Dhe teknologjia mimo ofrohet. Teknologjia MIMO (Multiple Input Multiple Output) - një metodë e kodimit të sinjalit hapësinor

MIMO (Multiple Input Multiple Output, multi-channel input - multi-channel output) është një metodë e përdorimit të koordinuar të disa antenave radio në komunikimet e rrjetit pa tel, e zakonshme në ruterët modernë në shtëpi me brez të gjerë dhe në rrjetet celulare LTE dhe WiMAX.

Si punon?

Ruterat Wi-Fi me teknologjinë MIMO përdorin të njëjtat protokolle rrjeti si ruterat konvencionalë me një lidhje. Ato ofrojnë performancë më të lartë duke përmirësuar efikasitetin e transmetimit dhe marrjes së të dhënave përmes një lidhjeje me valë. Në veçanti, trafiku i rrjetit ndërmjet klientëve dhe ruterit organizohet në rrjedha të veçanta të transmetuara paralelisht, me rikuperimin e tyre të mëvonshëm nga pajisja marrëse.

Teknologjia MIMO mund të rrisë xhiron, rrezen dhe besueshmërinë e transmetimit kur ekziston një rrezik i lartë i ndërhyrjes nga pajisjet e tjera me valë.

Aplikimi në rrjetet Wi-Fi

Teknologjia MIMO është përfshirë në standard që nga versioni 802.11n. Përdorimi i tij përmirëson performancën dhe disponueshmërinë e lidhjeve të rrjetit në krahasim me ruterat konvencionalë.

Numri i antenave mund të ndryshojë. Për shembull, MIMO 2x2 ofron dy antena dhe dy transmetues të aftë për të marrë dhe transmetuar në dy kanale.

Për të përfituar nga kjo teknologji dhe për të realizuar përfitimet e saj, pajisja e klientit dhe ruteri duhet të krijojnë një lidhje MIMO ndërmjet tyre. Dokumentacioni për pajisjet e përdorura duhet të tregojë nëse e mbështet këtë veçori. Nuk ka asnjë mënyrë tjetër të thjeshtë për të kontrolluar nëse një lidhje rrjeti po përdor këtë teknologji.

SU-MIMO dhe MU-MIMO

Gjenerata e parë e teknologjisë, e prezantuar me standardin 802.11n, mbështeti metodën Single User (SU). Krahasuar me zgjidhjet tradicionale, ku të gjitha antenat e ruterit duhet të koordinohen për të komunikuar me një pajisje të vetme klient, SU-MIMO lejon që çdo antenë të shpërndahet midis pajisjeve të ndryshme.

Teknologjia MIMO me shumë përdorues (MU) u krijua për përdorim në rrjetet Wi-Fi 802.11ac në 5 GHz. Ndërsa standardi i mëparshëm kërkonte që ruterat të menaxhonin lidhjet e tyre të klientit me radhë (një nga një), antenat MU-MIMO mund të komunikojnë me shumë klientë paralelisht. përmirëson performancën e lidhjes. Sidoqoftë, edhe nëse ruteri 802.11ac ka mbështetjen e nevojshme të harduerit për teknologjinë MIMO, ka kufizime të tjera:

• numër i kufizuar i lidhjeve të njëkohshme të klientit (2-4) të mbështetura në varësi të konfigurimit të antenës;
• Koordinimi i antenës sigurohet vetëm në një drejtim - nga ruteri te klienti.

MIMO dhe celular

Teknologjia përdoret në lloje të ndryshme të rrjeteve pa tel. Po përdoret gjithnjë e më shumë në komunikimet celulare (4G dhe 5G) në disa forma:

• Rrjeti MIMO - transmetimi i koordinuar i sinjalit ndërmjet stacioneve bazë;
• MIMO masiv - përdorimi i një numri të madh (qindra) antenash;
• valët milimetrike - përdorimi i brezave të mikrovalës, në të cilat gjerësia e brezit është më e madhe se në brezat e licencuar për 3G dhe 4G.

Teknologji me shumë përdorues

Për të kuptuar se si funksionon MU-MIMO, merrni parasysh se si një ruter tradicional me valë trajton paketat e të dhënave. Bën një punë të mirë në dërgimin dhe marrjen e të dhënave, por vetëm në një drejtim. Me fjalë të tjera, ai mund të komunikojë vetëm me një pajisje në të njëjtën kohë. Për shembull, nëse një video është duke u ngarkuar, nuk mund të transmetoni një lojë video në internet në tastierë në të njëjtën kohë.

Një përdorues mund të ekzekutojë pajisje të shumta në një rrjet Wi-Fi dhe ruteri shumë shpejt i përcjell pjesë të të dhënave tek ata me radhë. Megjithatë, ai mund të aksesojë vetëm një pajisje në të njëjtën kohë, gjë që është arsyeja kryesore për një rënie të cilësisë së lidhjes nëse gjerësia e brezit Wi-Fi është shumë e ulët.

Për shkak se funksionon, ajo tërheq pak vëmendjen ndaj vetes. Megjithatë, efikasiteti i një ruteri që transmeton të dhëna në pajisje të shumta në të njëjtën kohë mund të përmirësohet. Në të njëjtën kohë, do të funksionojë më shpejt dhe do të sigurojë konfigurime më interesante të rrjetit. Kjo është arsyeja pse zhvillimet si MU-MIMO u shfaqën dhe u përfshinë përfundimisht në standardet e sotme wireless. Këto zhvillime lejojnë ruterat e avancuar të ndërveprojnë me pajisje të shumta në të njëjtën kohë.

Histori e shkurtër: SU vs MU

MIMO me një përdorues dhe me shumë përdorues janë mënyra të ndryshme për ruterat për të komunikuar me pajisje të shumta. I pari është më i vjetër. Standardi SU lejonte dërgimin dhe marrjen e të dhënave në disa transmetime njëherësh, në varësi të numrit të antenave të disponueshme, secila prej të cilave mund të funksiononte me pajisje të ndryshme. SU u përfshi në përditësimin 802.11n të vitit 2007 dhe filloi të futet gradualisht në linjat e reja të produkteve.

Megjithatë, SU-MIMO kishte kufizime përveç kërkesave të antenës. Ndërsa mund të lidhen shumë pajisje, ato ende kanë të bëjnë me një ruter që mund të trajtojë vetëm një nga një. Shkalla e të dhënave është rritur, ndërhyrja është bërë më pak problematike, por ka ende shumë vend për përmirësim.

MU-MIMO është një standard që ka evoluar nga SU-MIMO dhe SDMA (Space Division Multiple Access). Teknologjia lejon një stacion bazë të komunikojë me pajisje të shumta duke përdorur një rrymë të veçantë për secilën prej tyre, sikur të gjithë të kishin ruterin e tyre.

Mbështetja MU u shtua përfundimisht në përditësimin e 2013 në standardin 802.11ac. Pas vitesh zhvillimi, prodhuesit filluan ta përfshijnë këtë veçori në produktet e tyre.

Përfitimet e MU-MIMO

Kjo është një teknologji emocionuese sepse ka një ndikim të dukshëm në përdorimin e përditshëm të Wi-Fi pa ndryshuar drejtpërdrejt gjerësinë e brezit ose parametrat e tjerë kyç të lidhjes me valë. Rrjetet po bëhen shumë më efikase.

Për të siguruar një lidhje të qëndrueshme me një laptop, telefon, tablet ose kompjuter, standardi nuk kërkon që ruteri të ketë antena të shumta. Çdo pajisje e tillë mund të mos ndajë kanalin e saj MIMO me të tjerët. Kjo është veçanërisht e dukshme kur transmetoni video ose kryeni detyra të tjera komplekse. Shpejtësia e internetit është rritur subjektivisht dhe lidhja është më e besueshme, megjithëse në fakt rrjeti bëhet më inteligjent. Numri i pajisjeve të servirura njëkohësisht rritet gjithashtu.

Kufizimet e MU-MIMO

Teknologjia e aksesit të shumëfishtë me shumë përdorues ka gjithashtu një numër kufizimesh që ia vlen të përmenden. Standardet ekzistuese mbështesin 4 pajisje, por lejojnë shtimin e më shumë dhe duhet të ndajnë transmetimin, gjë që sjell problemet SU-MIMO. Teknologjia përdoret kryesisht në lidhjet zbritëse dhe është e kufizuar kur bëhet fjalë për daljet. Për më tepër, një ruter MU-MIMO duhet të ketë më shumë informacione për gjendjen e pajisjes dhe lidhjes sesa standardet e mëparshme të kërkuara. Kjo e ndërlikon menaxhimin dhe zgjidhjen e problemeve të rrjeteve pa tel.

MU-MIMO është gjithashtu një teknologji e drejtimit. Kjo do të thotë që 2 pajisje krah për krah nuk mund të përdorin kanale të ndryshme në të njëjtën kohë. Për shembull, nëse një burrë po shikon një transmetim të drejtpërdrejtë në TV dhe aty pranë gruaja e tij po transmeton një lojë PS4 në Vita-n e saj nëpërmjet Remote Play, ata ende duhet të ndajnë gjerësinë e brezit. Një ruter mund të sigurojë vetëm transmetime diskrete për pajisjet që ndodhen në drejtime të ndryshme.

MIMO masive

Ndërsa kalojmë drejt rrjeteve pa tel të gjeneratës së pestë (5G), rritja e telefonave inteligjentë dhe aplikacioneve të reja ka çuar në një rritje 100-fish të gjerësisë së brezit të tyre të kërkuar në krahasim me LTE. Teknologjia e re Massive MIMO, e cila ka marrë shumë vëmendje vitet e fundit, është krijuar për të rritur ndjeshëm efikasitetin e rrjeteve të telekomunikacionit në nivele të paprecedentë. Duke pasur parasysh mungesën dhe koston e lartë të burimeve të disponueshme, operatorët tërhiqen nga mundësia për të rritur gjerësinë e brezit në brezat e frekuencave nën 6 GHz.

Pavarësisht progresit të konsiderueshëm, Massive MIMO është larg të qenit perfekt. Teknologjia vazhdon të eksplorohet në mënyrë aktive si në akademi ashtu edhe në industri, ku inxhinierët kërkojnë të arrijnë rezultate teorike me zgjidhje komerciale të qëndrueshme.

MIMO masiv mund të ndihmojë në zgjidhjen e dy problemeve kryesore - xhiros dhe mbulimin. Për operatorët celularë, brezi i frekuencave mbetet një burim i pakët dhe relativisht i shtrenjtë, por është një kusht kyç për rritjen e shpejtësisë së transmetimit të sinjalit. Në qytete, hapësira ndërmjet stacioneve bazë udhëhiqet nga gjerësia e brezit dhe jo nga mbulimi, duke kërkuar vendosje të mëdha dhe kosto shtesë. MIMO masiv ju lejon të rrisni kapacitetin e një rrjeti ekzistues. Në zonat ku vendosja e stacioneve bazë është për shkak të mbulimit, teknologjia ju lejon të rritni gamën e tyre.

Koncepti

MIMO masiv revolucionon praktikën aktuale duke përdorur një numër shumë të madh të antenave të shërbimit 4G që funksionojnë në mënyrë koherente dhe përshtatëse (qindra ose mijëra). Kjo ndihmon për të përqendruar transmetimin dhe marrjen e energjisë së sinjalit në zona më të vogla të hapësirës, ​​duke përmirësuar ndjeshëm performancën dhe efikasitetin e energjisë, veçanërisht kur kombinohet me planifikimin e një numri të madh terminalesh përdoruesi (dhjetëra ose qindra) në të njëjtën kohë. Teknika fillimisht ishte menduar për dupleksin e ndarjes së kohës (TDD), por ka potencialin për t'u aplikuar edhe në dupleksin e ndarjes së frekuencës (PDD).

Teknologjia MIMO: avantazhet dhe disavantazhet

Përparësitë e metodës janë përdorimi i gjerë i komponentëve të lirë me fuqi të ulët, reduktimi i vonesës, thjeshtimi i nivelit të kontrollit të aksesit (MAC), rezistenca ndaj ndërhyrjeve të rastësishme dhe të qëllimshme. Rrjedha e pritshme varet nga mediumi i përhapjes që siguron kanale asimptotike ortogonale në terminale dhe eksperimentet e deritanishme nuk kanë zbuluar ndonjë kufizim në këtë drejtim.

Megjithatë, krahas eliminimit të shumë problemeve, shfaqen të reja që kërkojnë zgjidhje urgjente. Për shembull, në sistemet MIMO, është e nevojshme të sigurohet që shumë komponentë me kosto të ulët dhe me saktësi të ulët të punojnë së bashku në mënyrë efikase, të mbledhin të dhënat e gjendjes së kanalit dhe të shpërndajnë burime në terminalet e lidhur rishtas. Kërkohet gjithashtu përdorimi i shkallëve shtesë të lirisë të ofruara nga tejkalimi i antenave të shërbimit, zvogëlimi i konsumit të brendshëm të energjisë për të arritur efikasitetin e përgjithshëm të energjisë dhe gjetjen e skenarëve të rinj të vendosjes.

Rritja e numrit të antenave 4G të përfshira në zbatimin e MIMO zakonisht kërkon një vizitë në çdo stacion bazë për të ndryshuar konfigurimin dhe instalimet elektrike. Vendosja fillestare e rrjeteve LTE kërkonte instalimin e pajisjeve të reja. Kjo bëri të mundur prodhimin e konfigurimit 2x2 MIMO të standardit origjinal LTE. Ndryshime të mëtejshme në stacionet bazë bëhen vetëm si mjeti i fundit, dhe zbatimet e rendit më të lartë varen nga mjedisi operativ. Një problem tjetër është se operacioni MIMO rezulton në një sjellje rrjeti krejtësisht të ndryshme nga sistemet e mëparshme, gjë që sjell njëfarë pasigurie planifikimi. Prandaj, operatorët priren të përdorin së pari dizajne të tjera, veçanërisht nëse ato mund të vendosen përmes përmirësimeve të softuerit.

Jetojmë në epokën e revolucionit dixhital, i dashur anonim. Përpara se të kishim kohë të mësoheshim me ndonjë teknologji të re, tashmë na ofrohen nga të gjitha anët edhe më të reja dhe më të avancuara. Dhe ndërsa jemi të zhytur në mendime nëse kjo teknologji do të na ndihmojë vërtet të kemi një internet më të shpejtë apo thjesht po mashtrojmë për para përsëri, projektuesit në këtë kohë po zhvillojnë një teknologji edhe më të re që do të na ofrohet në vend të asaj aktuale. në vetëm 2 vjet. Kjo vlen edhe për teknologjinë e antenave MIMO.

Çfarë është kjo teknologji - MIMO? Hyrja e shumëfishtë Dalja e shumëfishtë - hyrje e shumëfishtë dalje e shumëfishtë. Para së gjithash, teknologjia MIMO është një zgjidhje komplekse dhe nuk kufizohet vetëm në antena. Për një kuptim më të mirë të këtij fakti, ia vlen të bëjmë një digresion të shkurtër në historinë e zhvillimit të komunikimeve celulare. Zhvilluesit përballen me detyrën e transmetimit të një sasie më të madhe informacioni për njësi të kohës, d.m.th. rrisni një shpejtësi. Për analogji me një sistem furnizimi me ujë - për të ofruar një vëllim më të madh të ujit tek përdoruesi për njësi të kohës. Këtë mund ta bëjmë duke rritur "diametrin e tubit", ose, për analogji, duke zgjeruar gjerësinë e brezit të komunikimit. Fillimisht, standardi GSM ishte përshtatur për trafikun zanor dhe kishte një gjerësi kanali prej 0,2 MHz. Kaq mjaftoi. Përveç kësaj, ekziston problemi i sigurimit të aksesit për shumë përdorues. Mund të zgjidhet duke i ndarë abonentët sipas frekuencës (FDMA) ose sipas kohës (TDMA). Në GSM, të dyja metodat përdoren njëkohësisht. Si rezultat, kemi një balancë midis numrit maksimal të mundshëm të pajtimtarëve në rrjet dhe gjerësisë së brezit minimal të mundshëm për trafikun zanor. Me zhvillimin e internetit në celular, kjo korsi minimale është kthyer në një pengesë për rritjen e shpejtësisë. Dy teknologjitë e bazuara në platformën GSM, GPRS dhe EDGE, kanë arritur një kufi shpejtësie prej 384 kbps. Për të rritur më tej shpejtësinë, ishte e nevojshme të zgjerohej gjerësia e brezit për trafikun e internetit në të njëjtën kohë, nëse ishte e mundur, duke përdorur infrastrukturën GSM. Si rezultat, u zhvillua standardi UMTS. Dallimi kryesor këtu është zgjerimi i gjerësisë së brezit deri në 5 MHz menjëherë, dhe për të siguruar akses me shumë përdorues - përdorimi i teknologjisë së aksesit të kodit CDMA, në të cilin disa abonentë punojnë njëkohësisht në të njëjtin kanal frekuencash. Kjo teknologji u quajt W-CDMA, duke theksuar se funksionon në një brez të gjerë. Ky sistem u quajt sistemi i gjeneratës së tretë - 3G, por në të njëjtën kohë është një superstrukturë mbi GSM. Pra, morëm një "tub" të gjerë prej 5 MHz, i cili na lejoi fillimisht të rrisim shpejtësinë në 2 Mbps.

Si ndryshe mund të rrisim shpejtësinë nëse nuk kemi asnjë mënyrë për të rritur më tej "diametrin e tubit"? Mund ta paralelizojmë rrjedhën në disa pjesë, të kalojmë secilën pjesë përmes një tubi të vogël të veçantë dhe më pas t'i kombinojmë këto rrjedha të veçanta në anën marrëse në një rrjedhë të gjerë. Për më tepër, shpejtësia varet nga probabiliteti i gabimeve në kanal. Duke e zvogëluar këtë probabilitet nëpërmjet kodimit të tepërt, korrigjimit të gabimit përpara dhe teknikave më të mira të modulimit të radios, ne gjithashtu mund të rrisim normën. Të gjitha këto zhvillime (së bashku me zgjerimin e "tubit" duke rritur numrin e bartësve për kanal) u përdorën vazhdimisht në përmirësimin e mëtejshëm të standardit UMTS dhe morën emrin HSPA. Ky nuk është një zëvendësim për W-CDMA, por një përmirësim i butë+ i vështirë i kësaj platforme thelbësore.

Konsorciumi ndërkombëtar 3GPP po zhvillon standarde për 3G. Tabela përmbledh disa nga veçoritë e lëshimeve të ndryshme të këtij standardi:

Teknologjia 4G LTE, përveç përputhshmërisë së prapambetur me rrjetet 3G, e cila e lejoi atë të mbizotërojë ndaj WiMAX, është e aftë të zhvillojë shpejtësi edhe më të larta, deri në 1 Gbps dhe më të larta. Këtu përdoren teknologji edhe më të avancuara për transferimin e një rryme dixhitale në ndërfaqen ajrore, për shembull, modulimi OFDM, i cili integrohet shumë mirë me teknologjinë MIMO.

Pra, çfarë është MIMO? Duke paralelizuar rrjedhën në disa kanale, mund t'i dërgoni ato në mënyra të ndryshme përmes disa antenave "mbi ajër" dhe t'i merrni me të njëjtat antena të pavarura në anën marrëse. Kështu, marrim disa "gypa" të pavarur mbi ndërfaqen e ajrit pa breza të zgjeruar. Kjo është ideja kryesore MIMO. Kur valët e radios përhapen në kanalin e radios, vërehet zbehje selektive. Kjo është veçanërisht e dukshme në zonat e dendura urbane, nëse abonenti është në lëvizje ose në buzë të zonës së shërbimit celular. Zbehja në çdo "tub" hapësinor nuk ndodh njëkohësisht. Prandaj, nëse transmetojmë të njëjtin informacion në dy kanale MIMO me një vonesë të vogël, pasi kemi mbivendosur më parë një kod të veçantë mbi të (metoda Alamuoti, duke mbivendosur kodin në formën e një katrori magjik), mund të rikuperojmë simbolet e humbura në anën marrëse, e cila është e barabartë me përmirësimin e sinjalit / zhurmës deri në 10-12 dB. Si rezultat, kjo teknologji përsëri çon në një rritje të shpejtësisë. Në fakt, ky është një pritje e njohur e diversitetit (Rx Diversity) e ndërtuar organikisht në teknologjinë MIMO.

Në fund të fundit, ne duhet të kuptojmë se MIMO duhet të mbështetet si në bazë ashtu edhe në modemin tonë. Zakonisht në 4G numri i kanaleve MIMO është shumëfish i dy - 2, 4, 8 (një sistem 3x3 me tre kanale është bërë i përhapur në sistemet Wi-Fi) dhe rekomandohet që numri i tyre të përputhet si në bazë ashtu edhe në modem. Prandaj, për të rregulluar këtë fakt, MIMO përkufizohet me kanale marrëse∗transmetuese - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO, etj. Deri tani kemi të bëjmë kryesisht me MIMO 2x2.

Cilat antena përdoren në teknologjinë MIMO? Këto janë antena të zakonshme, ato thjesht duhet të jenë dy (për 2x2 MIMO). Për ndarjen e kanaleve përdoret ortogonal, i ashtuquajturi X-polarizimi. Në këtë rast, polarizimi i secilës antenë në lidhje me vertikale zhvendoset me 45 °, dhe në lidhje me njëri-tjetrin - 90 °. Një kënd i tillë polarizimi i vendos të dy kanalet në një pozitë të barabartë, pasi me një orientim horizontal / vertikal të antenave, njëri prej kanaleve do të merrte në mënyrë të pashmangshme më shumë zbutje për shkak të ndikimit të sipërfaqes së tokës. Në të njëjtën kohë, një zhvendosje e polarizimit 90 ° midis antenave ju lejon të shkëputni kanalet nga njëri-tjetri me të paktën 18-20 dB.

Për MIMO, ju dhe unë kemi nevojë për një modem me dy hyrje antenash dhe dy antena në çati. Megjithatë, mbetet pyetja nëse kjo teknologji mbështetet në stacionin bazë. Në standardet 4G LTE dhe WiMAX, një mbështetje e tillë është e disponueshme si në anën e pajisjeve të pajtimtarëve ashtu edhe në bazë. Në rrjetin 3G, jo gjithçka është kaq e thjeshtë. Mijëra pajisje jo-MIMO funksionojnë tashmë në rrjet, për të cilat futja e kësaj teknologjie ka efektin e kundërt - gjerësia e brezit të rrjetit zvogëlohet. Prandaj, operatorët nuk janë ende në nxitim për të zbatuar MIMO kudo në rrjetet 3G. Që baza të jetë në gjendje t'u sigurojë abonentëve shpejtësi të madhe, ajo vetë duhet të ketë transport të mirë, d.m.th. me të duhet të lidhet një "gyp i trashë", mundësisht një fibër optike, gjë që gjithashtu nuk është gjithmonë kështu. Prandaj, në rrjetet 3G, teknologjia MIMO është aktualisht në fillimet dhe zhvillimet e saj, duke u testuar si nga operatorët ashtu edhe nga përdoruesit dhe këta të fundit nuk janë gjithmonë të suksesshëm. Prandaj, ia vlen të lidhni shpresat në antenat MIMO vetëm në rrjetet 4G. Në skajin e zonës së mbulimit të celularit, mund të përdorni antena me fitim të lartë, të tilla si reflektorët, për të cilët furnizimet MIMO janë tashmë të disponueshme në treg.

Në rrjetet Wi-Fi, teknologjia MIMO është e fiksuar në standardet IEEE 802.11n dhe IEEE 802.11ac dhe tashmë mbështetet nga shumë pajisje. Ndërsa jemi dëshmitarë të ardhjes së teknologjisë 2x2 MIMO në rrjetin 3G-4G, zhvilluesit nuk janë ulur ende. Tashmë, teknologjitë 64x64 MIMO po zhvillohen me antena inteligjente që kanë një model rrezatimi adaptiv. ato. nëse lëvizim nga divani në kolltuk ose shkojmë në kuzhinë, tableti ynë do ta vërejë këtë dhe do ta kthejë modelin e integruar të antenës në drejtimin e duhur. A do t'i duhet ndokujt kjo faqe në atë kohë?

Teknologjia MIMO ka luajtur një rol të madh në zhvillimin e WiFi. Disa vite më parë, ishte e pamundur të imagjinoheshin pajisje të tjera me një xhiro prej 300 Mbps ose më shumë. Shfaqja e standardeve të reja të komunikimit me shpejtësi të lartë, për shembull, 802.11n, ishte kryesisht për shkak të MIMO.

Në përgjithësi, këtu vlen të theksohet se kur flasim për teknologjinë WiFi, në fakt nënkuptojmë një nga standardet e komunikimit dhe konkretisht IEEE 802.11. WiFi u bë një markë pasi u përshkruan perspektivat joshëse për përdorimin e transmetimit të të dhënave pa tel. Pak më shumë rreth teknologjisë Wi-Fi dhe standardit 802.11 mund të gjenden në.

Çfarë është teknologjia MIMO?

Nëse japim përkufizimin më të thjeshtë të mundshëm, atëherë MIMO është transferim i të dhënave me shumë transmetime.. Shkurtesa mund të përkthehet nga anglishtja si "hyrje të shumta, dalje të shumta." Ndryshe nga paraardhësi i tij (SingleInput / SingleOutput), në pajisjet me mbështetje MIMO, sinjali transmetohet në një kanal radio duke përdorur jo një, por disa marrës dhe transmetues. Kur caktoni karakteristikat teknike të pajisjeve WiFi, numri i tyre tregohet pranë shkurtesës. Për shembull, 3x2 do të thotë 3 transmetues sinjali dhe 2 antena marrëse.

Përveç kësaj, MIMO përdor multipleksimin hapësinor. Pas emrit frikësues qëndron një teknologji për transmetimin e njëkohshëm të disa paketave të të dhënave në një kanal të vetëm. Falë këtij "ngjeshjeje" të kanalit, xhiroja e tij mund të dyfishohet ose më shumë.

MIMO dhe WiFi

Me rritjen e popullaritetit të transmetimit të të dhënave me valë përmes lidhjeve WiFi, natyrisht, kërkesat për shpejtësinë e tyre janë rritur. Dhe ishte teknologjia MIMO dhe zhvillimet e tjera që e morën atë si bazë që bënë të mundur rritjen e xhiros me disa herë. Zhvillimi i WiFi ndjek rrugën e zhvillimit të standardeve 802.11 - a, b, g, n e kështu me radhë. Ne përmendëm shfaqjen e standardit 802.11n për një arsye. Hyrja e shumëfishtë Dalje e shumëfishtë - komponenti kryesor i tij, i cili lejoi të rrisë shpejtësinë e kanalit të lidhjes me valë nga 54 Mbps në mbi 300 Mbps.

Standardi 802.11n lejon gjerësinë standarde të kanalit 20 MHz dhe gjerësinë e brezit më të lartë 40 MHz. Siç u përmend më lart, sinjali reflektohet shumë herë, duke përdorur rrjedha të shumta në të njëjtin kanal komunikimi.

Falë kësaj, aksesi në internet i bazuar në WiFi tani lejon jo vetëm surfimin, kontrollimin e postës dhe bisedën në ICQ, por edhe lojëra në internet, video në internet, biseda në Skype dhe trafik tjetër "të rëndë".

Standardi më i ri përdor gjithashtu teknologjinë MIMO.

Sfidat e përdorimit të MIMO në WIFI

Në agimin e formimit të teknologjisë, kishte një vështirësi në kombinimin e pajisjeve, duke punuar me mbështetjen MIMO dhe pa të. Sidoqoftë, tani kjo nuk është më aq e rëndësishme - pothuajse çdo prodhues vetë-respektues i pajisjeve pa tel e përdor atë në pajisjet e tyre.

Gjithashtu, një nga problemet me shfaqjen e teknologjisë së transmetimit të të dhënave duke përdorur marrës të shumtë dhe transmetues të shumtë ishte çmimi i pajisjes. Megjithatë, këtu revolucioni real i çmimeve u bë nga kompania. Ajo jo vetëm që arriti të krijojë prodhimin e pajisjeve wireless me mbështetjen MIMO, por edhe ta bëjë atë me çmime shumë të volitshme. Shikoni, për shembull, me koston e një komplete tipike të kompanisë - (stacioni bazë), (në anën e klientit). Dhe në këto pajisje, jo vetëm MIMO, por është përmirësuar në pronësi teknologjia airmax bazuar në të.

Problem mbetet vetëm rritja e numrit të antenave dhe transmetuesve (tani maksimumi 3) për pajisjet me PoE. Fuqizimi i një dizajni më të uritur për energji është i vështirë, por përsëri, Ubiquiti po bën ndryshime të vazhdueshme në këtë drejtim.

Teknologjia AirMAX

Ubiquiti Networks është një lider i njohur në zhvillimin dhe zbatimin e teknologjive inovative WiFi, duke përfshirë MIMO. Ishte mbi bazën e tij që Ubiquiti zhvilloi dhe patentoi teknologjinë AirMAX. Thelbi i tij është se marrja dhe transmetimi i një sinjali nga disa antena në një kanal porositet dhe strukturohet nga protokolli TDMA me përshpejtimin e harduerit: paketat e të dhënave vendosen në lojëra të veçanta kohore, radhët e transmetimit koordinohen.

Kjo ju lejon të zgjeroni gjerësinë e brezit të kanalit, të rrisni numrin e pajtimtarëve të lidhur pa humbur cilësinë e komunikimit. Kjo zgjidhje është efikase, e lehtë për t'u përdorur dhe, më e rëndësishmja, e lirë. Ndryshe nga pajisjet e ngjashme të përdorura në rrjetet WiMAX, pajisjet nga Ubiquiti Networks me teknologjinë AirMAX kënaqen me çmimet.

Në gishta rreth MIMO.

Imagjinoni që informacioni është njerëzit, dhe modemi dhe stacioni bazë i operatorit janë dy qytete midis të cilave është vendosur një shteg, dhe antena është stacioni. Ne do të transportojmë njerëz me tren, i cili, për shembull, mund të transportojë jo më shumë se njëqind njerëz. Shfrytëzimi ndërmjet qyteteve të tilla do të jetë i kufizuar, sepse. treni mund të marrë vetëm njëqind njerëz në të njëjtën kohë.

Në mënyrë që 200 njerëz të mund të mbërrijnë në një qytet tjetër në të njëjtën kohë, ndërtohet një binar i dytë midis qyteteve dhe një tren i dytë niset në të njëjtën kohë me i pari, duke dyfishuar kështu fluksin e njerëzve. Teknologjia MIMO funksionon në të njëjtën mënyrë, në fakt, ne thjesht dyfishojmë numrin e transmetimeve. Numri i prurjeve përcaktohet nga standardi MIMO, dy rrjedha - MIMO 2x2, katër rrjedha - MIMO 4x4, etj. Për të transferuar të dhëna përmes Internetit, qoftë 4G LTE ose WiFi, sot, si rregull, përdoret standardi MIMO 2x2. Për të marrë një transmetim të dyfishtë në të njëjtën kohë, kërkohen dy antena konvencionale, ose, për analogji, dy stacione, ose, për të kursyer para, një antenë MIMO, sikur të ishte një stacion me dy platforma. Kjo do të thotë, një antenë MIMO është dy antena brenda njërës.

Një antenë MIMO e panelit mund të ketë fjalë për fjalë dy grupe elementësh rrezatues ( "arna") ne nje rast ( për shembull, katër arna funksionojnë në polarizim vertikal, katër të tjera në polarizim horizontal, për një total prej tetë arnash). Çdo grup është i lidhur me prizën e vet.

Dhe mund të ketë një grup arnash, por të ketë një furnizim me dy porte (orthogonale), kështu që elementët e antenës fuqizohen me një zhvendosje fazore prej 90 gradë, dhe më pas çdo copëz do të funksionojë në polarizim vertikal dhe horizontal në të njëjtën kohë.

Në këtë rast, një grup arnash do të lidhet me dy priza menjëherë, këto janë antenat MIMO që shiten në dyqanin tonë online.

Më shumë

Transmetimi celular i rrymës dixhitale LTE lidhet drejtpërdrejt me zhvillimet e reja të 4G. Duke marrë një rrjet 3G për analizë, mund të zbuloni se shkalla e transferimit të të dhënave të tij është 11 herë më pak se 4G. Sidoqoftë, shpejtësia e marrjes dhe transmetimit të të dhënave LTE shpesh është e cilësisë së dobët. Kjo është për shkak të mungesës së fuqisë ose nivelit të sinjalit që modemi 4G LTE merr nga stacioni. Për të përmirësuar ndjeshëm cilësinë e shpërndarjes së informacionit, janë duke u prezantuar antenat 4G MIMO.

Antenat e modifikuara, krahasuar me sistemet konvencionale të shpërndarjes së të dhënave, kanë një skemë të ndryshme transmetuesi. Për shembull, një ndarës dixhital i rrymës nevojitet për të shpërndarë informacionin në rryma me shpejtësi të ulët, numri i të cilave lidhet me numrin e antenave. Nëse shpejtësia e rrymës hyrëse është afërsisht 200 Mbps, atëherë do të krijohen dy transmetime - të dyja me 100 Mbps. Çdo transmetim duhet të transmetohet përmes një antene të veçantë. Polarizimi i valës së radios që transmetohet nga secila prej dy antenave do të jetë i ndryshëm për të deshifruar të dhënat në momentin e marrjes. Pajisja marrëse, për të ruajtur shpejtësinë e të dhënave, duhet të ketë edhe dy antena marrëse në polarizime të ndryshme.

Avantazhet e MIMO

MIMO është shpërndarja e disa rrymave të informacionit në të njëjtën kohë mbi vetëm një kanal, e ndjekur nga kalimi i tyre përmes një çifti ose më shumë antenave përpara se të hyjnë në pajisje të pavarura marrëse për transmetimin e valëve të radios. Kjo ju lejon të përmirësoni ndjeshëm xhiron e sinjalit pa përdorur zgjerimin e gjerësisë së brezit.

Kur transmetohen valët e radios, transmetimi dixhital në kanalin e radios ngrin në mënyrë selektive. Ju mund ta vini re këtë nëse jeni të rrethuar nga ndërtesa të larta urbane, duke lëvizur me shpejtësi të lartë ose duke u larguar nga një zonë ku valët e radios mund të arrijnë. Për të hequr qafe këtë problem, u krijua një antenë MIMO, e aftë për të transmetuar informacion në disa kanale me pak vonesë. Informacioni është i koduar paraprakisht dhe më pas rindërtohet në fundin marrës. Si rezultat, jo vetëm që rritet shpejtësia e shpërndarjes së të dhënave, por edhe cilësia e sinjalit përmirësohet ndjeshëm.

Sipas karakteristikave të tyre të projektimit, antenat LTE ndahen në të zakonshme dhe të përbëra nga dy transmetues (MIMO). Një sistem tipik i përhapjes së sinjalit mund të arrijë shpejtësi jo më shumë se 50 megabit për sekondë. MIMO jep shanse për më shumë se dyfishin e shpejtësisë së transmetimit të sinjalit. Kjo arrihet nëpërmjet instalimit të disa antenave në kuti njëherësh, të cilat ndodhen në një distancë të vogël nga njëra-tjetra.

Marrja e njëkohshme, si dhe shpërndarja e rrymës dixhitale nga antenat tek marrësi, ndodh përmes dy kabllove të pavarura. Kjo ju lejon të rritni ndjeshëm parametrat e shpejtësisë. MIMO është përdorur me sukses në sistemet me valë si WiFi, si dhe në rrjetet celulare dhe WiMAX. Përdorimi i kësaj teknologjie, e cila zakonisht ka dy hyrje dhe dy dalje, mund të përmirësojë cilësinë spektrale të WiFi, WiMAX, 4G/LTE dhe sistemeve të tjera, të rrisë shpejtësinë e transferimit të informacionit dhe kapacitetin e rrjedhës së të dhënave. Përparësitë e listuara janë të arritshme për shkak të transmetimit të të dhënave nga antena 4G MIMO te marrësi përmes disa lidhjeve me valë. Prandaj emri i kësaj teknologjie (Multiple Input Multiple Output - multiple input dhe multiple output).

. Ku aplikohet MIMO?

MIMO shpejt fitoi popullaritet duke rritur kapacitetin dhe xhiron e protokolleve të transferimit të të dhënave si WiFi. Dikush mund të marrë standardin WiFi 802.11n si rastin më të popullarizuar të përdorimit për MIMO. Falë teknologjisë së komunikimit MIMO, ky protokoll WiFi arrin të arrijë shpejtësi mbi 300 Mbps.

Përveç përshpejtimit të transmetimit të rrjedhës së informacionit, rrjeti pa tel falë MIMO ka marrë performancë të përmirësuar për sa i përket cilësisë së transmetimit të të dhënave edhe në vendet ku niveli i sinjalit të marrjes është mjaft i ulët. Falë teknologjisë së re, WiMAX ishte në gjendje të transmetonte të dhëna me një shpejtësi deri në 40 megabit për sekondë.

Në standardin 4G (LTE), MIMO mund të përdoret me një konfigurim deri në 8x8. Teorikisht, kjo do të lejojë transmetimin e një transmetimi dixhital nga stacioni kryesor te marrësi me një shpejtësi prej më shumë se 300 megabit për sekondë. Një tjetër pikë tërheqëse nga përdorimi i sistemit të ri është një lidhje cilësore dhe e qëndrueshme, e vërejtur edhe në buzë të qelisë.

Kjo do të thotë që edhe në një distancë të konsiderueshme nga stacioni, si dhe kur ndodhet në një dhomë me mure të trasha, do të vërehet vetëm një rënie e lehtë e performancës së shpejtësisë. MIMO mund të aplikohet në pothuajse çdo sistem komunikimi me valë. Duhet theksuar se potenciali i këtij sistemi është i pashtershëm.

Ata janë vazhdimisht në kërkim të mënyrave për të zhvilluar konfigurime të reja antenash MIMO, për shembull deri në 64x64. Në të ardhmen e afërt, kjo do të bëjë të mundur përmirësimin e mëtejshëm të efikasitetit të treguesve spektralë, rritjen e kapacitetit të rrjeteve dhe shkallën e transmetimit të informacionit.

MIMO(Multiple Input Multiple Output - multiple input multiple output) është një teknologji e përdorur në sistemet e komunikimit me valë (WIFI, rrjetet celulare), e cila mund të përmirësojë ndjeshëm efikasitetin spektral të sistemit, shpejtësinë maksimale të transferimit të të dhënave dhe kapacitetin e rrjetit. Mënyra kryesore për të arritur avantazhet e mësipërme është transmetimi i të dhënave nga burimi në destinacion nëpërmjet lidhjeve të shumta radiofonike, prej nga e ka marrë emrin teknologjia. Konsideroni sfondin e kësaj çështje dhe përcaktoni arsyet kryesore që shërbyen si një përdorim i gjerë i teknologjisë MIMO.

Nevoja për lidhje me shpejtësi të lartë që ofrojnë cilësi të lartë shërbimi (QoS) me tolerancë të lartë ndaj gabimeve po rritet nga viti në vit. Kjo lehtësohet kryesisht nga shfaqja e shërbimeve të tilla si VoIP (), VoD (), etj. Megjithatë, shumica e teknologjive me valë nuk lejojnë t'u ofrojnë abonentëve cilësi të lartë shërbimi në skajin e zonës së mbulimit. Në sistemet celulare dhe në sistemet e tjera të komunikimit me valë, cilësia e lidhjes, si dhe shkalla e disponueshme e të dhënave, bie me shpejtësi me distancën nga (BTS). Në të njëjtën kohë, ulet edhe cilësia e shërbimeve, gjë që përfundimisht çon në pamundësinë e ofrimit të shërbimeve në kohë reale me cilësi të lartë në të gjithë mbulimin radiofonik të rrjetit. Për të zgjidhur këtë problem, mund të përpiqeni të instaloni stacionet bazë sa më fort që të jetë e mundur dhe të organizoni mbulim të brendshëm në të gjitha vendet me një nivel të ulët sinjali. Megjithatë, kjo do të kërkojë kosto të konsiderueshme financiare, të cilat përfundimisht do të çojnë në një rritje të kostos së shërbimit dhe një ulje të konkurrencës. Kështu, për të zgjidhur këtë problem, kërkohet një risi origjinale, duke përdorur, nëse është e mundur, diapazonin aktual të frekuencës dhe duke mos kërkuar ndërtimin e objekteve të reja të rrjetit.

Karakteristikat e përhapjes së valëve të radios

Për të kuptuar parimet e funksionimit të teknologjisë MIMO, është e nevojshme të merren parasysh ato të përgjithshme në hapësirë. Valët e emetuara nga sisteme të ndryshme radio wireless në intervalin mbi 100 MHz sillen në shumë mënyra si rrezet e dritës. Kur valët e radios ndeshen me një sipërfaqe gjatë përhapjes, atëherë, në varësi të materialit dhe madhësisë së pengesës, një pjesë e energjisë thithet, një pjesë kalon dhe pjesa tjetër reflektohet. Raporti i pjesëve të pjesëve të energjive të absorbuara, të reflektuara dhe të kaluara ndikohet nga shumë faktorë të jashtëm, duke përfshirë frekuencën e sinjalit. Për më tepër, energjitë e sinjalit të reflektuara dhe të kaluara mund të ndryshojnë drejtimin e përhapjes së tyre të mëtejshme, dhe vetë sinjali ndahet në disa valë.

Sinjali që përhapet sipas ligjeve të mësipërme nga burimi te marrësi, pasi takohet me pengesa të shumta, ndahet në shumë valë, vetëm një pjesë e të cilave do të arrijë tek marrësi. Secila nga valët që arrijnë te marrësi formon një të ashtuquajtur shteg të përhapjes së sinjalit. Për më tepër, për shkak të faktit se valë të ndryshme reflektohen nga një numër i ndryshëm pengesash dhe udhëtojnë në distanca të ndryshme, shtigje të ndryshme kanë .

Në një mjedis të dendur urban, për shkak të një numri të madh pengesash si ndërtesat, pemët, makinat, etj., është shumë e zakonshme për një situatë ku nuk ka vijë shikimi midis antenave (MS) dhe stacionit bazë (BTS). Në këtë rast, mënyra e vetme për të arritur sinjalin e marrësit është përmes valëve të reflektuara. Megjithatë, siç u përmend më lart, sinjali i reflektuar në mënyrë të përsëritur nuk ka më energjinë fillestare dhe mund të arrijë me vonesë. Një vështirësi e veçantë krijohet edhe nga fakti se objektet nuk qëndrojnë gjithmonë të palëvizshme dhe situata mund të ndryshojë ndjeshëm me kalimin e kohës. Në këtë drejtim, lind një problem - një nga problemet më të rëndësishme në sistemet e komunikimit pa tel.

Përhapja me shumë rrugë - problem apo avantazh?

Për të luftuar përhapjen e sinjalit me shumë rrugë, përdoren disa zgjidhje të ndryshme. Një nga teknologjitë më të zakonshme është Receive Diversity -. Thelbi i tij qëndron në faktin se jo një, por disa antena (zakonisht dy, më rrallë katër) përdoren për të marrë sinjalin, të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra. Kështu, marrësi ka jo një, por dy kopje të sinjalit të transmetuar, të cilat erdhën në mënyra të ndryshme. Kjo bën të mundur grumbullimin e më shumë energjisë nga sinjali origjinal, pasi valët e marra nga një antenë mund të mos pranohen nga një tjetër dhe anasjelltas. Gjithashtu, sinjalet që vijnë jashtë fazës në një antenë mund të arrijnë në tjetrën në fazë. Kjo skemë organizimi e ndërfaqes radio mund të quhet Single Input Multiple Output (SIMO), në krahasim me skemën standarde Single Input Single Output (SISO). Mund të zbatohet edhe qasja e kundërt: kur përdoren disa antena për transmetim dhe një për marrjen. Kjo gjithashtu rrit energjinë totale të sinjalit origjinal të marrë nga marrësi. Kjo skemë quhet Multiple Input Single Output (MISO). Në të dyja skemat (SIMO dhe MISO), disa antena janë instaluar në anën e stacionit bazë, pasi është e vështirë të zbatohet diversiteti i antenave në një pajisje celulare në një distancë mjaft të madhe pa rritur dimensionet e vetë pajisjes terminale.

Si rezultat i arsyetimit të mëtejshëm, arrijmë në skemën Multiple Input Multiple Output (MIMO). Në këtë rast, instalohen disa antena për transmetim dhe marrë. Sidoqoftë, ndryshe nga skemat e mësipërme, kjo skemë diversiteti lejon jo vetëm të merret me përhapjen e sinjalit me shumë rrugë, por edhe të marrë disa avantazhe shtesë. Duke përdorur antena të shumëfishta transmetuese dhe marrëse, çdo çifti antenash transmetuese/marrëse mund t'i caktohet një rrugë e veçantë për transmetimin e informacionit. Në këtë rast, marrja e diversitetit do të kryhet nga antenat e mbetura dhe kjo antenë do të shërbejë edhe si antenë shtesë për shtigjet e tjera të transmetimit. Si rezultat, teorikisht, është e mundur të rritet shpejtësia e të dhënave me aq herë sa shumë antena shtesë do të përdoren. Megjithatë, një kufizim i rëndësishëm imponohet nga cilësia e çdo shteg radioje.

Si funksionon MIMO

Siç u përmend më lart, organizimi i teknologjisë MIMO kërkon instalimin e disa antenave në anët transmetuese dhe marrëse. Zakonisht, një numër i barabartë antenash instalohen në hyrje dhe dalje të sistemit, meqë në këtë rast arrihet shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave. Për të treguar numrin e antenave në pritje dhe transmetim, së bashku me emrin e teknologjisë MIMO, zakonisht përmendet emërtimi "AxB", ku A është numri i antenave në hyrje të sistemit dhe B është në dalje. Sistemi në këtë rast i referohet një lidhjeje radio.

Që teknologjia MIMO të funksionojë, kërkohen disa ndryshime në strukturën e transmetuesit në krahasim me sistemet konvencionale. Le të shqyrtojmë vetëm një nga mënyrat e mundshme, më të thjeshta, të organizimit të teknologjisë MIMO. Para së gjithash, nevojitet një ndarës i rrjedhës në anën transmetuese, i cili do t'i ndajë të dhënat e destinuara për transmetim në disa nënrryma me shpejtësi të ulët, numri i të cilave varet nga numri i antenave. Për shembull, për MIMO 4x4 dhe një shpejtësi të dhënash hyrëse prej 200 Mbps, ndarësi do të krijojë 4 transmetime prej 50 Mbps secila. Më tej, secila prej këtyre rrymave duhet të transmetohet përmes antenës së vet. Në mënyrë tipike, antenat transmetuese janë vendosur me një farë ndarje hapësinore për të lejuar sa më shumë sinjale të rreme që të jetë e mundur që vijnë nga shumë shtigje. Në një nga mënyrat e mundshme të organizimit të teknologjisë MIMO, sinjali transmetohet nga secila antenë me një polarizim të ndryshëm, gjë që bën të mundur identifikimin e tij gjatë marrjes. Sidoqoftë, në rastin më të thjeshtë, secili prej sinjaleve të transmetuara shënohet nga vetë mjeti i transmetimit (vonesa kohore dhe shtrembërime të tjera).

Në anën marrëse, disa antena marrin një sinjal nga radio. Për më tepër, antenat në anën marrëse janë gjithashtu të instaluara me një larmi hapësinore, për shkak të së cilës sigurohet marrja e diversitetit të diskutuar më parë. Sinjalet e marra furnizohen me marrës, numri i të cilëve korrespondon me numrin e antenave dhe shtigjeve të transmetimit. Për më tepër, secili nga marrësit merr sinjale nga të gjitha antenat e sistemit. Secili prej këtyre grumbulluesve nxjerr nga rrjedha totale energjinë e sinjalit vetëm të rrugës për të cilën është përgjegjës. Ai e bën këtë ose sipas ndonjë shenje të paracaktuar me të cilën ishte pajisur secili nga sinjalet, ose për shkak të analizës së vonesës, zbutjes, zhvendosjes së fazës, d.m.th. një grup shtrembërimesh ose "gjurmë gishtash" të mediumit të shpërndarjes. Në varësi të mënyrës se si funksionon sistemi (Bell Laboratories Layered Space-Time - BLAST, Selective Per Antenna Rate Control (SPARC), etj.), sinjali i transmetuar mund të përsëritet pas një kohe të caktuar, ose të transmetohet me një vonesë të vogël përmes antenave të tjera.

Në një sistem me teknologji MIMO, një fenomen i pazakontë mund të ndodhë në atë që shpejtësia e të dhënave në sistemin MIMO mund të ulet nëse ka një vijë shikimi midis burimit të sinjalit dhe marrësit. Kjo është kryesisht për shkak të një rënie në ashpërsinë e shtrembërimeve të hapësirës përreth, e cila shënon secilin prej sinjaleve. Si rezultat, bëhet problematike në anën marrëse ndarja e sinjaleve dhe ato fillojnë të ndikojnë njëri-tjetrin. Kështu, sa më e lartë të jetë cilësia e lidhjes me radio, aq më pak përfitim mund të përfitohet nga MIMO.

MIMO me shumë përdorues (MU-MIMO)

Parimi i mësipërm i organizimit të komunikimit radio i referohet të ashtuquajturit Single user MIMO (SU-MIMO), ku ka vetëm një transmetues dhe marrës informacioni. Në këtë rast, si transmetuesi ashtu edhe marrësi mund të koordinojnë qartë veprimet e tyre, dhe në të njëjtën kohë nuk ka asnjë faktor surprizë kur përdoruesit e rinj mund të shfaqen në ajër. Një skemë e tillë është mjaft e përshtatshme për sisteme të vogla, për shembull, për organizimin e komunikimit në një zyrë shtëpiake midis dy pajisjeve. Nga ana tjetër, shumica e sistemeve, të tilla si WI-FI, WIMAX, sistemet e komunikimit celular janë me shumë përdorues, d.m.th. ata kanë një qendër të vetme dhe disa objekte të largëta, me secilën prej të cilave është e nevojshme të organizohet një lidhje radio. Kështu, lindin dy probleme: nga njëra anë, stacioni bazë duhet të transmetojë një sinjal te shumë abonentë përmes të njëjtit sistem antenash (transmetim MIMO), dhe në të njëjtën kohë të marrë një sinjal përmes të njëjtave antena nga disa pajtimtarë (MIMO MAC - Kanale me akses të shumëfishtë).

Në drejtimin uplink - nga MS në BTS, përdoruesit transmetojnë informacionin e tyre njëkohësisht në të njëjtën frekuencë. Në këtë rast, lind një vështirësi për stacionin bazë: është e nevojshme të ndahen sinjalet nga abonentë të ndryshëm. Një mënyrë e mundshme për të trajtuar këtë problem është edhe metoda e përpunimit linear, e cila parashikon një sinjal paraprak të transmetuar. Sinjali origjinal, sipas kësaj metode, shumëzohet me një matricë, e cila përbëhet nga koeficientë që pasqyrojnë ndërhyrje nga abonentët e tjerë. Matrica është përpiluar bazuar në situatën aktuale në ajër: numrin e pajtimtarëve, shpejtësinë e transmetimit, etj. Kështu, përpara transmetimit, sinjali i nënshtrohet shtrembërimit të kundërt me atë që has gjatë transmetimit të radios.

Në downlink - drejtimi nga BTS në MS, stacioni bazë transmeton sinjale njëkohësisht në të njëjtin kanal tek disa abonentë në të njëjtën kohë. Kjo çon në faktin se sinjali i transmetuar për një pajtimtar ndikon në marrjen e të gjitha sinjaleve të tjera, d.m.th. ndodh interferenca. Opsionet e mundshme për trajtimin e këtij problemi janë përdorimi ose aplikimi i teknologjisë së kodimit të letrës së pistë (“letër e pistë”). Le të hedhim një vështrim më të afërt në teknologjinë e letrës së pista. Parimi i funksionimit të tij bazohet në analizën e gjendjes aktuale të radios dhe numrin e abonentëve aktivë. Abonenti i vetëm (i parë) i transmeton të dhënat e tij në stacionin bazë pa kodim, duke ndryshuar të dhënat e tij, sepse. nuk ka asnjë ndërhyrje nga abonentët e tjerë. Abonenti i dytë do të kodojë, d.m.th. ndryshoni energjinë e sinjalit tuaj në mënyrë që të mos ndërhyni në të parën dhe të mos i nënshtroni sinjalin tuaj ndaj ndikimit që nga i pari. Abonentët e mëpasshëm të shtuar në sistem do të ndjekin gjithashtu këtë parim, bazuar në numrin e abonentëve aktivë dhe efektin e sinjaleve që ata transmetojnë.

Aplikimi i MIMO

Teknologjia MIMO në dekadën e fundit është një nga mënyrat më të rëndësishme për të rritur xhiros dhe kapacitetin e sistemeve të komunikimit me valë. Le të shqyrtojmë disa shembuj të përdorimit të MIMO në sisteme të ndryshme komunikimi.

Standardi WiFi 802.11n është një nga shembujt më të spikatur të përdorimit të teknologjisë MIMO. Sipas tij, ju lejon të ruani shpejtësi deri në 300 Mbps. Për më tepër, standardi i mëparshëm 802.11g lejonte të siguronte vetëm 50 Mbps. Përveç rritjes së shpejtësisë së të dhënave, standardi i ri, falë MIMO, mundëson edhe performancë më të mirë të shërbimit në vende me fuqi të ulët sinjali. 802.11n përdoret jo vetëm në sistemet pikë/me shumë pika (Point/Multipoint) - hapësira më e zakonshme për përdorimin e teknologjisë WiFi për organizimin e një LAN (Rrjeti Lokal i Zonës), por edhe për organizimin e lidhjeve pikë/pikë që përdoren për të organizuar komunikimin e trungut kanale me një shpejtësi prej disa qindra Mbps dhe duke lejuar që të dhënat të transmetohen në dhjetëra kilometra (deri në 50 km).

Standardi WiMAX ka gjithashtu dy lëshime që sjellin mundësi të reja për përdoruesit me ndihmën e teknologjisë MIMO. I pari, 802.16e, ofron shërbime celulare me brez të gjerë. Ju lejon të transferoni informacion me një shpejtësi deri në 40 Mbps në drejtim nga stacioni bazë në pajisjen e pajtimtarit. Sidoqoftë, MIMO në 802.16e konsiderohet një opsion dhe përdoret në konfigurimin më të thjeshtë - 2x2. Në versionin e ardhshëm, 802.16m MIMO konsiderohet një teknologji e detyrueshme, me një konfigurim të mundshëm 4x4. Në këtë rast, WiMAX tashmë mund t'i atribuohet sistemeve të komunikimit celular, përkatësisht gjeneratës së tyre të katërt (për shkak të shkallës së lartë të transferimit të të dhënave), sepse ka një sërë veçorish të natyrshme në rrjetet celulare: lidhjet zanore. Në rastin e përdorimit të celularit, teorikisht mund të arrihet 100 Mbps. Në versionin fiks, shpejtësia mund të arrijë 1 Gbps.

Me interes më të madh është përdorimi i teknologjisë MIMO në sistemet e komunikimit celular. Kjo teknologji ka gjetur aplikimin e saj që nga gjenerata e tretë e sistemeve të komunikimit celular. Për shembull, në standard, në Rel. 6, përdoret në lidhje me teknologjinë HSPA me mbështetje për shpejtësi deri në 20 Mbps, dhe në Rel. 7 - me HSPA+, ku shpejtësia e transferimit të të dhënave arrin 40 Mbps. Megjithatë, MIMO nuk ka gjetur aplikim të gjerë në sistemet 3G.

Sistemet, përkatësisht LTE, parashikojnë gjithashtu përdorimin e MIMO në konfigurime deri në 8x8. Kjo, teorikisht, mund të bëjë të mundur transmetimin e të dhënave nga stacioni bazë te abonenti mbi 300 Mbps. Gjithashtu një pikë e rëndësishme pozitive është cilësia e qëndrueshme e lidhjes edhe në skaj. Në këtë rast, edhe në një distancë të konsiderueshme nga stacioni bazë, ose kur jeni në një dhomë të largët, do të vërehet vetëm një rënie e lehtë në shpejtësinë e transferimit të të dhënave.

Kështu, teknologjia MIMO gjen aplikim në pothuajse të gjitha sistemet e transmetimit të të dhënave me valë. Dhe potenciali i tij nuk është ezauruar. Opsionet e reja të konfigurimit të antenës tashmë janë duke u zhvilluar, deri në 64x64 MIMO. Kjo do të bëjë të mundur arritjen e shpejtësive edhe më të larta të të dhënave, kapacitetin e rrjetit dhe efikasitetin spektral në të ardhmen.