MU MIMO Tehnologie. Tehnologia de transmisie a datelor MIMO în rețelele wifi wireless WiFi. Ce este MIMO.
Tehnologia MIMO a jucat un rol imens în dezvoltarea WIFI. Cu câțiva ani în urmă, era imposibil să prezinte alte dispozitive cu 300 Mbps și o lățime de bandă mai mare. Apariția unor noi standarde de comunicare de mare viteză, de exemplu, 802.11n sa întâmplat în mare parte datorită MIMO.
În general, merită menționat faptul că atunci când vorbim despre tehnologia WiFi, înțelegem de fapt unul dintre standardele de comunicare și, în special, IEEE 802.11. Brandul WiFi a devenit după perspectivele tentante pentru utilizarea datelor wireless transmise. Un pic mai mult despre tehnologia Wi-Fi și standard 802.11, puteți citi.
Ce este tehnologia MIMO?
Dacă dați cât mai simplă definiție posibilă, atunci MIMO este transmisia de date multi-filet. Abrevierea poate fi tradusă din limba engleză ca "mai multe intrări, mai multe ieșiri", spre deosebire de predecesorul (singleinput / singleoutput), în dispozitivele cu suport MIMO, semnalul este difuzat pe un canal radio care nu utilizează unul, ci mai multe receptoare și transmițătoare. La proiectarea caracteristicilor tehnice ale dispozitivelor WiFi de lângă abrevierea indică cantitatea lor. De exemplu, 3x2 este 3 emițătoare de semnal și 2 antene care primesc.
În plus, mIMO utilizează multiplexarea spațială. Pentru numele înfricoșător, tehnologia transmiterii simultane a mai multor pachete de date pe un singur canal. Datorită acestei "sigiliu" al canalului, lățimea de bandă poate fi mărită de două ori sau mai mult.
MIMO și WIFI.
Cu popularitatea crescândă a transmisiei de date wireless Conexiuni wifiDesigur, cerințele pentru viteza lor au crescut. Și este tehnologia MIMO și alte evoluții care au avut loc ca bază permisă pentru a crește de mai multe ori lățimea de bandă. Dezvoltarea WIFI merge pe calea dezvoltării standardelor 802.11 - A, B, G, N și așa mai departe. Noi nu am menționat în zadar apariția standardului 802.11n. Intrare multiplă Ieșire multiplă - componenta sa cheie, care a permis creșterea vitezei canalului conexiunii fără fir de la 54 Mbps la mai mult de 300 Mbps.
Standard 802.11N vă permite să utilizați atât lățimea standard a canalului de 20 MHz, cât și o linie de bandă largă de 40 MHz cu indicatori mai mari lățime de bandă. După cum sa menționat mai sus, semnalul se reflectă în mod repetat, folosind astfel mai multe fluxuri pe un canal de comunicare.
Datorită acestui lucru, accesul la internet bazat pe WiFi permite acum nu numai surfing, e-mail și comunicare în ICQ, dar și jocuri online, video online, skype și alte trafice "grele".
Un standard mai nou - utilizează, de asemenea, tehnologia MIMO.
Probleme de aplicație MIMO în WiFi
În zorii formării tehnologiei a existat dificultăți de aliniere a dispozitivelor, lucrul cu suportul MIMO și fără ea. Cu toate acestea, acum nu este atât de relevantă - aproape orice producător de autoreglementare de echipamente fără fir îl utilizează în dispozitivele sale.
De asemenea, una dintre problemele în care tehnologia de transfer de date apare utilizând mai multe receptoare și mai multe emițătoare, prețul dispozitivului a fost. Cu toate acestea, aici revoluția actuală a prețului a făcut compania . Nu numai că a reușit să stabilească producția de echipamente fără fir cu suport MIMO, dar și acest lucru la prețuri foarte accesibile. Uită-te, de exemplu, costul unui set tipic al companiei - (stația de bază), (pe partea clientului). Iar în aceste dispozitive nu sunt doar Mimo, iar brandul sa îmbunătățit tehnologia AIROMAX. pe baza acestuia.
Problema rămâne doar o creștere a numărului de antene și emițătoare (acum maxim 3) pentru dispozitivele cu POE. Furnizați dificultăți mai greu, dar din nou, schimbări constante în această direcție fac ubiquiti.
Tehnologia AIROMAX.
Networks Ubquiti este un lider recunoscut în dezvoltarea și implementarea tehnologiilor inovatoare WiFi, inclusiv MIMO. Se bazează pe baza sa, Ubiquiti a fost dezvoltată și tehnologia brevetată. Air Max. Esența sa este că transmiterea semnalului de primire prin mai multe antene pe un canal este comandată și structurată de protocolul TDMA cu accelerație hardware: pachetele de date sunt separate în sloturi de timp separate, cozile de transmisie sunt coordonate.
Acest lucru vă permite să extindeți lățimea de bandă a canalului, să măriți numărul de abonați conectați fără pierderea calității comunicării. Această soluție În mod eficient, convenabil de utilizat și, important - ieftin. Spre deosebire de echipamentele similare utilizate în rețelele WiMAX, echipamentul din rețelele Ubiquiti cu tehnologia AIROMAX este plăcut mulțumit de prețuri.
website
Una dintre cele mai esențiale și importante inovațiiWi-Fi în ultimii 20 de ani - Tehnologie Multi Utilizator - Ieșire multiplă multiplă (MU-MIMO). MU-MIMO extinde recent funcționalitatea actualizării standard wireless. 802.11ac "Wave 2". Desigur, acesta este un progres imens pentru comunicarea fără fir. Această tehnologie Ajută la creșterea vitezei maxime teoretice a conexiunii wireless de la 3,47 Gbps în specificația standard 802.11Ac la 6.93 Gbps în actualizarea standardului Wave 802.11c 2. Aceasta este una dintre cele mai complexe funcționale Wi-Fi de astăzi.
Să-i dau seama cum funcționează!
Tehnologia MU-MIMO mărește bara prin permisiunea de mai multe dispozitive pentru a lua mai multe fluxuri de date.Se bazează pe tehnologia MIMO cu un singur utilizator (SU-MIMO), care a fost reprezentată cu aproape 10 ani în urmă cu standardul 802.11n.
Su-Mimo crește viteza conexiunii Wi-Fi, permițând o pereche de dispozitive fără fir să primească simultan sau să trimită mai multe fluxuri de date.
Figura 1. Tehnologia SU-MIMO oferă fluxuri de intrare și ieșire multi-canal la un dispozitiv în același timp. Tehnologia MU-MIMO oferă o comunicare simultană cu mai multe dispozitive.
În esență, schimbările revoluționare pentru Wi-Fi oferă două tehnologii. Prima dintre aceste tehnologii, numită fascicul de fascicule, permite routere Wi-Fi-Fi și puncte de acces pentru a utiliza mai eficient canalele radio. Înainte ca această tehnologie să apară, routerele Wi-Fi și punctele de acces lucrate ca becuri de lumină, trimițând un semnal în toate direcțiile. Problema a fost astaun semnal de putere limitat neobișnuit este dificil de ajuns la dispozitivele Wi-Fi client.
Folosind tehnologia de fascicul, routerul Wi-Fi sau punctul de acces este schimbat cu informațiile despre dispozitivul clientului despre locația sa. Apoi, routerul își schimbă faza și puterea de a genera un semnal mai bun. Ca rezultat: semnalele radio sunt utilizate mai eficient, transmisia de date accelerează și, eventual, distanța maximă de conectare crește.
Funcțiile de formare se extind. Până în prezent, routerele Wi-Fi sau punctele de acces au fost în mod semnificativ singure, trimiterea sau administrarea de date numai de la un dispozitiv client simultan. În versiunile anterioare ale familiei standardelor de date wireless 402.11, inclusiv standardul 802.11n și prima versiune a standardului 802.11c, a existat posibilitatea de a primi simultan sau transmite mai multe fluxuri de date, dar încă nu există o metodă care permite unui WI -Fi router sau punct de acces în același timp "comunică" o dată cu mai mulți clienți. De acum înainte, cu ajutorul lui Mu-Mimo, a apărut o astfel de oportunitate.
Aceasta este o descoperire cu adevărat mare, deoarece posibilitatea transferului de date simultană la mai multe dispozitive client extinde în mod semnificativ lățimea de bandă disponibilă pentru clienții fără fir. Tehnologia MU-MIMO promovează rețelele fără fir de la moda vecheCSMA-SD, când un singur dispozitiv a fost deservit în același timp, la sistem, unde mai multe dispozitive pot spune simultan în același timp. Pentru o mai mare vizibilitate a exemplului, imaginați-vă că tranziția de la un drum de țară cu o singură bandă către o autostradă largă
Astăzi, routerele wireless și punctele de acces 802.1Ac 802.1Ac 2 sunt cucerite în mod activ pe piață. Toată lumea care desfășoară Wi-Fi înțeleg specificul tehnologiei MU-MIMO. Vă aducem în atenția noastră 13 fapte care vă vor accelera pregătirea în această direcție.
1. MU-MIMO utilizează numai"Downstream" flux (de la punctul de acces la dispozitivul mobil).
Spre deosebire de Su-Mimo, tehnologia MU-MIMO funcționează în prezent numai pentrudate curse de la punctul de acces la dispozitivul mobil. Numai routerele wireless sau punctele de acces pot transmite simultan date mai multor utilizatori, fie unul sau mai multe fire pentru fiecare dintre ele. Dispozitivele wireless (cum ar fi smartphone-urile, tabletele sau laptopurile) trebuie încă să trimită date către routerul wireless sau punctul de acces, deși atunci când apar coada lor, pot utiliza tehnologia SU-MIMO pentru a transmite mai multe fire.
Tehnologia MU-MIMO va fi deosebit de utilă în acele rețele în care utilizatorii descărcați mai multe date decât descărcarea.
Poate că în viitor va fi implementat versiunea tehnologiei Wi-Fi: 802.11axÎn cazul în care metoda MU-MIMO va fi, de asemenea, aplicabilă pentru traficul "în amonte".
2. MU-MIMO lucrează numai în Wi-Fi-Fi-Fi-Ranzone de 5 GHz
Tehnologia SU-MIMO funcționează atât în \u200b\u200bdomeniul de frecvență de 2,4 GHz, cât și în 5 GHz. Routere wireless. Și punctul de acces al celei de-a doua generații de standarde 802.11c Wave 2 poate servi simultan mai mulți utilizatori numai pe banda de frecvență5 GHz. Pe de o parte, desigur, este o păcat că într-o bandă de frecvență mai îngustă și mai supraîncărcată de 2,4 GHz nu vom putea folosi o nouă tehnologie. Dar, pe de altă parte, există tot mai multe dispozitive fără fir cu bandă dublă care susțin tehnologia MU-MIMO pe care o putem folosi pentru a implementa rețele productive de Wi-Fi.
3. Tehnologia de fasciculare ajută semnalele de ghidare
În literatura URSS, puteți întâlni conceptul unei zăvori de antenă petadă, care a fost dezvoltată pentru radarele militare la sfârșitul anilor '80. Tehnologia similară a fost aplicată în Wi-Fi modern. MU-MIMO utilizează tehnologia formării unui semnal direcțional (în literatura tehnică în limba engleză cunoscută sub numele de "beamformarea"). BeamFiorming vă permite să trimiteți semnale în direcția locației dorite a dispozitivului wireless (sau a dispozitivelor) și să nu le trimiteți la întâmplare în toate direcțiile. Astfel, se dovedește a focaliza semnalul și crește semnificativ intervalul și viteza compusului Wi-Fi.
Deși tehnologia de fasciculare a devenit opțional disponibilă cu standardul 802.11n, majoritatea producătorilor și-au implementat versiunile de proprietate ale acestei tehnologii. Acești furnizori oferă acum implementări tehnologice de proprietate în dispozitivele lor, dar acum vor trebui să includă cel puțin o versiune simplificată și standardizată a direcției semnalului direcțional, dacă doresc să susțină tehnologia MU-MIMO în linia lor de produs de 802.11c.
4. MU-MIMO sprijină un număr limitat de fluxuri și dispozitive simultane
Din păcate, routerele sau punctele de acces cu tehnologia MU-MIMO implementată nu pot servi simultan un număr nelimitat de fluxuri și dispozitive. Routerul sau punctul de acces are propria limită a numărului de fire pe care le servesc (adesea este de 2, 3 sau 4 fluxuri), iar acest număr de fire spațiale limitează, de asemenea, numărul de dispozitive pe care punctul de acces le poate servi simultan. Deci, punctul de acces cu suport pentru patru fire poate servi simultan patru diferite dispozitiveSau, de exemplu, un flux este trimis la un dispozitiv și alte trei fire de la agregate la un alt dispozitiv (creșterea vitezei de la canalizarea).
5. De la dispozitivele utilizator nu necesită mai multe antene
Ca și în cazul tehnologiei SU-MIMO, numai dispozitivele fără fir cu suport încorporat MU-MIMO pot agrega fluxurile (viteza). Dar, spre deosebire de situația cu tehnologia SU-MIMO, dispozitivele fără fir nu trebuie să aibă mai multe antene pentru a primi fluxurile MU-MIMO de la routerele wireless și punctele de acces. Dacă dispozitivul fără fir este echipat cu o singură antenă, poate duradoar un mu-mimo-flux de date din punctul de acces utilizând formarea de fascicule pentru a îmbunătăți recepția.
Un număr mai mare de antene va permite unui dispozitiv de utilizator fără fir să facă mai multe fluxuri de date în același timp (de obicei, la viteza unui fir pe antenă), care cu siguranță vor fi afectați pozitiv de performanța acestui dispozitiv. Cu toate acestea, prezența mai multor antene la dispozitivul de utilizator afectează negativ energia consumată și dimensiunea acestui produs, care este esențială pentru smartphone-uri.
Cu toate acestea, tehnologia MU-MIMO face cerințe hardware mai mici pentru dispozitivele clientului decât tehnologia tehnică Su-Mimo, puteți să presupunem cu încredere că producătorii vor fi mult mai dispuși să-și echipezelaptopurile și tabletele susțin tehnologia MU-MIMO.
6. Punctele de acces efectuează procesarea "greoaie"
Într-un efort de a simplifica cerințele pentru dispozitivele finale, dezvoltatorii de tehnologie MU-MIMO au încercat să transfere cea mai mare parte a operațiunii pentru a accesa punctul de acces. Acesta este un alt pas înainte în comparație cu tehnologia SU-MIMO, în cazul în care povara de prelucrare a semnalului se află în cea mai mare parte pe dispozitivele utilizatorului. Și din nou, va ajuta producătorii de dispozitive client să economisească puterea, mărimea și alte costuri în producerea soluțiilor de produs cu suport pentru MU-MIMO, care ar trebui să afecteze foarte pozitiv promovarea acestei tehnologii.
7. Dispozitivele bugetare chiar primesc un beneficiu tangibil din transmiterea simultană prin mai multe fluxuri spațiale.
Ca și agregărea canalelor din rețeaua Ethernet (802.3AD și LECP), combinarea fluxului 802.1AC nu mărește viteza de conectare punct-la-punct. Acestea. Dacă sunteți singurul utilizator și se execută o singură aplicație - veți folosi doar un flux spațial.
Cu toate acestea, există o oportunitate de creștere Lățimea totală de bandă a rețelei, oferind posibilitatea de a servi punctul de acces al mai multor dispozitive utilizator în același timp.
Dar dacă toate dispozitivele utilizator utilizate în rețeaua dvs. suportă doar o operație de flux, MU-MIMO vă va permite să mențineți până la trei dispozitive în același timp, în loc de unul în același timp, în timp ce altele(mai avansate) Dispozitivele personalizate vor trebui să se aștepte la rândul lor.
Figura 2.
8. Unele dispozitive de utilizator au suport ascuns pentru tehnologia MU-MIMO
În ciuda faptului că nu sunteți încă atât de multe routere, puncte de acces sau dispozitive mobile suport MU-MIMO, la producătorul de chips-uri Wi-Fi susțin că o parte a producătorilor în procesul lor de fabricație didactică cerințele hardware pentru susținerea unei noi tehnologii pentru unii a dispozitivelor lor pentru utilizatorii finali acum câțiva ani. Pentru astfel de dispozitive, o actualizare de software relativ simplă va adăuga suport pentru tehnologia MU-MIMO, care ar trebui, de asemenea, să accelereze popularizarea și diseminarea tehnologiei, precum și să stimuleze companiile și organizațiile să-și îmbunătățească rețelele fără fir corporative utilizând echipamente cu echipamente de suport 802.11ac .
9. Dispozitivele fără suport pentru MU-MIMO se dovedesc de asemenea
În ciuda faptului că dispozitivele Wi-Fi trebuie să aibă în mod necesar suport MU-MIMO pentru a utiliza această tehnologie, chiar și acele dispozitive client care nu au astfel de sprijin pot obține beneficii indirecte să lucreze într-o rețea fără fir în cazul în care routerul sau punctele de acces suportă MU -Mimo tehnologie. Trebuie amintit că rata de transfer de date în rețea depinde în mod direct de timpul total în care dispozitivele de abonat sunt conectate la canalul radio. Și dacă tehnologia MU-MIMO vă permite să serviți unele dintre dispozitivele mai repede, aceasta înseamnă că punctele de acces dintr-o astfel de rețea vor rămâne mai mult timp pentru servirea altor dispozitive client.
10. MU-MIMO ajută la creșterea lățimii de bandă a rețelei fără fir
Când măriți viteza conexiunii Wi-Fi, veți mări și lățimea de bandă a rețelei fără fir. Deoarece dispozitivele sunt întreținute mai repede, rețeaua are mai mult timp de antenă pentru menținerea mai multor dispozitive client. Astfel, tehnologia MU-MIMO poate optimiza în mod semnificativ funcționarea rețelelor fără fir cu trafic intensiv sau un număr mare de dispozitive conectate, cum ar fi rețelele Wi-Fi publice. Aceasta este o veste excelentă, deoarece numărul de smartphone-uri și alte dispozitive mobile cu posibilitatea conectării la rețeaua Wi-Fi va continua să crească.
11. Orice lățime a canalului este acceptată.
O modalitate de a extinde lățimea de bandă a canalului Wi-Fi este de a lega canalele atunci când două canale adiacente sunt combinate într-un singur canal, care este de două ori mai mare, care de fapt dublează viteza conexiunii Wi-Fi între dispozitiv și acces punct. Standardul 802.11n furnizat suport pentru canale la 40 MHz lățime, în specificația standard 802.11Ac, lățimea canalului acceptată a fost mărită la 80 MHz. În standardul 802.1Ac Wave 2 standard, sunt acceptate canale de lățime de 160 MHz.
Figura 3. Până în prezent, standardul 802.11AC acceptă canalele de până la 160 MHz lățime în intervalul de frecvență de 5 GHz
Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că utilizarea lățimilor mai mari în rețeaua fără fir crește probabilitatea de interferență în canalele combinate. Prin urmare, această abordare nu va fi întotdeauna alegeri corecte Pentru a implementa pe toți fără excepția rețelelor Wi-Fi. Cu toate acestea, tehnologia MU-MIMO, după cum putem verifica, poate fi utilizată pentru canale de orice lățime.
Cu toate acestea, chiar dacă rețeaua dvs. wireless utilizează canale de lățime de 20 MHz sau 40 MHz, tehnologia MU-MIMO poate ajuta în continuare să funcționeze mai repede. Dar cât de repede, va depinde de cât de mult este necesar să serviți dispozitivele client și câte fluxuri se suportă fiecare dintre aceste dispozitive. Astfel, utilizarea tehnologiei MI-MIMO, chiar fără canalele conectate pe scară largă, poate dubla lățimea de bandă a conexiunii fără fir de ieșire pentru fiecare dispozitiv.
12. Procesarea semnalului îmbunătățește siguranța
Un efect secundar interesant al tehnologiei MU-MIMO este că routerul sau punctul de acces criptează datele înainte de a le trimite prin canale radio.Este suficient de dificil să decodificați datele transmise utilizând tehnologia MU-MIMO, deoarece nu este clar care parte din codul în care se află fluxul spațial. Cu toate că, ulterior, pot fi dezvoltate instrumente speciale, permițând alte dispozitive să intercepteze traficul transmis, astăzi tehnologia MU-MIMO va masca efectiv datele de la dispozitivele de ascultare situate în apropierea dispozitivelor de audiție. Astfel, noua tehnologie contribuie la creșterea securității Wi-Fi, care este deosebit de relevantă pentru rețelele fără fir deschise, cum ar fi rețelele publice de acces, precum și persoanele de acces care lucrează în modul personal sau utilizând modul de autentificare simplificat de autentificare (pre- Shared Key, PSK) pe baza tehnologiilor WPA sau WPA2 WPA2 WPA2.
13. MU-MIMO este cel mai potrivit pentru dispozitivele cu Wi-Fi fixe
Există, de asemenea, o prudență a tehnologiei MU-MIMO: nu funcționează foarte bine cu dispozitivele pline de viață, deoarece procesul de formare a unui semnal direcțional folosind tehnologia de fascicul de fascicul devine mai complex și mai puțin eficient. Prin urmare, MU-MIMO nu va putea să vă ofere un beneficiu vizibil pentru dispozitivele care folosesc adesea roaming în dvs. rețeaua corporativă. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă că aceste dispozitive "probleme" nu ar trebui să afecteze nici transmisia MU-MIMO a datelor de către alte dispozitive client care sunt mai puțin mobile sau performanța acestora.
Aboneaza-te la News.
Una dintre abordările unei creșteri a ratei de transfer de date pentru standardul WiFi 802.11 și pentru standardul WiMAX 802.16 este utilizarea sistemelor fără fir utilizând mai multe antene, atât pentru transmițător, cât și pentru receptor. O astfel de abordare se numește MIMO (traducere literală - "multiple multiple ieșiri") sau "sisteme de antenă inteligentă" (sisteme de antenă inteligentă). Tehnologia MIMO joacă un rol important în implementarea standardului WiFi 802.11n.
Tehnologia MIMO utilizează mai multe antene de diferite tipuri configurate pe același canal. Fiecare antenă transmite un semnal cu diferite caracteristici spațiale. Astfel, tehnologia MIMO utilizează mai eficient spectrul de valuri radio și fără a aduce atingere fiabilității muncii. Fiecare receptor Wi-Fi "ascultă" la toate semnalele de la fiecare transmițător WiFi, care vă permite să faceți ca traseele de transfer de date mai diverse. Astfel, pot fi recomandate mai multe căi, ceea ce va crește semnalele dorite în rețele fără fir.
O altă tehnologie Plus MIMO este că această tehnologie oferă multiplexarea diviziei spațiale (multiplexarea diviziei spațiale (SDM)). SDM compactă în mod spațial mai multe fluxuri de date independente (în principal canale virtuale) în interiorul unei lățime de bandă spectrală spectrală. În esență, mai multe antene transmit diferite fluxuri de date cu codarea individuală a semnalului (fluxuri spațiale). Aceste fluxuri, care se deplasează în paralel cu aerul "Propyching" mai multe date pe un anumit canal. La receptor, fiecare antenă vede diferite combinații de fluxuri de semnal și receptorul "Demultiplex" aceste fluxuri pentru utilizarea lor. MIMO SDM poate crește semnificativ lățimea de bandă pentru transmisia de date dacă creșteți numărul de fluxuri de date spațiale. Fiecare flux spațial necesită propriile perechi de antenă de transmisie / primire (TX / RX) la fiecare capăt al transmisiei. Funcționarea sistemului este prezentată în Fig.1
De asemenea, este necesar să se înțeleagă că pentru implementarea tehnologiei MIMO necesită un lanț separat de frecvență radio și un convertor analog-digital (ADC) pentru fiecare antenă. Implementarea care necesită mai mult de două antene în lanțuri trebuie să fie atent conceput pentru a nu crește costurile, menținând în același timp nivelul adecvat de eficiență.
Un instrument important pentru creșterea ratei de transfer de date fizice în rețelele fără fir este extinderea lățimii de bandă a canalelor spectrale. Prin utilizarea unei lățime de bandă mai largă a canalelor cu o diviziune de frecvență ortogonală a transmisiei de date multiplexare (OFDM) se efectuează cu performanțe maxime. OFDM este o modulare digitală care sa dovedit a fi perfectă ca un instrument pentru implementarea transmisiei de date wireless de mare viteză bidirecțională în rețelele WiMAX / WIFI. Metoda de extindere a lățimii de bandă a canalelor este rentabilă și implementată corect cu o creștere moderată a procesării semnalului digital (DSP). Cu utilizare corectă, puteți dubla frecvența trecerii standardului Wi-Fi 802.11 de la canalul de 20 MHz cu 40 MHz, puteți oferi, de asemenea, mai mult de două ori mai mare decât o lățime de bandă crescută a canalelor utilizate în prezent. Datorită combinației de arhitectură MIMO cu o lățime de bandă mai largă, se dovedește o abordare foarte puternică și adecvată din punct de vedere economic pentru creșterea ratei de transmisie fizică.
Aplicarea tehnologiei MIMO cu canale de 20 MHz necesită costuri ridicate pentru a satisface cerințele IEEE pentru standardele WiFi 802.11n (transfer de 100 Mbps pe Mac SAP). De asemenea, pentru a îndeplini aceste cerințe, atunci când utilizați canalul în 20 MHz, veți avea nevoie de cel puțin trei antene, atât pe transmițător, cât și pe receptor. Dar, în același timp, lucrul la canalul de 20 MHz oferă o funcționare fiabilă cu aplicații care necesită o lățime de bandă înaltă într-un mediu real de utilizator.
Împărtășirea tehnologiilor MIMO și a expansiunii canalului îndeplinește toate cerințele utilizatorului și este o tandem destul de fiabilă. Este, de asemenea, adevărat și atunci când utilizați mai multe aplicații de rețea intensive de resurse în același timp. Combinația MIMO și 40 MHz a expansiunii canalului va permite și cerințe mai complexe, cum ar fi Legea Moore și implementarea tehnologiei CMOS pentru îmbunătățirea tehnologiei DSP.
Atunci când utilizați un canal extins 40 MHz în intervalul de 2,4 GHz, acesta a fost inițial dificil de compatibilitate cu standardele de echipamente bazate pe WiFi 802.11A / B / G, precum și echipamente utilizând tehnologia Bluetooth pentru transmisia de date.
Pentru a rezolva această problemă în Wi-Fi, standardul 802.11n oferă o serie de soluții. Un astfel de mecanisme special concepute pentru a proteja rețelele este așa-numitul mod de lățime de bandă joasă (non-HT) duplicat. Înainte de a utiliza protocolul de transmisie de date WiFi 802.11n, acest mecanism trimite un pachet pentru fiecare dintre jumătățile de canal de 40 MHz pentru a reduce rețeaua de distribuție vectorială (NAV). În urma mesajului NO-HT Dubbed NAV, protocolul de transfer de date 802.11 poate fi utilizat în timpul menționat în mesaj, fără a întrerupe patrimoniul (integritatea) rețelei.
Un alt mecanism este un fel de semnalizare și nu permite rețelelor fără fir să extindă canalul mai mult de 40 MHz. De exemplu, modulele 802.11n și Bluetooth sunt instalate în laptop, acest mecanism știe despre posibilitatea unei interferențe potențiale atunci când cele două module funcționează simultan și dezactivează transmisia pe canalul 40 MHz unul dintre module.
Aceste mecanisme asigură că WiFi 802.11n va lucra cu rețelele anterioare 802.11 fără a fi nevoie să traducă întreaga rețea la echipamentele standard 802.11.
Puteți vedea un exemplu de utilizare a sistemului MIMO din figura 2
Dacă aveți întrebări după citire, le puteți seta prin forma de trimitere a mesajelor în secțiune
27.08.2015
Cu siguranță, mulți au auzit deja despre tehnologie Mimo.În ultimii ani, prospectele de publicitate și postere sunt adesea servite, în special în magazinele și revistele de calculatoare. Dar ceea ce este Mimo (trecut) și ce mănâncă? Să ne ocupăm mai detaliat.
MIMO Tehnologie
MIMO (ieșire multiplă de intrare multiplă; intrări multiple, ieșiri multiple) - o metodă de codare a semnalului spațială care vă permite să măriți lățimea de bandă canale, în care două sau mai multe antene sunt utilizate pentru a transmite date și același număr de antene pentru recepție. Transmiterea și primirea antenelor sunt separate atât de mult pentru a obține o influență reciprocă minimă între antenele vecine. Tehnologia MIMO este utilizată în comunicații fără fir Wi-Fi, WiMax, LTE pentru a crește lățimea de bandă și utilizarea mai eficientă a benzii de frecvență. De fapt, MIMO permite într-o gamă de frecvențe și un anumit coridor de frecvență transmite mai multe date, adică. crește o viteză. Acest lucru este realizat prin utilizarea mai multor antene de transmitere și primire. 
Istorie Mimo.
Tehnologia MIMO poate fi atribuită unor evoluții destul de concurente. Povestea ei începe în 1984, când primul brevet a fost înregistrat pentru a utiliza această tehnologie. Dezvoltarea primară și cercetarea au avut loc în cadrul companiei Bell Laboratories., și compania din 1996 Rețele de aer. Primul chipset MIMO a numit Adevărat MIMO.. Tehnologia MIMO a primit cea mai mare dezvoltare la începutul secolului XXI, când rețelele wi-fi wireless și rețelele celulare 3G au început să dezvolte un ritm turbulent. Și acum tehnologia MIMO este utilizată în rețelele LTE 4G și în Wi-Fi 802.11b / g / AC.
Ce dă tehnologia MIMO?
Pentru utilizatorul final, MIMO oferă o creștere semnificativă a ratei de date. În funcție de configurația echipamentului și de numărul de antene utilizate, puteți obține o creștere de două ori, mai puternică și până la o creștere de opt timp a vitezei. De obicei, în rețelele fără fir, utilizați același număr de antene de transmisie și primire și este scris ca, de exemplu, 2x2 sau 3x3. Acestea. Dacă vedeți înregistrarea MIMO 2X2, atunci două antene transmit un semnal și două sunt primite. De exemplu, în standardul Wi-Fi Un canal de lățime de 20 MHz oferă lățime de bandă de 866 Mbps, în timp ce în configurația MIMO 8x8, 8 canale sunt combinate, ceea ce conferă viteza maximă de aproximativ 7 GB / s. În mod similar, în LTE MIMO - o rată potențială de viteză de mai multe ori. Pentru utilizarea completă a MIMO în rețelele LTE necesare deoarece De regulă, antenele încorporate nu sunt suficient separate și dau un efect mic. Și, bineînțeles, trebuie să existe sprijin pentru MIMO de către stație de bază.
Antena LTE cu suport MIMO transmite și primește un semnal în planuri orizontale și verticale. Aceasta se numește polarizare. O caracteristică distinctă a antenelor MIMO este prezența a două conectori de antenă și, în consecință, folosind două fire pentru a se conecta la modem / router.
În ciuda faptului că mulți oameni spun și nu cel puțin că antena MIMO pentru rețelele 4G LTE reprezintă de fapt două antene într-una, nu ar trebui să se gândească că atunci când se utilizează o astfel de antenă, va exista o creștere de două ori. Aceasta poate fi numai în teorie, iar în practică diferența dintre antena obișnuită și mimo-antena din rețeaua 4G LTE nu depășește 20-25%. Cu toate acestea, mai important în acest caz va fi un semnal stabil care poate oferi o antenă MIMO.
WiFi este un nume de marcă pentru rețelele fără fir bazate pe standardul IEEE 802.11. În viața de zi cu zi, utilizatorii rețelelor wireless utilizează termenul " tehnologia Wi-Fi.", Nu vreau să spun marca comercială, ci și standardul IEEE 802.11.
Tehnologia WiFi vă permite să implementați o rețea fără o stabilire a cablurilor, reducând astfel costul implementării rețelei. Datorită locului în care cablul nu poate fi așezat, de exemplu, în aer liber și în clădiri cu valoare istorică pot fi deservite prin rețele fără fir.
Contrar opiniei larg răspândite cu privire la "nocivitatea" WiFi, radiații de la Dispozitive WiFi. În momentul transferului de date la două ordine de mărime (de 100 de ori) mai puțin decât telefonul mobil.
MIMO - (English Intrare multiplă mai mare) - tehnologie de transmisie de date bazată pe utilizarea multiplexării spațiale pentru a transmite simultan mai multe fluxuri de informații pe un canal, precum și reflecția multipatică, care asigură livrarea fiecărui bit de informații corespunzătoare destinatar cu o mică probabilitate de interferență și pierdere de date.
Rezolvarea capacității de a crește lățimea de bandă
Cu dezvoltarea intensivă a unor tehnologii înalte, cerințele pentru alții cresc. Acest principiu afectează în mod direct sistemele de comunicații. Una dintre cele mai relevante probleme din sistemele moderne de comunicații este necesitatea de a crește lățimea de bandă și rata de date. Există două modalități tradiționale de a crește extinderea lățimii de bandă a benzii de frecvență și creșterea puterii radiate.
Dar, datorită cerințelor privind compatibilitatea biologică și electromagnetică, restricțiile privind creșterea puterii radiate și expansiunea benzii de frecvență sunt suprapuse. Cu astfel de restricții, problema lipsei de lățime de bandă și rata de transfer de date cauzează să caute noi metode eficiente de rezolvare a acestuia. Una dintre cele mai eficiente metode este utilizarea laturilor adaptive antenei cu elemente de antenă slab corelate. Acest principiu a fondat tehnologia MIMO. Sistemele de comunicații care utilizează această tehnologie sunt numite sistem MIMO (ieșire multiplă de intrare multiplă).
Standardul WiFi 802.11n este unul dintre cele mai vii exemple de utilizare a tehnologiei MIMO. Potrivit lui, vă permite să mențineți viteza de până la 300 Mbps. Mai mult, standardul anterior 802.11g a permis doar 50 Mbps. În plus față de creșterea ratei de transfer a datelor, noul standard datorită MIMO vă permite, de asemenea, să furnizați cele mai bune caracteristici de calitate în locuri cu nivel scăzut Semnal. 802.11n este utilizat nu numai în sisteme punct / multipoint (punct / multipoint) - cea mai familiară de nișă a tehnologiei WiFi pentru organizația LAN (rețeaua locală), dar, de asemenea, să organizeze conexiuni punct / punct care sunt utilizate pentru organizarea principală Canale de comunicare cu o viteză de câteva sute de Mbps și permițând date să transfere date la zeci de kilometri (până la 50 km).
Standardul WiMAX are, de asemenea, două versiuni care dezvăluie noi caracteristici înainte de utilizatori utilizând tehnologia MIMO. Primul - 802.16E - oferă servicii de acces în bandă largă mobilă. Acesta vă permite să transferați informații la o viteză de până la 40 Mbps în direcția de la stația de bază la echipamentul de abonat. Cu toate acestea, MIMO în 802.16e este considerată o opțiune și este utilizată în cea mai simplă configurație - 2x2. În următoarea versiune, 802.16m MIMO este considerată o tehnologie obligatorie, cu o posibilă configurație de 4x4. În acest caz, WiMax poate fi deja atribuit sistemelor de comunicații celulare, și anume cea de-a patra generație (datorită ratei ridicate de transfer de date), deoarece Are o serie de semne inerente rețelelor celulare: roaming, predare, conexiuni vocale. În cazul utilizării mobile, teoretic, poate fi atinsă o viteză de 100 Mbps. Într-o versiune fixă, viteza poate ajunge la 1 GB / s.
Utilizarea tehnologiei MIMO în sistemele celulare este cea mai mare interes. Această tehnologie își găsește cererea, pornind de la a treia generație de sisteme. comunicarea celulară. De exemplu, în standarde, în rel. 6 Este utilizat împreună cu tehnologia HSPA cu suport de viteză de până la 20 Mbps și în rel. 7 - Cu HSPA +, unde ratele de transfer de date ajung la 40 Mbps. Cu toate acestea, în sistemele MIMO 3G, nu a fost utilizat pe scară largă.
Sisteme, și anume LTE, asigură, de asemenea, utilizarea MIMO în configurație până la 8x8. Acest lucru teoretic poate permite datele de la stația de bază la abonat peste 300 Mbps. De asemenea, un punct pozitiv important este calitatea durabilă a conexiunii chiar și pe marginea celulei. În același timp, chiar și la o distanță semnificativă față de stația de bază sau când într-o cameră orb, se va observa doar o ușoară scădere a ratei de transfer de date.
Trăim în epoca unei revoluții digitale, dragă anonimă. Nu am avut timp să ne obișnuim cu o nouă tehnologie, suntem deja oferite din toate părțile și mai noi și mai avansate. Și în timp ce noi suntem reflectări, dacă această tehnologie ne va ajuta cu adevărat să obținem un internet mai rapid sau pur și simplu ne-am crescut încă o dată, designerii dezvoltă o tehnologie și mai nouă, pe care o vom oferi în schimbul curentului după 2 ani. Acest lucru se aplică și tehnologiei MIMO Antenne.
Ce este această tehnologie - MIMO? Intrare multiplă Ieșire multiplă - Jurnal multiplu în Ieșire multiplă. În primul rând, tehnologia MIMO este o soluție cuprinzătoare și se referă numai la antene. Pentru o mai bună înțelegere a acestui fapt, ar trebui să faceți o mică excursie în istoria comunicării mobile. Înainte de dezvoltatori, sarcina este de a transmite o cantitate mai mare de informații pe unitate de timp, adică crește o viteză. Prin analogie cu alimentarea cu apă - oferă o cantitate mai mare de apă pe unitate de timp. Putem face acest lucru prin creșterea "diametrului țevii" sau, prin analogie, extinderea benzii de frecvență de comunicare. Inițial, standardul GSM a fost ascuțit la traficul profesional și a avut o lățime a canalului de 0,2 MHz. A fost destul de destul. În plus, există o problemă de asigurare a accesului multiplayer. Acesta poate fi rezolvat prin împărțirea abonaților în frecvență (FDMA) sau timp (TDMA). GSM Utilizați ambele metode în același timp. Ca urmare, avem un echilibru între numărul maxim posibil de abonați din rețea și lățimea de bandă minimă posibilă pentru traficul vocal. Odată cu dezvoltarea internetului mobil, această bandă minimă a devenit o bandă de obstacole pentru a crește viteza. Două tehnologii bazate pe platforma GSM - GPRS și EDGE au atins viteza limită de 384 kbps. Pentru a crește în continuare viteza, a fost necesar să se extindă banda pentru traficul pe Internet în același timp cu utilizarea infrastructurii GSM. Ca rezultat, s-a dezvoltat standardul UMTS. Diferența principală aici este extinderea trupei imediat la 5 MHz și pentru a asigura accesul multiplayer - utilizarea tehnologiei de acces CDMA, în care mai mulți abonați lucrează simultan într-un singur canal de frecvență. Această tehnologie a fost numită W-CDMA, subliniind că funcționează într-o bandă largă. Acest sistem a fost numit sistem de generație a treia - 3G, dar este un add-in peste GSM. Deci, avem un "tub" larg în 5 MHz, ceea ce a făcut posibilă inițial creșterea vitezei de până la 2 Mbps.
Cum altfel puteți crește viteza dacă nu avem posibilitatea de a crește în continuare "diametrul țevii"? Putem paralela fluxul în mai multe părți, lăsați fiecare piesă într-o conductă mică separată și apoi pliați aceste fluxuri individuale pe partea de primire într-un flux larg. În plus, viteza depinde de probabilitatea de eroare în canal. Reducerea acestei probabilități prin codificarea excesivă, corectarea erorii proactive, aplicarea metodelor mai avansate de modulare a semnalului radio, putem crește și viteza. Toate aceste evoluții (împreună cu extinderea "țevii" prin creșterea numărului de purtători pe canal) au fost aplicate în mod constant în îmbunătățirea ulterioară a standardului UMTS și au primit numele HSPA. Aceasta nu este un înlocuitor pentru W-CDMA și Soft + Upgrade Hard Această platformă principală.
Dezvoltarea standardelor pentru 3G este angajată în consorțiul internațional de 3GPP. Tabelul rezumă câteva caracteristici ale diferitelor versiuni ale acestui standard:
| Viteza HSPA 3G și principalele caracteristici tehnologice | ||||
|---|---|---|---|---|
| 3GPP RELEASE. | Tehnologii | Viteza în jos (Mbps) | Viteza uplink (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 | |
| Rel 10. | MC-HSPA + 4x5 MHz, 2x2 mimo downlink, 2x5 MHz Uplink. |
168 | 23 | |
| Rel 11. | MC-HSPA + 8x5 MHz 2x2 / 4x4 Mimo DownLink, 2x5 MHz 2x2 Mimo Uplink |
336 - 672 | 70 | |
Tehnologia 4G LTE, în plus față de compatibilitatea înapoi cu rețelele 3G, care le-a permis să câștige peste WiMax, este capabilă să dezvolte viteze uniforme în viitor, la 1Gbit / s și mai sus. Există și mai avansate tehnologii de transmisie digitale digitale la o interfață radio, cum ar fi o modulare OFDM, care este foarte bine integrată cu tehnologia MIMO.
Deci, ce este MIMO? Îmbătrânirea fluxului în mai multe canale poate fi lansată de ei în moduri diferite prin mai multe antene "cu aer" și să le ia cu aceleași antene independente pe partea de primire. Deci, primim mai multe "țevi" independente pe interfața radio fără a extinde benzile. Aceasta este ideea principală Mimo.. În timpul propagării undelor radio în canalul radio, se observă scenarii selective. Acest lucru este deosebit de vizibil în condițiile unei dezvoltări urbane dense, dacă abonatul este în mișcare sau pe marginea zonei de service celulare. Eșecul în fiecare "țeavă spațială" apare simultan. Prin urmare, dacă oferim împreună două canale MIMO, una și aceeași informație cu o mică întârziere, impunerea unui cod special pe acesta (metoda de alamotic, codurile sub forma unui pătrat magic), putem restabili caracterele pierdute Partea de primire, care este echivalentă cu îmbunătățirea raportului de semnal / zgomot de până la 10-12 dB. Ca urmare, o astfel de tehnologie duce din nou la o creștere a vitezei. De fapt, aceasta este o descărcare lungă de gestiune (diversitate RX) construită organic în tehnologia MIMO.
În cele din urmă, trebuie să înțelegem că MIMO trebuie să fie susținută atât în \u200b\u200bbaza de date, cât și în modemul nostru. De obicei, în 4G numărul de canale MIMO la două - 2, 4, 8 (în sistemele Wi-Fi, s-a distribuit sistemul cu trei canale 3x3) și se recomandă ca numărul lor să se potrivească și pe baza modemului. Prin urmare, pentru a remedia acest fapt, MIMO este determinată cu recepția canalelor * transmisie - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO, etc. În prezent, avem de-a face în principal de la 2x2 MIMO.
Ce antene sunt folosite în tehnologia MIMO? aceasta antenne obișnuiteDoar ar trebui să fie două (pentru 2x2 MIMO). Pentru separarea canalelor, se utilizează o polarizare ortogonală, așa-numită x-polarizare. În același timp, polarizarea fiecărei antene față de verticală este deplasată cu 45 ° și față de cealaltă - 90 °. Un astfel de unghi de polarizare pune ambele canale în condiții egale, deoarece cu antene orientate orizontal / verticale, unul dintre canale ar avea în mod inevitabil o atenuare mai mare datorită efectului suprafeței Pământului. În același timp, trecerea polarizării de 90 ° între antene permite dezlănțuirea canalelor între ele cel puțin 18-20 dB.
Pentru MIMO, vom avea nevoie de un modem cu două intrări de antenă și două antene de acoperiș. Cu toate acestea, aceasta rămâne o întrebare deschisă dacă această tehnologie este menținută la stația de bază. În standardele 4G LTE și WiMAX, acest sprijin este atât pe partea dispozitivelor de abonare, cât și pe bază. În rețeaua 3G, nu totul este atât de ambiguitor. Mii de dispozitive non-MIMO lucrează deja la rețea, pentru care introducerea acestei tehnologii aduce efectul opus - lățimea de bandă de rețea scade. Prin urmare, operatorii nu se grăbesc să introducă MIMO peste tot în rețelele 3G. Astfel încât baza poate oferi abonaților cu viteză mare, trebuie să aibă un transport bun, adică. Ar trebui să fie furnizată "țeavă groasă", este de dorit fibră optică, care, de asemenea, nu are loc întotdeauna. Prin urmare, în rețeaua 3G MIMO Tehnologie în în prezent Este în etapa de formare și dezvoltare, testarea atât a operatorilor, cât și a utilizatorilor, iar acesta din urmă nu este întotdeauna de succes. Prin urmare, speranțele pentru antenele MIMO sunt doar în rețelele 4G. La marginea zonei de servicii celulare, puteți aplica antene cu o amplificare mare, de exemplu, oglinzi pentru care MIMO este deja în vânzare
În rețelele Wi-Fi, tehnologia MIMO este înregistrată în IEEE 802.11n și IEEE 802.11AC și este susținută de mai multe dispozitive. În timp ce vedem venirea în rețeaua 3G-4G de tehnologie de 2x2 MIMO, dezvoltatorii nu stau în poziție. Deja, tehnologiile MIMO 64x64 sunt dezvoltate cu antene inteligente cu o diagramă adaptivă de orientare. Acestea. Dacă am tăiat canapeaua de pe scaun sau lăsăm bucătăria, comprimatul nostru va observa acest lucru și va desfășura diagrama de deplasare focală în direcția dorită. Are cineva nevoie de acest site la acel moment?
Mimo. (Intrare multiplă Ieșire multiplă - multiple de conectare) este o tehnologie utilizată în sistemele de comunicații fără fir (WiFi, rețele de comunicații celulare), ceea ce face posibilă îmbunătățirea semnificativă a eficienței spectrale a sistemului, rata maximă de transfer de date și capacitatea rețelei. Modul principal de realizare a avantajelor de mai sus este transferul datelor de la sursă la destinatar prin mai mulți compuși radio, provenind din această tehnologie și a primit numele său. Luați în considerare preistoria acestei probleme și definim principalele motive care au servit la tehnologia MIMO pe scară largă.
Necesitatea compușilor de mare viteză care oferă performanțe de calitate superioară a calității (QoS) cu toleranță ridicată a defecțiunilor cresc de la an la an. Acest lucru este în mare parte facilitată de apariția unor astfel de servicii ca VoIP (), VOD (), etc. Cu toate acestea, majoritatea tehnologie wireless. Nu permiteți abonaților o calitate înaltă a serviciului la marginea zonei de acoperire. În sistemele de comunicații mobile și alte sisteme de comunicații fără fir, calitatea conexiunii, precum și rata disponibilă de transfer de date scade rapid prin eliminarea de la (BTS). Împreună cu aceasta, calitatea serviciilor cade, ceea ce duce, în cele din urmă, la imposibilitatea de a furniza servicii în timp real calitate superioară De-a lungul învelișului de rețea radio. Pentru a rezolva această problemă, puteți încerca stațiile de bază pentru a instala stațiile de bază cât mai îndeaproape și pentru a organiza acoperirea interioară în toate locurile cu un nivel de semnal scăzut. Cu toate acestea, acest lucru va necesita costuri financiare semnificative care, în cele din urmă, vor conduce la o creștere a costului serviciului și la o scădere a competitivității. Astfel, pentru a rezolva această problemă, este necesară inovația originală, utilizând ori de câte ori este posibil, intervalul de frecvență curentă și care nu necesită construcția de obiecte de rețea noi.
Caracteristicile valului radio
Pentru a înțelege principiile tehnologiei MIMO, este necesar să se ia în considerare comun în spațiu. Valurile emise de diferite sisteme radio fără fir în intervalul de peste 100 MHz, se comportă în mare măsură ca razele luminoase. Când valul radio, atunci când este distribuit, îndeplinește orice suprafață, în funcție de materialul și dimensiunea obstacolului, o parte a energiei este absorbită, partea trece prin și restul - se reflectă. Raportul dintre proporția absorbită, reflectată și trecută prin părțile energiei este influențată de mulți factori externi, incluzând frecvența semnalului. Mai mult, reflectat și trecut prin energiile semnalului pot schimba direcția propagării sale suplimentare, iar semnalul în sine este împărțit în mai multe valuri.
Semnalul de la sursă la destinatar după o întâlnire cu numeroase obstacole în calea destinatarului este împărțită într-o multitudine de valuri după o întâlnire cu numeroase obstacole în calea destinatarului, doar o parte din care ajunge la receptor. Fiecare dintre valurile care au venit la receptor formează așa-numita cale de distribuție a semnalului. Și datorită faptului că diferite valuri se reflectă din număr diferit de obstacole și trece diverse distanțăAu întotdeauna moduri diferite.
În condițiile unei construcții urbane dense, datorită număr mare. Obstacole, cum ar fi clădirile, copacii, mașinile etc., situația apare foarte des atunci când între (MS) și antenele stației de bază (BTS) nu există o vizibilitate directă. În acest caz, singura opțiune de realizare a semnalului receptorului este reflectată valuri. Cu toate acestea, după cum sa menționat mai sus, un semnal reflectat în mod repetat nu mai are energia inițială și poate veni cu primirea. Complexitatea specială creează, de asemenea, faptul că obiectele nu rămân întotdeauna fixe, iar situația se poate schimba semnificativ în timp. În această privință, problema apare - una dintre cele mai semnificative probleme din sistemele de comunicații fără fir.
Distribuția multiplă - problemă sau avantaj?
Pentru a combate semnalele multipatice, se aplică mai multe soluții diferite. Una dintre cele mai comune tehnologii este primirea diversității -. Esența sa este că este folosit pentru a primi un semnal nu unul, dar simultan câteva antene (de obicei două, mai puțin frecvent patru), situate la o distanță una de cealaltă. Astfel, destinatarul nu are unul, dar imediat două copii ale semnalului transmis care au venit diferite căi. Acest lucru face posibilă colectarea mai multor energie a semnalului sursă, deoarece Valurile luate de o antenă nu pot fi luate de altul și viceversa. De asemenea, semnalele care vin în antifaz la o antenă pot veni la un alt simfazic. Această schemă de organizare a interfeței radio poate fi numită o ieșire multiplă de intrare unică (SIMO), spre deosebire de schema standard de ieșire unică standard (SISO). De asemenea, se poate aplica o abordare inversă: când mai multe antene sunt folosite pentru a transmite și pentru a primi. Acest lucru mărește, de asemenea, energia generală a semnalului sursă primit de către receptor. Această schemă se numește mai multe ieșiri de intrare unică (MISO). În ambele scheme (Simo și Miso), mai multe antene sunt instalate pe partea stației de bază, deoarece implementați separarea antenelor în dispozitiv mobil La o distanță suficient de mare este dificilă fără a crește dimensiunile echipamentelor cele mai complete.
Ca urmare a raționamentului suplimentar, ajungem la schema multiplă de ieșire multiplă (MIMO). În acest caz, sunt instalate mai multe antene pentru transmisie și recepție. Cu toate acestea, spre deosebire de schemele de mai sus, această schemă de separare permite nu numai să se ocupe de propagarea semnalului multipat, ci și să beneficieze de beneficii suplimentare. Folosind mai multe antene pentru transmiterea și primirea fiecărei perechi, antena de transmitere / recepție se poate potrivi cu o cale separată pentru transmiterea informațiilor. În acest caz, recepția separată va fi efectuată de către antenele rămase, iar această antenă va efectua, de asemenea, funcțiile unei antene suplimentare pentru alte căi de transmisie. Ca rezultat, teoretic, puteți crește rata de transfer de date de câte ori va fi utilizată antene suplimentare. Cu toate acestea, o limitare semnificativă este suprapusă de calitatea fiecărei căi radio.
Principiul operațiunii MIMO.
După cum sa menționat mai sus, tehnologia MIMO este necesară pentru a instala mai multe antene la transmitere și pe partea de primire. De obicei, un număr egal de antene la intrarea și ieșirea sistemului este setat, deoarece În acest caz, se realizează viteza maxima Transmisia de date. Pentru a afișa numărul de antene la recepție și transmisie împreună cu tehnologia "Mimo", denumirea "Axb" este de obicei menționată, unde A este numărul de antene la intrarea sistemului și B - la ieșire. În cadrul sistemului, în acest caz, este înțeleasă de compusul radio.
Tehnologia MIMO necesită unele modificări în structura transmițătorului în comparație cu sistemele convenționale. Luați în considerare doar unul dintre metodele posibile, cele mai simple, de organizare a tehnologiei MIMO. În primul rând, este necesar un separator de flux pe partea de transmisie, care va fi separat prin date destinate transmiterii în mai multe fluxuri de viteză redusă, numărul cărora depinde de numărul de antene. De exemplu, pentru MIMO 4x4 și rata de primire a datelor de intrare 200 Mbps, divizorul va crea 4 Flux de 50 Mbps fiecare. În plus, fiecare dintre aceste fluxuri trebuie transmis prin antena sa. De obicei, antenele de transmisie sunt instalate cu o anumită separare spațială pentru a asigura cât mai multe semnale laterale, care apar ca urmare a reevaluării. Într-una dintre modalitățile posibile de a organiza tehnologia MIMO, semnalul este transmis din fiecare antenă cu polarizare diferită, ceea ce vă permite să îl identificați atunci când luați. Cu toate acestea, în cel mai simplu caz, fiecare dintre semnalele transmise se dovedește a fi un mediu de transmisie marcat (întârziere de timp și alte distorsiuni).
Pe partea de primire, mai multe antene iau un semnal de la radio. Mai mult, antenele de pe partea de primire sunt, de asemenea, stabilite cu o anumită separare spațială, datorită căreia este asigurată recepția separată discutată mai devreme. Semnalele primite ajung la receptoare, a căror număr corespunde numărului de antene și căi de transmisie. Mai mult, fiecare dintre receptoare primesc semnale de la toate antenele de sistem. Fiecare dintre aceste adanse alocă dintr-un flux total de semnal semnalul numai acelei căi pentru care răspunde. Ea o face fie pentru orice semn predeterminat, care a fost echipat cu fiecare semnale sau datorită analizei întârzierii, atenuării, schimbării de fază, adică Un set de distorsiune sau "tipărire" mediu de distribuție. În funcție de principiul funcționării sistemului (Bell Laboratories spațiu-timp - explozie, selectiv pe controlul ratei de antenă (SPARC), etc.), semnalul transmis poate fi repetat după un anumit timp sau transmis cu o mică întârziere prin alte antene.
Într-un sistem cu tehnologie MIMO, poate apărea un fenomen neobișnuit, care constă în faptul că rata de transfer de date din sistemul MIMO poate scădea în cazul vizibilității directe între sursă și receptorul de semnal. Acest lucru se datorează în primul rând unei scăderi a severității spațiului înconjurător, care marchează fiecare semnale. Ca urmare, pe partea de primire devine problematică pentru a împărți semnalele și încep să se influențeze reciproc. Astfel, cu atât este mai mare calitatea compusului radio, cu atât mai puține beneficii pot fi obținute de la MIMO.
Multi-utilizator Mimo (MU-MIMO)
Principiul organizației radio considerate mai sus se referă la așa-numitul utilizator unic MIMO (SU-MIMO), unde există doar un singur transmițător și informații receptorului. În acest caz, transmițătorul și receptorul pot fi în mod clar de acord asupra acțiunilor lor și, în același timp, nu există nici un factor surprinzător atunci când pot apărea noi utilizatori. Această schemă este destul de potrivită pentru sisteme mici, de exemplu, pentru a organiza comunicarea în casa de birouri între două dispozitive. La rândul său, majoritatea sistemelor, cum ar fi Wi-Fi, WiMax, sistemele de comunicații celulare sunt multiplayer, adică. Acestea au un singur centru și mai multe obiecte la distanță, fiecare dintre care este necesar să se organizeze compuși radio. Astfel, apar două probleme: pe de o parte, stația de bază trebuie să transfere semnalul către mulți abonați prin aceeași antenă (difuzarea MIMO) și, în același timp, ia un semnal prin aceleași antene de la mai mulți abonați (MIMO MAC - Multiple Canale de acces).
În direcția ascendentă - de la MS la BTS, utilizatorii își transmit informațiile simultan la aceeași frecvență. În acest caz, dificultatea apare pentru stația de bază: este necesar să împărțiți semnale de la diferiți abonați. Una dintre modalitățile posibile de combatere a acestei probleme este, de asemenea, o metodă liniară de procesare (procesare liniară), care asigură un semnal pre-transmis. Semnalul inițial conform acestei metode este variabil cu matricea, care este compus din coeficienții efectului de interferență reflectorizantă de la alți abonați. Matricea este compilată pe baza situației actuale din radio: numărul de abonați, ratele de transmisie etc. Astfel, înainte de transmisie, semnalul este deranjat de opusul cu cel pe care îl va întâlni în timpul transmisiei în radio.
Downlink - Direcția de la BTS la MS, stația de bază transmite semnale simultan pe același canal imediat către mai mulți abonați. Acest lucru duce la faptul că semnalul transmis pentru un abonat are un impact asupra recepției tuturor celorlalte semnale, adică. Apare interferența. Opțiunile posibile de combatere a acestei probleme sunt de a utiliza, fie utilizarea tehnologiei de codare hârtie murdare ("hârtie de murdărie"). Luați în considerare tehnologia hârtiei murdare mai mult. Principiul acțiunii sale se bazează pe analiza stării actuale a radioului și a numărului de abonați activi. Singurul (mai întâi) abonat transmite datele sale către stația de bază fără a codifica, modificări în datele sale, deoarece Nu există nicio interferență de la alți abonați. Cel de-al doilea abonat va codifica, adică Schimbați energia semnalului dvs., astfel încât să nu împiedicați primul și să nu expuneți semnalul la efectul asupra primului. Abonații ulteriori se adaugă sistemului vor respecta, de asemenea, acest principiu și se bazează pe numărul de abonați activi și efectul prestat de acestea prin semnale.
Aplicația MIMO
Tehnologia MIMO în ultimul deceniu este una dintre cele mai relevante modalități de creștere a lățimii de bandă și capacitatea sistemelor de comunicații fără fir. Luați în considerare câteva exemple de utilizare a MIMO în diverse sisteme de comunicații.
Standardul WiFi 802.11n este unul dintre cele mai vii exemple de utilizare a tehnologiei MIMO. Potrivit lui, vă permite să mențineți viteza de până la 300 Mbps. Mai mult, standardul anterior 802.11g a permis doar 50 Mbps. În plus față de creșterea ratei de date, noul standard datorită și MIMO permite, de asemenea cele mai bune caracteristici Calitatea serviciului în locuri cu nivel scăzut de semnal. 802.11n este utilizat nu numai în sisteme punct / multipoint (punct / multipoint) - cea mai familiară de nișă a tehnologiei WiFi pentru organizația LAN (rețeaua locală), dar, de asemenea, să organizeze conexiuni punct / punct care sunt utilizate pentru organizarea principală Canale de comunicare cu o viteză de câteva sute de Mbps și permițând date să transfere date la zeci de kilometri (până la 50 km).
Standardul WiMAX are, de asemenea, două versiuni care dezvăluie noi caracteristici înainte de utilizatori utilizând tehnologia MIMO. Primul - 802.16E - oferă servicii de acces în bandă largă mobilă. Acesta vă permite să transferați informații la o viteză de până la 40 Mbps în direcția de la stația de bază la echipamentul de abonat. Cu toate acestea, MIMO în 802.16e este considerată o opțiune și este utilizată în cea mai simplă configurație - 2x2. În următoarea versiune, 802.16m MIMO este considerată o tehnologie obligatorie, cu o posibilă configurație de 4x4. În acest caz, WiMax poate fi deja atribuit sistemelor de comunicații celulare, și anume cea de-a patra generație (datorită ratei ridicate de transfer de date), deoarece Are o serie de semne inerente rețelelor celulare: conexiuni vocale. Cand utilizarea mobilăTeoretic, poate fi atinsă o viteză de 100 Mbps. Într-o versiune fixă, viteza poate ajunge la 1 GB / s.
Utilizarea tehnologiei MIMO în sistemele celulare este cea mai mare interes. Această tehnologie își găsește aplicația, pornind de la a treia generație de sisteme celulare. De exemplu, în standard, în rel. 6 Este utilizat împreună cu tehnologia HSPA cu suport de viteză de până la 20 Mbps și în rel. 7 - Cu HSPA +, unde ratele de transfer de date ajung la 40 Mbps. Cu toate acestea, în sistemele MIMO 3G, nu a fost utilizat pe scară largă.
Sisteme, și anume LTE, asigură, de asemenea, utilizarea MIMO în configurație până la 8x8. Acest lucru teoretic poate permite datele de la stația de bază la abonat peste 300 Mbps. Un punct pozitiv important este calitatea conexiunii durabile chiar și pe margine. În același timp, chiar și la o distanță semnificativă față de stația de bază sau când într-o cameră orb, se va observa doar o ușoară scădere a ratei de transfer de date.
Astfel, tehnologia MIMO găsește utilizarea aproape a tuturor sistemelor de transmisie a datelor fără fir. Mai mult, potențialul său nu este epuizat. Opțiunile de configurare a antenei noi sunt deja dezvoltate, până la 64x64 MIMO. Acest lucru va face posibilă obținerea unor rate de date și mai mari, a capacității rețelei și a eficienței spectrale.
WiFi este un nume de marcă pentru rețelele fără fir bazate pe standardul IEEE 802.11. În viața de zi cu zi, utilizatorii rețelelor wireless utilizează termenul "tehnologie WiFi", care implică faptul că nu este de tranzacționare ...
WiFi este un nume de marcă pentru rețelele fără fir bazate pe standardul IEEE 802.11. În viața de zi cu zi, utilizatorii rețelelor wireless utilizează termenul "tehnologie WiFi", care implică faptul că nu este de tranzacționare ...