυμα, χωρίς να διαταράξει την κληρονομιά (ακεραιότητα) του δικτύου.

Ένας άλλος μηχανισμός είναι ένα είδος σηματοδότησης και δεν επιτρέπει τα ασύρματα δίκτυα να επεκτείνουν το κανάλι περισσότερο από 40 MHz. Για παράδειγμα, οι ενότητες 802.11n και Bluetooth εγκαθίστανται στον φορητό υπολογιστή, αυτός ο μηχανισμός γνωρίζει τη δυνατότητα πιθανής παρεμβολής όταν οι δύο μονάδες λειτουργούν ταυτόχρονα και απενεργοποιούν τη μετάδοση μέσω του καναλιού 40 MHz μία από τις μονάδες.

Αυτοί οι μηχανισμοί εξασφαλίζουν ότι το WiFi 802.11n θα λειτουργήσει με τα προηγούμενα δίκτυα 802.11 χωρίς να χρειάζεται να μεταφράσει ολόκληρο το δίκτυο στον τυποποιημένο εξοπλισμό 802.11n.

Μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα χρήσης του συστήματος MIMO στο σχήμα 2

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις μετά την ανάγνωση, μπορείτε να τα ορίσετε μέσω της φόρμας αποστολής μηνυμάτων στην ενότητα

27.08.2015

Σίγουρα, πολλοί έχουν ήδη ακούσει για την τεχνολογία Mimo.Τα τελευταία χρόνια, τα ενημερωτικά δελτία και οι αφίσες συχνά εξυπηρετούνται, ειδικά σε καταστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών και περιοδικά. Αλλά τι είναι mimo (παρελθόν) και τι το τρώει; Ας ασχοληθούμε λεπτομερέστερα.

Τεχνολογία MIMO

MIMO (πολλαπλή είσοδος πολλαπλή έξοδος, πολλαπλές εισόδους, πολλαπλές εξόδους) - μια μέθοδος κωδικοποίησης χωρικού σήματος που σας επιτρέπει να αυξήσετε το εύρος ζώνης καναλιού, στο οποίο χρησιμοποιούνται δύο ή περισσότερες κεραίες για τη μετάδοση δεδομένων και τον ίδιο αριθμό κεραιών για λήψη. Οι κεραίες μετάδοσης και λήψης χωρίζονται τόσο πολύ για την επίτευξη ελάχιστης αμοιβαίας επιρροής μεταξύ των γειτονικών κεραιών. Η τεχνολογία MIMO χρησιμοποιείται στην ασύρματη σύνδεση Wi-Fi, WiMax, LTE για την αύξηση του εύρους ζώνης και την αποτελεσματικότερη χρήση της ζώνης συχνοτήτων. Στην πραγματικότητα, το MIMO επιτρέπει σε μία περιοχή συχνοτήτων και ένα δεδομένο διάδρομο συχνοτήτων που μεταδίδει περισσότερα δεδομένα, δηλ. Αυξήστε την ταχύτητα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση πολλών κεραιών μετάδοσης και λήψης.

Ιστορία Mimo.

Η τεχνολογία MIMO μπορεί να αποδοθεί σε αρκετά ταυτόχρονες εξελίξεις. Η ιστορία της αρχίζει το 1984, όταν το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας καταχωρήθηκε για να χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνολογία. Η πρωτογενής ανάπτυξη και η έρευνα πραγματοποιήθηκαν στην εταιρεία Bell Laboratories.και 1996 εταιρεία Δίκτυα αεροσκαφών. Το πρώτο chipset Mimo κάλεσε Αληθινό mimo.. Η τεχνολογία MIMO έλαβε τη μεγαλύτερη ανάπτυξη στις αρχές του 21ου αιώνα, όταν τα ασύρματα δίκτυα Wi-Fi και τα κυψελοειδή δίκτυα 3G άρχισαν να αναπτύσσουν έναν ταμπλώδη ρυθμό. Και τώρα η τεχνολογία MIMO χρησιμοποιείται σε δίκτυα 4G LTE και Wi-Fi 802.11b / g / ac.

Τι δίνει την τεχνολογία MIMO;

Για τον τελικό χρήστη, η MIMO δίνει σημαντική αύξηση του ρυθμού δεδομένων. Ανάλογα με τη διαμόρφωση του εξοπλισμού και τον αριθμό των χρησιμοποιούμενων κεραιών, μπορείτε να πάρετε μια διήμερη, ισχυρότερη και μέχρι και οκτώ φορές αύξηση ταχύτητας. Συνήθως σε ασύρματα δίκτυα χρησιμοποιούν τον ίδιο αριθμό κεραιών μετάδοσης και λήψης και γράφεται ως, για παράδειγμα, 2x2 ή 3x3. Εκείνοι. Αν δείτε την εγγραφή MIMO 2x2, τότε δύο κεραίες μεταδίδουν ένα σήμα και λαμβάνονται δύο. Για παράδειγμα, στο Wi-Fi Standard Ένα κανάλι πλάτους 20 MHz δίνει στο εύρος ζώνης 866 Mbps, ενώ στη διαμόρφωση MIMO 8x8, συνδυάζονται 8 κανάλια, τα οποία δίνουν τη μέγιστη ταχύτητα περίπου 7 gb / s. Ομοίως, στο LTE MIMO - ένας πιθανός ρυθμός ταχύτητας αρκετές φορές. Για πλήρη χρήση του MIMO στα δίκτυα LTE που χρειάζονται επειδή Κατά κανόνα, οι ενσωματωμένες κεραίες δεν διαχωρίζονται επαρκώς και δίνουν μικρή επίδραση. Και φυσικά, πρέπει να υπάρχει υποστήριξη για το MIMO από το σταθμό βάσης.

Η κεραία LTE με υποστήριξη MIMO μεταδίδει και λαμβάνει ένα σήμα σε οριζόντια και κάθετα επίπεδα. Αυτό ονομάζεται πόλωση. Ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό των mimo-κεραίες είναι η παρουσία δύο συνδετήρων κεραίας και, κατά συνέπεια, χρησιμοποιώντας δύο καλώδια για σύνδεση με το μόντεμ / δρομολογητή.

Παρά το γεγονός ότι πολλοί άνθρωποι λένε και όχι τουλάχιστον ότι η κεραία MIMO για δίκτυα 4G LTE αντιπροσωπεύει στην πραγματικότητα δύο κεραίες σε ένα, δεν πρέπει να πιστεύουν ότι όταν χρησιμοποιείτε μια τέτοια κεραία θα υπάρξει ανάπτυξη δύο φορές. Αυτά μπορεί να είναι μόνο θεωρητικά και στην πράξη η διαφορά μεταξύ της συνήθους και του MIMO-κεραία στο δίκτυο 4G LTE δεν υπερβαίνει το 20-25%. Ωστόσο, πιο σημαντικό στην περίπτωση αυτή θα είναι ένα σταθερό σήμα που μπορεί να παράσχει μια κεραία Mimo.

Το WiFi είναι ένα εμπορικό σήμα για ασύρματα δίκτυα με βάση το πρότυπο IEEE 802.11. Στην καθημερινή ζωή, οι χρήστες ασύρματων δικτύων χρησιμοποιούν τον όρο "WiFi Technology", που υποδηλώνουν όχι ένα εμπορικό σήμα, αλλά το πρότυπο IEEE 802.11.

Η τεχνολογία WiFi σας επιτρέπει να αναπτύξετε ένα δίκτυο χωρίς καλώδιο, μειώνοντας έτσι το κόστος ανάπτυξης του δικτύου. Χάρη στο σημείο όπου το καλώδιο δεν μπορεί να τοποθετηθεί, για παράδειγμα, σε εξωτερικούς χώρους και σε κτίρια με ιστορική αξία μπορεί να εξυπηρετηθεί από ασύρματα δίκτυα.
Σε αντίθεση με την κοινή γνωμοδότηση σχετικά με την «επιθετική» WiFi, ακτινοβολία από συσκευές WiFi κατά τη στιγμή της μεταφοράς δεδομένων με δύο τάξεις μεγέθους (100 φορές) μικρότερη από εκείνη του κινητού τηλεφώνου.

MIMO - (Αγγλική πολλαπλή έξοδος πολλαπλών εισροών) - Τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων βασισμένη στη χρήση χωρικής πολυπλεξίας, προκειμένου να μεταδώσει ταυτόχρονα πολλαπλές ροές πληροφοριών σε ένα κανάλι, καθώς και προβληματισμό πολλαπλών ειδών, το οποίο εξασφαλίζει την παράδοση κάθε κομμάτι πληροφοριών για την αντίστοιχη παραλήπτη με μικρή πιθανότητα παρεμβολής και απώλειας δεδομένων.

Επίλυση της ικανότητας αύξησης του εύρους ζώνης

Με την εντατική ανάπτυξη ορισμένων υψηλών τεχνολογιών, οι απαιτήσεις για τους άλλους αυξάνονται. Αυτή η αρχή επηρεάζει άμεσα τα συστήματα επικοινωνίας. Ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα στα σύγχρονα συστήματα επικοινωνίας είναι η ανάγκη αύξησης του εύρους ζώνης και του ρυθμού δεδομένων. Υπάρχουν δύο παραδοσιακοί τρόποι για την αύξηση της επέκτασης του εύρους ζώνης της ζώνης συχνοτήτων και την αύξηση της ακτινοβολούμενης ισχύος.
Αλλά λόγω των απαιτήσεων για τη βιολογική και ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, οι περιορισμοί στην αύξηση της ακτινοβολημένης ισχύος και η επέκταση της ζώνης συχνοτήτων είναι υπερβολικά. Με αυτούς τους περιορισμούς, το πρόβλημα της έλλειψης εύρους ζώνης και ρυθμού μεταφοράς δεδομένων προκαλεί να αναζητήσει νέες αποτελεσματικές μεθόδους επίλυσης του. Μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους είναι η χρήση προσαρμοστικών πτερυγίων κεραίας με ασθενώς συσχετισμένα στοιχεία κεραίας. Αυτή η αρχή ίδρυσε την τεχνολογία MIMO. Συστήματα επικοινωνίας που χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία ονομάζονται σύστημα MIMO (πολλαπλή είσοδος πολλαπλής εξόδου).

Το πρότυπο WiFi 802.11n είναι ένα από τα πιο ζωντανά παραδείγματα της χρήσης της τεχνολογίας MIMO. Σύμφωνα με τον ίδιο, σας επιτρέπει να διατηρείτε την ταχύτητα μέχρι 300 Mbps. Επιπλέον, το προηγούμενο πρότυπο 802.11g επέτρεψε μόνο 50 Mbps. Εκτός από την αύξηση του ρυθμού μεταφοράς δεδομένων, το νέο πρότυπο χάρη στο MIMO σας επιτρέπει επίσης να παρέχετε τα καλύτερα χαρακτηριστικά ποιότητας σε μέρη με χαμηλό επίπεδο σήματος. Το 802.11n χρησιμοποιείται όχι μόνο σε συστήματα / πολλαπλάσια συστήματα (POINT / MULTIPOIT) - η πιο γνωστή χρήση τεχνολογίας WiFi για την οργάνωση LAN (τοπικό δίκτυο), αλλά και για τη διοργάνωση κοινών συνδέσεων σημείων / σημείων που χρησιμοποιούνται για τη διοργάνωση κύριας Τα κανάλια επικοινωνίας με ταχύτητα αρκετών εκατοντάδων Mbps και επιτρέπουν στα δεδομένα να μεταφέρουν δεδομένα σε δεκάδες χιλιόμετρα (έως 50 χιλιόμετρα).

Το πρότυπο WiMAX διαθέτει επίσης δύο κυκλοφορίες που αποκαλύπτουν νέες λειτουργίες πριν από τους χρήστες που χρησιμοποιούν τεχνολογία MIMO. Το πρώτο - 802.16e - παρέχει υπηρεσίες κινητής ευρυζωνικής πρόσβασης. Σας επιτρέπει να μεταφέρετε πληροφορίες με ταχύτητα έως 40 Mbps προς την κατεύθυνση από τον σταθμό βάσης στον εξοπλισμό συνδρομητών. Ωστόσο, το MIMO το 802.16e θεωρείται ως επιλογή και χρησιμοποιείται στην απλούστερη διαμόρφωση - 2x2. Στην επόμενη έκδοση, το 802.16m Mimo θεωρείται ως υποχρεωτική τεχνολογία, με πιθανή διαμόρφωση 4x4. Στην περίπτωση αυτή, το WiMAX μπορεί ήδη να αποδοθεί σε συστήματα κυτταρικής επικοινωνίας, δηλαδή την τέταρτη γενιά (λόγω του υψηλού ποσοστού μεταφοράς δεδομένων), δεδομένου ότι Έχει μια σειρά σημείων που ενυπάρχουν σε κυψελοειδή δίκτυα: περιαγωγή, παράδοση, φωνητικές συνδέσεις. Στην περίπτωση της χρήσης κινητής τηλεφωνίας, θεωρητικά, μπορεί να επιτευχθεί ταχύτητα 100 Mbps. Σε μια σταθερή έκδοση, η ταχύτητα μπορεί να φτάσει 1 GB / s.

Η χρήση της τεχνολογίας MIMO σε κυψελοειδή συστήματα είναι το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Αυτή η τεχνολογία βρίσκει την εφαρμογή της, ξεκινώντας από την τρίτη γενιά κυψελοειδών συστημάτων. Για παράδειγμα, σε προδιαγραφές, σε rel. 6 Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την τεχνολογία HSPA με υποστήριξη ταχύτητας έως 20 Mbps και σε rel. 7 - Με HSPA +, όπου οι τιμές μεταφοράς δεδομένων φθάνουν 40 Mbps. Ωστόσο, σε συστήματα 3G Mimo, δεν έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως.

Τα συστήματα, δηλαδή LTE, παρέχουν επίσης τη χρήση του MIMO σε διαμόρφωση μέχρι 8x8. Αυτό στη θεωρία μπορεί να ενεργοποιήσει τα δεδομένα από το σταθμό βάσης στον συνδρομητή πάνω από 300 Mbps. Επίσης ένα σημαντικό θετικό σημείο είναι η βιώσιμη ποιότητα της σύνδεσης ακόμη και στην άκρη του κελιού. Ταυτόχρονα, ακόμη και σε σημαντική απόσταση από τον σταθμό βάσης, ή όταν σε ένα τυφλό δωμάτιο, θα παρατηρηθεί μόνο μια μικρή μείωση του ποσοστού μεταφοράς δεδομένων.

Ζούμε στην εποχή μιας ψηφιακής επανάστασης, αγαπητέ Anonymous. Δεν είχαμε χρόνο να συνηθίσουμε σε κάποια νέα τεχνολογία, έχουμε ήδη προσφερθεί από όλες τις πλευρές ακόμα πιο νέες και προχωρημένες. Και ενώ αναπτύσσουμε τις αντανακλάσεις, αν αυτή η τεχνολογία θα μας βοηθήσει πραγματικά να πάρει ένα ταχύτερο internet ή απλά να μας εκτρέψει ξανά, οι σχεδιαστές αναπτύσσουν ακόμα πιο νέα τεχνολογία, την οποία θα προσφερθούμε σε αντάλλαγμα στην τρέχουσα μετά από 2 χρόνια. Αυτό ισχύει και για την τεχνολογία των κεραιών MIMO.

Τι είναι αυτή η τεχνολογία - mimo; Πολλαπλή έξοδος πολλαπλής εξόδου εισόδου - πολλαπλών καταγραφής πολλαπλών εξόδου. Πρώτα απ 'όλα, η τεχνολογία MIMO είναι μια ολοκληρωμένη λύση και αφορά όχι μόνο κεραίες. Για καλύτερη κατανόηση αυτού του γεγονότος, θα πρέπει να κάνετε μια μικρή εκδρομή στην ιστορία της κινητής επικοινωνίας. Πριν από τους προγραμματιστές, ο στόχος είναι να μεταδώσει μεγαλύτερη ποσότητα πληροφοριών ανά μονάδα χρόνου, δηλ. Αυξήστε την ταχύτητα. Κατ 'αναλογία με την παροχή νερού - παρέχει μεγαλύτερη ποσότητα νερού ανά μονάδα χρόνου. Μπορούμε να το κάνουμε αυτό αυξάνοντας τη "διάμετρο σωλήνα" ή, κατ 'αναλογία, επεκτείνοντας τη ζώνη συχνοτήτων επικοινωνίας. Αρχικά, το πρότυπο GSM ακονίστηκε στην επαγγελματική κυκλοφορία και είχε πλάτος καναλιού 0,2 MHz. Ήταν αρκετά. Επιπλέον, υπάρχει πρόβλημα εξασφάλισης πρόσβασης σε πολλούς παίκτες. Μπορεί να επιλυθεί διαιρώντας συνδρομητές σε συχνότητα (FDMA) ή χρόνο (TDMA). Το GSM χρησιμοποιεί και τις δύο μεθόδους ταυτόχρονα. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μια ισορροπία μεταξύ του μέγιστου δυνατού αριθμού συνδρομητών στο δίκτυο και το ελάχιστο δυνατό εύρος ζώνης για φωνητική κίνηση. Με την ανάπτυξη του κινητού διαδικτύου, αυτή η ελάχιστη λωρίδα έχει γίνει μια λωρίδα εμποδίων για την αύξηση της ταχύτητας. Δύο τεχνολογίες που βασίζονται στην πλατφόρμα GSM - GPRS και EDGE έφτασαν στην οριακή ταχύτητα 384 kbps. Για να αυξηθεί περαιτέρω η ταχύτητα, ήταν απαραίτητο να επεκταθεί η μπάντα για την κυκλοφορία στο Διαδίκτυο ταυτόχρονα με τη χρήση της υποδομής GSM. Ως αποτέλεσμα, αναπτύχθηκε το πρότυπο UMTS. Η κύρια διαφορά εδώ είναι η επέκταση της ζώνης αμέσως σε 5 MHz και για να εξασφαλιστεί η πρόσβαση σε πολλούς παίκτες - η χρήση τεχνολογίας πρόσβασης κώδικα CDMA, στην οποία οι πολλοί συνδρομητές λειτουργούν ταυτόχρονα σε ένα κανάλι συχνότητας. Αυτή η τεχνολογία ονομάστηκε W-CDMA, τονίζοντας ότι λειτουργεί σε μια ευρεία ζώνη. Αυτό το σύστημα ονομάστηκε σύστημα τρίτης γενιάς - 3G, αλλά είναι ένα πρόσθετο πάνω από το GSM. Έτσι, έχουμε ένα ευρύ "σωλήνα" σε 5 MHz, το οποίο επέτρεψε να αυξήσει αρχικά την ταχύτητα μέχρι 2 Mbps.

Πώς αλλιώς μπορείτε να αυξήσετε την ταχύτητα αν δεν έχουμε την ευκαιρία να αυξήσετε περαιτέρω τη "διάμετρο σωλήνα"; Μπορούμε να παραλληλολογούμε το ρεύμα σε διάφορα μέρη, αφήστε κάθε κομμάτι σε ένα ξεχωριστό μικρό σωλήνα και στη συνέχεια να διπλώσει αυτές τις μεμονωμένες ροές στην πλευρά λήψης σε ένα ευρύ ρεύμα. Επιπλέον, η ταχύτητα εξαρτάται από την πιθανότητα σφάλματος στο κανάλι. Μείωση αυτής της πιθανότητας από την υπερβολική κωδικοποίηση, προληπτική διόρθωση σφάλματος, εφαρμόζοντας πιο προηγμένες μεθόδους διαμόρφωσης ραδιοφώνου, μπορούμε επίσης να αυξήσουμε την ταχύτητα. Όλες αυτές οι εξελίξεις (μαζί με την επέκταση του "σωλήνα" αυξάνοντας τον αριθμό των φορέων στο κανάλι) εφαρμόστηκαν σταθερά στην περαιτέρω βελτίωση του προτύπου UMTS και πήραν το όνομα του HSPA. Αυτό δεν είναι αντικατάσταση για W-CDMA και μαλακό + σκληρή αναβάθμιση αυτής της κύριας πλατφόρμας.

Η ανάπτυξη προτύπων για 3G ασχολείται με τη διεθνή κοινοπραξία 3GPP. Ο πίνακας συνοψίζει ορισμένα χαρακτηριστικά διαφορετικών κυκλοφορών αυτού του προτύπου:

3G HSPA Ταχύτητα & κύρια τεχνολογικά χαρακτηριστικά
Απελευθέρωση 3GPP	Τεχνολογίες	Η ταχύτητα DownLink (MBPS)	Ταχύτητα ανερχόμενης ζεύξης (MBPS)
Rel 6.	Hspa	14.4	5.7
Rel 7.	HSPA +. 5 MHz, 2x2 Mimo Downlink	28	11
Rel 8.	DC-HSPA + 2x5 MHz, 2x2 Mimo Downlink	42	11
Rel 9.	DC-HSPA + 2x5 MHz, 2x2 Mimo Downlink, 2x5 MHz Uplink.	84	23
El 10.	Mc-hspa + 4x5 MHz, 2x2 mimo downlink, 2x5 MHz Uplink.	168	23
All 11.	Mc-hspa + 8x5 MHz 2x2 / 4x4 Mimo Downlink, 2x5 MHz 2x2 Mimo Uplink	336 - 672	70

Η τεχνολογία 4G LTE, εκτός από την επιβράδυνση της συμβατότητας με δίκτυα 3G, τα οποία επέτρεψαν να κερδίσει πάνω από το WiMAX, είναι σε θέση να αναπτύξει ακόμη και υψηλές ταχύτητες στο μέλλον, στο 1Gbit / s και πάνω. Υπάρχουν ακόμη πιο προηγμένες τεχνολογίες ψηφιακής μεταφοράς ροής σε μια ραδιοφωνική διασύνδεση, όπως μια διαμόρφωση OFDM, η οποία είναι πολύ καλά ενσωματωμένη στην τεχνολογία MIMO.

Τι είναι λοιπόν ο Mimo; Η παύση της ροής σε διάφορα κανάλια μπορεί να ξεκινήσει από αυτούς με διαφορετικούς τρόπους μέσα από διάφορες κεραίες "αεροπορικώς" και να τα πάρετε με τις ίδιες ανεξάρτητες κεραίες στην πλευρά λήψης. Έτσι έχουμε αρκετούς ανεξάρτητους "σωλήνες" στη διασύνδεση ραδιοφώνου Χωρίς επέκταση των λωρίδων. Αυτή είναι η κύρια ιδέα Mimo.. Κατά τη διάρκεια της διάδοσης ραδιοκυμάτων στο ραδιοφωνικό κανάλι, παρατηρούνται επιλεκτικά σενάρια. Αυτό είναι ιδιαίτερα αισθητό στις συνθήκες μιας πυκνής αστικής ανάπτυξης, εάν ο συνδρομητής είναι σε κίνηση ή στην άκρη της ζώνης εξυπηρέτησης κυττάρων. Η αποτυχία σε κάθε χωροταξικό "σωλήνα" εμφανίζεται ταυτόχρονα. Ως εκ τούτου, αν δώσουμε μαζί δύο κανάλια Mimo, μία και τις ίδιες πληροφορίες με μια μικρή καθυστέρηση, προ-επιβάλλοντας έναν ειδικό κώδικα σε αυτό (μέθοδος από αλένινο, τους κωδικούς με τη μορφή μιας μαγείας πλατείας), μπορούμε να επαναφέρετε τους χαμένους χαρακτήρες Η πλευρά λήψης, η οποία ισοδυναμεί με τη βελτίωση του λόγου / θορύβου σήματος έως 10-12 dB. Ως αποτέλεσμα, μια τέτοια τεχνολογία οδηγεί και πάλι σε αύξηση της ταχύτητας. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για μια μακρά γνωστή απόρριψη (RX ποικιλομορφία) που ενσωματώνεται οργανικά σε τεχνολογία MIMO.

Τελικά, πρέπει να καταλάβουμε ότι το MIMO πρέπει να υποστηρίζεται τόσο στη βάση δεδομένων όσο και στη μόντεμ μας. Συνήθως σε 4G ο αριθμός των καναλιών MIMO σε δύο - 2, 4, 8 (σε συστήματα Wi-Fi, το σύστημα τριών καναλιών 3x3 διανεμήθηκε) και συνιστάται ο αριθμός τους και με βάση το μόντεμ. Επομένως, για να διορθώσετε αυτό το γεγονός, ο Mimo καθορίζεται με τη λήψη καναλιών * μετάδοση - 2x2 mimo, 4x4 mimo, κλπ. Ενώ σήμερα ασχολούμαστε κυρίως από 2x2 mimo.

Τι κεραίες χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία MIMO; Αυτές είναι οι συνήθεις κεραίες, απλά θα πρέπει να είναι δύο (για 2x2 mimo). Για τον διαχωρισμό των καναλιών, χρησιμοποιείται μια ορθογώνια, λεγόμενη Χ-πόλωση. Ταυτόχρονα, η πόλωση κάθε κεραίας σε σχέση με την κάθετη μετατοπίζεται κατά 45 °, και σε σχέση μεταξύ τους - 90 °. Μια τέτοια γωνία πόλωσης θέτει και τα δύο κανάλια σε ίσες συνθήκες, καθώς με κεραίες οριζόντια / κάθετα προσανατολισμού, ένα από τα κανάλια αναπόφευκτα θα λάβει μεγαλύτερη εξασθένηση λόγω της επίδρασης της επιφάνειας της Γης. Ταυτόχρονα, η μετατόπιση της πόλωσης 90 ° μεταξύ των κεραιών επιτρέπει την απελευθέρωση των καναλιών μεταξύ τους τουλάχιστον 18-20 dB.

Για το MIMO, θα χρειαστούμε ένα μόντεμ με δύο εισόδους κεραίας και δύο κεραίες οροφής. Ωστόσο, παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα αν αυτή η τεχνολογία διατηρείται στο σταθμό βάσης. Σε πρότυπα 4G LTE και WiMAX, η υποστήριξη αυτή είναι τόσο στην πλευρά των συσκευών συνδρομητών όσο και με βάση. Στο δίκτυο 3G δεν είναι όλα τόσο ξεκάθαρα. Χιλιάδες συσκευές μη-MIMO εργάζονται ήδη στο δίκτυο, για το οποίο η εισαγωγή αυτής της τεχνολογίας φέρνει το αντίθετο αποτέλεσμα - το εύρος ζώνης δικτύου μειώνεται. Ως εκ τούτου, οι φορείς εκμετάλλευσης δεν βιάζονται να εισάγουν μίμο παντού σε δίκτυα 3G. Έτσι ώστε η βάση να μπορεί να παρέχει συνδρομητές υψηλής ταχύτητας, πρέπει να έχει καλή μεταφορά, δηλ. Θα πρέπει να παρέχεται σε αυτό "παχιά σωλήνα", είναι επιθυμητή οπτική ίνα, η οποία επίσης δεν λαμβάνει χώρα πάντοτε. Ως εκ τούτου, σε δίκτυα 3G, η τεχνολογία MIMO βρίσκεται υπό το στάδιο του σχηματισμού και ανάπτυξης, τόσο οι φορείς εκμετάλλευσης όσο και οι χρήστες ελέγχονται και οι τελευταίοι δεν είναι πάντοτε με επιτυχία. Ως εκ τούτου, οι ελπίδες για τις κεραίες MIMO είναι μόνο σε δίκτυα 4G. Στην άκρη της περιοχής εξυπηρέτησης κυττάρων, μπορείτε να εφαρμόσετε κεραίες με μια μεγάλη ενίσχυση, για παράδειγμα, καθρέφτες για τους οποίους το MIMO βρίσκεται ήδη στην πώληση

Σε δίκτυα Wi-Fi, η τεχνολογία MIMO καταγράφεται στο IEEE 802.11N και IEEE 802.11AC και υποστηρίζεται από πολλές συσκευές. Ενώ βλέπουμε την έλευση στο δίκτυο 3G-4G της τεχνολογίας 2x2 Mimo, οι προγραμματιστές δεν καθίσουν στη θέση τους. Ήδη, οι τεχνολογίες 64x64 Mimo αναπτύσσονται με έξυπνες κεραίες με ένα προσαρμοστικό διάγραμμα προσανατολισμού. Εκείνοι. Αν αποκόψουμε τον καναπέ στην καρέκλα ή αφήνουμε την κουζίνα, το tablet μας θα παρατηρήσει αυτό και θα αναπτύξει το επίκεντρο το διάγραμμα μετατόπισης στην επιθυμητή κατεύθυνση. Χρειάζεται κανείς αυτόν τον ιστότοπο εκείνη την εποχή;

Mimo. (Πολλαπλή είσοδος πολλαπλής εξόδου - πολλαπλή σύνδεση πολλαπλών συνδέσεων) είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται στα συστήματα ασύρματων επικοινωνιακών (WiFi, κινητά δίκτυα επικοινωνίας), η οποία καθιστά δυνατή τη σημαντική βελτίωση της φασματικής απόδοσης του συστήματος, το μέγιστο ποσοστό μεταφοράς δεδομένων και την ικανότητα δικτύου. Ο κύριος τρόπος για να επιτευχθούν τα παραπάνω πλεονεκτήματα είναι η μεταφορά δεδομένων από την πηγή στον παραλήπτη μέσω διαφόρων ραδιοφωνικών ενώσεων, που προέρχονται από αυτή την τεχνολογία και έλαβε το όνομά του. Εξετάστε την προϊστορία αυτού του ζητήματος και ορίζουμε τους κύριους λόγους που εξυπηρετούνται στην ευρέως διαδεδομένη τεχνολογία MIMO.

Η ανάγκη για ενώσεις υψηλής ταχύτητας που παρέχουν υψηλής ποιότητας απόδοση ποιότητας (QoS) με υψηλή ανοχή βλάβης αυξάνεται από έτος σε έτος. Αυτό συμβάλλει σε μεγάλο βαθμό στην εμφάνιση τέτοιων υπηρεσιών ως VoIP (), VOD (), κλπ. Ωστόσο, οι περισσότερες ασύρματες τεχνολογίες δεν επιτρέπουν στους συνδρομητές στους συνδρομητές υψηλής ποιότητας υπηρεσίας στην άκρη της ζώνης επικάλυψης. Σε κυτταρικά και άλλα συστήματα ασύρματων επικοινωνιών, η ποιότητα της σύνδεσης, καθώς και ο διαθέσιμος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων πέφτει γρήγορα με την αφαίρεση από (BTS). Ταυτόχρονα, η ποιότητα των υπηρεσιών καταρρέει μαζί με αυτό, το οποίο τελικά οδηγεί στην αδυναμία παροχής υπηρεσιών σε πραγματικό χρόνο με υψηλή ποιότητα σε όλη την κάλυψη του ραδιοφωνικού δικτύου. Για να λύσετε αυτό το ζήτημα, μπορείτε να δοκιμάσετε τους βασικούς σταθμούς για να εγκαταστήσετε τους σταθμούς βάσης όσο πιο στενά και να οργανώσετε την εσωτερική επικάλυψη σε όλα τα μέρη με χαμηλό επίπεδο σήματος. Ωστόσο, αυτό θα απαιτήσει σημαντικά χρηματοοικονομικά έξοδα που τελικά θα οδηγήσει σε αύξηση του κόστους της υπηρεσίας και μείωση της ανταγωνιστικότητας. Έτσι, για την επίλυση αυτού του προβλήματος, απαιτείται η αρχική καινοτομία, χρησιμοποιώντας όποτε είναι δυνατόν, το τρέχον εύρος συχνοτήτων και δεν απαιτεί την κατασκευή νέων αντικειμένων δικτύου.

Χαρακτηριστικά του ραδιοκυμάτων

Προκειμένου να κατανοηθούν οι αρχές της τεχνολογίας MIMO, είναι απαραίτητο να εξεταστούν κοινά στο διάστημα. Τα κύματα που εκπέμπονται από διάφορα ασύρματα ραδιοφωνικά συστήματα στην περιοχή από πάνω από 100 MHz, συμπεριφέρονται σε μεγάλο βαθμό σαν ελαφρές ακτίνες. Όταν το ραδιόφωνο, όταν διανέμεται, πληρούν οποιαδήποτε επιφάνεια, τότε, ανάλογα με το υλικό και το μέγεθος του εμποδίου, μέρος της ενέργειας απορροφάται, το τμήμα περνάει και το υπόλοιπο - αντανακλάται. Ο λόγος της αναλογίας του απορροφούμενου, αντανακλάται και διέρχεται από τα μέρη της ενέργειας επηρεάζεται από πολλούς εξωτερικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της συχνότητας του σήματος. Επιπλέον, οι αντανακλάσεις και διέρχονται από τις ενέργειες σήματος μπορούν να αλλάξουν την κατεύθυνση της περαιτέρω διάδοσης και το ίδιο το σήμα χωρίζεται σε διάφορα κύματα.

Το σήμα από την πηγή στον παραλήπτη μετά από μια συνάντηση με πολυάριθμα εμπόδια στον παραλήπτη χωρίζεται σε ένα πλήθος κύματα μετά από μια συνάντηση με πολλά εμπόδια στον παραλήπτη, μόνο ένα μέρος του οποίου φτάνει στον δέκτη. Κάθε ένα από τα κύματα που έγιναν στον δέκτη σχηματίζουν τη λεγόμενη διαδρομή διανομής σήματος. Επιπλέον, λόγω του γεγονότος ότι τα διαφορετικά κύματα αντικατοπτρίζονται από διαφορετικό αριθμό εμποδίων και περνούν διαφορετικές αποστάσεις, διαφορετικές διαδρομές είναι διαφορετικές.

Με τις συνθήκες ενός πυκνού κτιρίου της πόλης, λόγω μεγάλου αριθμού εμπόδιο, όπως κτίρια, δέντρα, αυτοκίνητα κ.λπ., η κατάσταση συμβαίνει πολύ συχνά όταν μεταξύ (MS) και των κεραιών του σταθμού βάσης (BTS) υπάρχει καμία άμεση ορατότητα. Σε αυτή την περίπτωση, η μόνη επιλογή για την επίτευξη του σήματος του δέκτη αντανακλά τα κύματα. Ωστόσο, όπως σημειώθηκε παραπάνω, ένα επανειλημμένα αντανακλαστικό σήμα δεν έχει πλέον την αρχική ενέργεια και μπορεί να έρθει με την απόδειξη. Η ειδική πολυπλοκότητα δημιουργεί επίσης το γεγονός ότι τα αντικείμενα δεν παραμένουν πάντοτε σταθερά και η κατάσταση μπορεί να αλλάξει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου. Από την άποψη αυτή, προκύπτει το πρόβλημα - ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στα ασύρματα συστήματα επικοινωνίας.

Multipath διανομή - πρόβλημα ή πλεονέκτημα;

Για την καταπολέμηση των πολλαπλών σημάτων, εφαρμόζονται αρκετές διαφορετικές λύσεις. Μία από τις πιο κοινές τεχνολογίες λαμβάνει ποικιλία -. Η ουσία του είναι ότι χρησιμοποιείται για να λάβει ένα σήμα όχι ένα, αλλά ταυτόχρονα μερικές κεραίες (συνήθως δύο, λιγότερο συχνά τέσσερα), που βρίσκεται σε απόσταση μεταξύ τους. Έτσι, ο παραλήπτης δεν έχει ένα, αλλά ταυτόχρονα δύο αντίγραφα του μεταδιδόμενου σήματος που ήρθε διαφορετικές διαδρομές. Αυτό καθιστά δυνατή τη συλλογή περισσότερης ενέργειας του σήματος προέλευσης, επειδή Τα κύματα που λαμβάνονται από μία κεραία ενδέχεται να μην λαμβάνονται από άλλο και αντίστροφα. Επίσης, τα σήματα που έρχονται στην αντιαϊση σε μία κεραία ενδέχεται να έρθουν σε άλλη simphase. Αυτό το σχήμα οργάνωσης ραδιοφωνικής διασύνδεσης μπορεί να ονομάζεται πολλαπλή έξοδος μιας εισόδου (SIMO), σε αντίθεση με το πρότυπο ενιαίο σύστημα μονής παραγωγής (SISO). Μια αντίστροφη προσέγγιση μπορεί επίσης να εφαρμοστεί: όταν χρησιμοποιούνται αρκετές κεραίες για τη μετάδοση και μία για να λάβετε. Αυτό αυξάνει επίσης τη συνολική ενέργεια του σήματος προέλευσης που λαμβάνεται από τον δέκτη. Αυτό το σχήμα ονομάζεται πολλαπλή μονάδα εισόδου μονής παραγωγής (MISO). Και στα δύο συστήματα (Simo και MISO), πολλές κεραίες εγκαθίστανται στην πλευρά του σταθμού βάσης, επειδή Εφαρμογή του διαχωρισμού των κεραιών σε μια κινητή συσκευή για μια επαρκώς μεγάλη απόσταση είναι δύσκολη χωρίς να αυξάνεται το μέγεθος του ίδιου του τερματικού εξοπλισμού.

Ως αποτέλεσμα περαιτέρω αιτιολογίας, φτάνουμε στο πολλαπλό σύστημα πολλαπλών εξόδων εισόδου (MIMO). Στην περίπτωση αυτή, έχουν εγκατασταθεί αρκετές κεραίες για μετάδοση και λήψη. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα παραπάνω συστήματα, αυτό το σύστημα διαχωρισμού επιτρέπει όχι μόνο να ασχοληθεί με τη διάδοση του σήματος πολλαπλών ειδών, αλλά και να πάρει κάποια πρόσθετα οφέλη. Χρησιμοποιώντας πολλαπλές κεραίες για τη μετάδοση και λήψη κάθε ζεύγους, η κεραία εκπομπής / λήψης μπορεί να ταιριάζει με μια ξεχωριστή διαδρομή για τη μετάδοση πληροφοριών. Σε αυτή την περίπτωση, η διαχωρισμένη λήψη θα πραγματοποιηθεί από τις υπόλοιπες κεραίες και αυτή η κεραία θα εκτελέσει επίσης τις λειτουργίες μιας πρόσθετης κεραίας για άλλες διαδρομές μετάδοσης. Ως αποτέλεσμα, θεωρητικά, μπορείτε να αυξήσετε το ρυθμό μεταφοράς δεδομένων σε όσες περιπτώσεις θα χρησιμοποιηθούν πρόσθετες κεραίες. Ωστόσο, ένας σημαντικός περιορισμός υπερτίθεται από την ποιότητα κάθε ραδιοφωνικής διαδρομής.

Η αρχή της λειτουργίας MIMO.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η τεχνολογία MIMO είναι απαραίτητη για την εγκατάσταση πολλαπλών κεραιών στη μετάδοση και στην πλευρά λήψης. Συνήθως, ένας ίσος αριθμός κεραιών στην είσοδος και η έξοδος του συστήματος έχει οριστεί, επειδή Στην περίπτωση αυτή, επιτυγχάνεται ο μέγιστος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Για να δείξετε τον αριθμό των κεραιών στη ρεσεψιόν και τη μετάδοση μαζί με την τεχνολογία "MIMO", η ονομασία "AXB" αναφέρεται συνήθως, όπου A είναι ο αριθμός των κεραιών στην είσοδο του συστήματος και b - στην έξοδο. Σύμφωνα με το σύστημα στην περίπτωση αυτή, κατανοείται από την ένωση ραδιοσυχνοτήτων.

Η τεχνολογία MIMO απαιτεί ορισμένες αλλαγές στη δομή του πομπού σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα. Εξετάστε μόνο μία από τις πιθανές, πιο απλές μεθόδους οργάνωσης της τεχνολογίας MIMO. Πρώτα απ 'όλα, απαιτείται διαιρέτης ροής στην πλευρά μετάδοσης, η οποία θα διαχωρίζεται από δεδομένα που προορίζονται για μετάδοση σε διάφορες χαμηλής ταχύτητας, ο αριθμός των οποίων εξαρτάται από τον αριθμό των κεραιών. Για παράδειγμα, για το MIMO 4x4 και το ποσοστό παραλαβής δεδομένων εισόδου 200 Mbps, ο διαιρέτης θα δημιουργήσει 4 ροή 50 mbps το καθένα. Περαιτέρω, κάθε μία από αυτές τις ροές θα πρέπει να μεταδίδεται μέσω της κεραίας του. Συνήθως, οι κεραίες μετάδοσης εγκαθίστανται με κάποιο χωρικό χωρισμό για να εξασφαλιστεί όσο το δυνατόν περισσότερα πλευρικά σήματα, τα οποία προκύπτουν ως αποτέλεσμα refsets. Με έναν από τους πιθανούς τρόπους για την οργάνωση της τεχνολογίας MIMO, το σήμα μεταδίδεται από κάθε κεραία με διαφορετική πόλωση, η οποία σας επιτρέπει να το αναγνωρίσετε κατά τη λήψη. Ωστόσο, στην απλούστερη περίπτωση, κάθε ένα από τα μεταδιδόμενα σήματα αποδεικνύεται ότι είναι ένα έντονο μέσο μετάδοσης (χρονική καθυστέρηση και άλλες στρεβλώσεις).

Στην πλευρά λήψης, αρκετές κεραίες λαμβάνουν ένα σήμα από το ραδιόφωνο. Επιπλέον, οι κεραίες στην πλευρά της υποδοχής ρυθμίζονται επίσης με κάποιο χωρικό χωρισμό, λόγω της οποίας εξασφαλίζεται η διαχωρισμένη λήψη που συζητήθηκε νωρίτερα. Τα ληφθέντα σήματα έρχονται σε δέκτες, ο αριθμός των οποίων αντιστοιχεί στον αριθμό των κεραιών και των διαδρομών μετάδοσης. Επιπλέον, ο καθένας από τους δέκτες λαμβάνει σήματα από όλες τις κεραίες του συστήματος. Κάθε ένας από αυτούς τους πρόσθετες κατανέμεται από ένα συνολικό ρεύμα σήματος το σήμα μόνο αυτής της διαδρομής για το οποίο ανταποκρίνεται. Το κάνει είτε για οποιοδήποτε προκαθορισμένο σημάδι, το οποίο ήταν εφοδιασμένο με καθένα από τα σήματα ή λόγω της ανάλυσης της καθυστέρησης, της εξασθένησης, της μετατόπισης φάσης, δηλ. Ένα σύνολο παραμόρφωσης ή "εκτύπωσης" περιβάλλοντος διανομής. Ανάλογα με την αρχή της λειτουργίας του συστήματος (Bell Laboratories Layered Space-Ώρα - έκρηξη, επιλεκτικό ανά ρύθμιση ρυθμού κεραίας (SPARC), κλπ.), Το μεταδιδόμενο σήμα μπορεί να επαναληφθεί μετά από μια συγκεκριμένη ώρα ή να μεταδοθεί με μικρή καθυστέρηση άλλες κεραίες.

Σε ένα σύστημα με την τεχνολογία MIMO, μπορεί να συμβεί ένα ασυνήθιστο φαινόμενο, το οποίο αποτελείται από το γεγονός ότι ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων στο σύστημα MIMO μπορεί να μειωθεί σε περίπτωση άμεσης ορατότητας μεταξύ της πηγής και του δέκτη σήματος. Αυτό οφείλεται κυρίως στη μείωση της σοβαρότητας του περιβάλλοντος χώρου, η οποία σηματοδοτεί καθένα από τα σήματα. Ως αποτέλεσμα, στην πλευρά της υποδοχής γίνεται προβληματική για να διαιρέσει τα σήματα και αρχίζουν να επηρεάζουν ο ένας τον άλλον. Έτσι, όσο υψηλότερη είναι η ποιότητα της ραδιοσυχνότητας, τα λιγότερα οφέλη μπορούν να ληφθούν από το MIMO.

MIMO-USER MIMO (MU-MIMO)

Η αρχή της ραδιοφωνικής οργάνωσης που θεωρείται παραπάνω αναφέρεται στον λεγόμενο ενιαίο χρήστη MIMO (SU-MIMO), όπου υπάρχουν μόνο μία πομπή και πληροφορίες δέκτη. Σε αυτή την περίπτωση, ο πομπός και ο δέκτης μπορούν να συμφωνήσουν σαφώς στις ενέργειές τους και ταυτόχρονα δεν υπάρχει λόγος έκπληξης όταν ενδέχεται να εμφανιστούν νέοι χρήστες. Αυτό το σχήμα είναι αρκετά κατάλληλο για μικρά συστήματα, για παράδειγμα, για την οργάνωση της επικοινωνίας στο γραφείο του γραφείου μεταξύ δύο συσκευών. Με τη σειρά του, τα περισσότερα συστήματα, όπως το Wi-Fi, το WiMax, τα συστήματα κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι το Multiplayer, δηλ. Έχουν ένα ενιαίο κέντρο και πολλά απομακρυσμένα αντικείμενα, με καθένα από τα οποία είναι απαραίτητο να οργανώνουν ραδιοφωνικές ενώσεις. Έτσι, προκύπτουν δύο προβλήματα: αφενός, ο σταθμός βάσης πρέπει να μεταφέρει το σήμα σε πολλούς συνδρομητές μέσω της ίδιας κεραίας (MIMO Broadcast) και ταυτόχρονα να λάβετε ένα σήμα μέσω των ίδιων κεραιών από αρκετούς συνδρομητές (MIMO MAC - πολλαπλές Κανάλια πρόσβασης).

Στην κατεύθυνση ανερχόμενης ζεύξης - από το MS στο BTS, οι χρήστες μεταδίδουν ταυτόχρονα τις πληροφορίες τους με την ίδια συχνότητα. Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτει δυσκολία για τον σταθμό βάσης: είναι απαραίτητο να χωριστούν τα σήματα από διάφορους συνδρομητές. Ένας από τους πιθανούς τρόπους καταπολέμησης αυτού του προβλήματος είναι επίσης μια μέθοδος γραμμικής επεξεργασίας (γραμμική επεξεργασία), η οποία παρέχει ένα προ-μεταδιδόμενο σήμα. Το αρχικό σήμα σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο είναι μεταβλητή με τη μήτρα, η οποία αποτελείται από τους συντελεστές της ανακλαστικής επίδρασης παρεμβολών από άλλους συνδρομητές. Η μήτρα καταρτίζεται με βάση την τρέχουσα κατάσταση στο ραδιόφωνο: ο αριθμός των συνδρομητών, των ρυθμών μετάδοσης κ.λπ. Έτσι, πριν από τη μετάδοση, το σήμα διαταράσσεται από το αντίθετο με αυτόν που θα συναντηθεί κατά τη διάρκεια της μετάδοσης στο ραδιόφωνο.

Downlink - Κατεύθυνση από το BTS σε MS, ο σταθμός βάσης μεταδίδει σήματα ταυτόχρονα στο ίδιο κανάλι αμέσως σε διάφορους συνδρομητές. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι το σήμα που μεταδίδεται για έναν συνδρομητή έχει αντίκτυπο στην παραλαβή όλων των άλλων σημάτων, δηλ. Αναφέρεται η παρεμβολή. Πιθανές επιλογές για την καταπολέμηση αυτού του προβλήματος είναι η χρήση, είτε η χρήση της κωδικοποιητικής τεχνολογίας βρώμικο χαρτί ("χαρτί ακαθαρσιών"). Εξετάστε την τεχνολογία του βρώμικου χαρτιού περισσότερο. Η αρχή της δράσης της βασίζεται στην ανάλυση της τρέχουσας κατάστασης του ραδιοφώνου και τον αριθμό των ενεργών συνδρομητών. Ο μόνος (πρώτος) συνδρομητής μεταδίδει τα δεδομένα του στον σταθμό βάσης χωρίς κωδικοποίηση, αλλαγές στα δεδομένα του, επειδή Δεν υπάρχει παρέμβαση από άλλους συνδρομητές. Ο δεύτερος συνδρομητής θα κωδικοποιήσει, δηλ. Αλλάξτε την ενέργεια του σήματος σας έτσι ώστε να μην εμποδίζετε το πρώτο και να μην εκθέτετε το σήμα σας στην επίδραση στην πρώτη. Οι επόμενοι συνδρομητές προσθέτουν στο σύστημα θα ακολουθήσουν επίσης την αρχή αυτή και θα βασίζονται στον αριθμό των ενεργών συνδρομητών και η επίδραση που καθίσταται από αυτά με σήματα.

Εφαρμογή MIMO

Η τεχνολογία MIMO την τελευταία δεκαετία είναι ένας από τους πιο σχετικούς τρόπους για την αύξηση του εύρους ζώνης και της χωρητικότητας των συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας. Εξετάστε μερικά παραδείγματα χρήσης του MIMO σε διάφορα συστήματα επικοινωνίας.

Το πρότυπο WiMAX διαθέτει επίσης δύο κυκλοφορίες που αποκαλύπτουν νέες λειτουργίες πριν από τους χρήστες που χρησιμοποιούν τεχνολογία MIMO. Το πρώτο - 802.16e - παρέχει υπηρεσίες κινητής ευρυζωνικής πρόσβασης. Σας επιτρέπει να μεταφέρετε πληροφορίες με ταχύτητα έως 40 Mbps προς την κατεύθυνση από τον σταθμό βάσης στον εξοπλισμό συνδρομητών. Ωστόσο, το MIMO το 802.16e θεωρείται ως επιλογή και χρησιμοποιείται στην απλούστερη διαμόρφωση - 2x2. Στην επόμενη έκδοση, το 802.16m Mimo θεωρείται ως υποχρεωτική τεχνολογία, με πιθανή διαμόρφωση 4x4. Στην περίπτωση αυτή, το WiMAX μπορεί ήδη να αποδοθεί σε συστήματα κυτταρικής επικοινωνίας, δηλαδή την τέταρτη γενιά (λόγω του υψηλού ποσοστού μεταφοράς δεδομένων), δεδομένου ότι Έχει μια σειρά από σημεία που είναι εγγράψιμα σε κυψελοειδή δίκτυα:, φωνητικές συνδέσεις. Στην περίπτωση της χρήσης κινητής τηλεφωνίας, θεωρητικά, μπορεί να επιτευχθεί ταχύτητα 100 Mbps. Σε μια σταθερή έκδοση, η ταχύτητα μπορεί να φτάσει 1 GB / s.

Η χρήση της τεχνολογίας MIMO σε κυψελοειδή συστήματα είναι το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Αυτή η τεχνολογία βρίσκει την εφαρμογή της, ξεκινώντας από την τρίτη γενιά κυψελοειδών συστημάτων. Για παράδειγμα, στο πρότυπο, σε rel. 6 Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την τεχνολογία HSPA με υποστήριξη ταχύτητας έως 20 Mbps και σε rel. 7 - Με HSPA +, όπου οι τιμές μεταφοράς δεδομένων φθάνουν 40 Mbps. Ωστόσο, σε συστήματα 3G Mimo, δεν έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως.

Τα συστήματα, δηλαδή LTE, παρέχουν επίσης τη χρήση του MIMO σε διαμόρφωση μέχρι 8x8. Αυτό στη θεωρία μπορεί να ενεργοποιήσει τα δεδομένα από το σταθμό βάσης στον συνδρομητή πάνω από 300 Mbps. Ένα σημαντικό θετικό σημείο είναι η βιώσιμη ποιότητα σύνδεσης ακόμη και στην άκρη. Ταυτόχρονα, ακόμη και σε σημαντική απόσταση από τον σταθμό βάσης, ή όταν σε ένα τυφλό δωμάτιο, θα παρατηρηθεί μόνο μια μικρή μείωση του ποσοστού μεταφοράς δεδομένων.

Έτσι, η τεχνολογία MIMO βρίσκει τη χρήση σχεδόν όλων των συστημάτων μεταφοράς ασύρματων δεδομένων. Επιπλέον, το δυναμικό του δεν εξαντλείται. Οι νέες επιλογές διαμόρφωσης κεραίας αναπτύσσονται ήδη, έως 64x64 mimo. Αυτό στο μέλλον θα επιτρέψει την επίτευξη ακόμη μεγαλύτερων ποσοστών δεδομένων, χωρητικότητας δικτύου και φασματική απόδοση.