MIMO (Multiple Input Multiple Output) është një metodë e përdorimit të koordinuar të antenave të shumëfishta 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 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 lidhjes me valë. Në veçanti, trafiku i rrjetit midis klientëve dhe një ruteri organizohet në rrjedha të veçanta, të transmetuara paralelisht, me restaurimin e tyre të mëvonshëm nga pajisja marrëse.
Teknologjia MIMO mund të rrisë xhiron, rrezen dhe besueshmërinë e transmetimit me një rrezik të lartë të ndërhyrjes nga pajisjet e tjera me valë.
Aplikimi në rrjetet Wi-Fi
Teknologjia MIMO është përfshirë në standard që nga 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 transmetuar dhe marrë 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 mes tyre. Dokumentacioni për harduerin e përdorur duhet të tregojë nëse e mbështet këtë aftësi. 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 në standardin 802.11n, mbështeti metodën me një përdorues (SU). Krahasuar me zgjidhjet tradicionale, ku të gjitha antenat e një ruteri duhet të koordinohen për të komunikuar me një pajisje klienti, SU-MIMO lejon që secila prej tyre 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 një nga një (një nga një), antenat MU-MIMO mund të komunikojnë me shumë klientë paralelisht. përmirëson performancën e lidhjeve. Sidoqoftë, edhe nëse ruteri 802.11ac ka mbështetjen e nevojshme të harduerit për teknologjinë MIMO, ka kufizime të tjera:
- mbështetet një numër i kufizuar i lidhjeve të njëkohshme të klientit (2-4), në varësi të konfigurimit të antenës;
- Koordinimi i antenës sigurohet vetëm në një drejtim - nga ruteri te klienti.
MIMO dhe celulare
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 me frekuencë ultra të lartë, të cilat kanë më shumë gjerësi brezi sesa brezat e licencuar për 3G dhe 4G.
Teknologji me shumë përdorues
Për të kuptuar se si funksionon MU-MIMO, duhet të keni 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 po ngarkohet, nuk mund të transmetoni një lojë video në internet në tastierë në të njëjtën kohë.
Një përdorues mund të nisë pajisje të shumta në një rrjet Wi-Fi, dhe ruteri i përcjell bitet e të dhënave tek ata shumë shpejt nga ana tjetër. Megjithatë, ai mund të aksesojë vetëm një pajisje në të njëjtën kohë, gjë që është arsyeja kryesore për cilësinë e dobët të lidhjes nëse gjerësia e brezit Wi-Fi është shumë e ulët.
Meqenëse funksionon, i kushton pak vëmendje vetes. Megjithatë, efikasiteti i një ruteri që transmeton të dhëna në pajisje të shumta në të njëjtën kohë mund të përmirësohet. Duke vepruar kështu, ai 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 moderne të komunikimit me valë. Këto zhvillime lejojnë ruterat e avancuar të komunikojnë me pajisje të shumta në të njëjtën kohë.
Një 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. E para është më e vjetër. Standardi SU lejonte dërgimin dhe marrjen e të dhënave në disa transmetime njëherësh, në varësi të numrit të disponueshëm të antenave, secila prej të cilave mund të funksiononte me pajisje të ndryshme. SU u përfshi në përditësimin 802.11n të vitit 2007 dhe ka filluar të shpërndahet gradualisht në linja të reja produktesh.
Sidoqoftë, SU-MIMO kishte kufizime përveç kërkesave të antenës. Edhe pse mund të ketë shumë pajisje të lidhura, ato ende kanë të bëjnë me një ruter që mund të punojë vetëm me një nga një. Shkalla e të dhënave është rritur, ndërhyrja është më pak problem, por ka ende 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 kenë ruterin e tyre.
Në fund, mbështetja MU u shtua në përditësimin 802.11ac të 2013. Pas disa vitesh zhvillimi, prodhuesit filluan ta përfshijnë këtë veçori në produktet e tyre.
Përfitimet e MU-MIMO
Kjo është një teknologji emocionuese pasi ka një ndikim të dukshëm në përdorimin e përditshëm të Wi-Fi pa ndryshuar drejtpërdrejt gjerësinë e brezit ose parametrat e tjerë kyç të valëve. Rrjetet po bëhen shumë më efikase.
Për të siguruar një lidhje të qëndrueshme me një laptop, telefon, tablet ose kompjuter, standardi nuk kërkon antena të shumta për ruterin. 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 rritet subjektivisht dhe lidhja krijohet më e besueshme, megjithëse në fakt, organizimi i rrjetit bëhet më inteligjent. Numri i pajisjeve të servisuara njëkohësisht po rritet gjithashtu.
Kufizimet MU-MIMO
Teknologjia e aksesit të shumëfishtë me shumë përdorues ka një sërë kufizimesh që ia vlen të përmenden. Standardet ekzistuese mbështesin 4 pajisje, por lejojnë të shtohen më shumë dhe ata do të duhet të ndajnë transmetimin, i cili sjell problemet SU-MIMO. Teknologjia përdoret kryesisht në downlink dhe është e kufizuar kur bëhet fjalë për outbound. Për më tepër, ruteri MU-MIMO duhet të ketë më shumë informacion për pajisjet dhe gjendjet e lidhjes sesa kërkohet nga standardet e mëparshme. Kjo e bën të vështirë menaxhimin dhe zgjidhjen e problemeve të rrjeteve me valë.
MU-MIMO është gjithashtu një teknologji e drejtimit. Kjo do të thotë që 2 pajisje pranë njëra-tjetrës nuk mund të përdorin kanale të ndryshme në të njëjtën kohë. Për shembull, nëse një bashkëshort po shikon një transmetim televiziv në internet dhe aty pranë gruaja e tij po transmeton një lojë PS4 në Vita-n e saj nëpërmjet Remote Play, ata do të duhet të ndajnë ende 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 numrit të telefonave inteligjentë dhe aplikacioneve të reja ka rezultuar në një rritje 100-fish të gjerësisë së brezit të tyre të kërkuar mbi 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 hulumtohet në mënyrë aktive si në akademi ashtu edhe në industri, ku inxhinierët përpiqen të arrijnë rezultate teorike me zgjidhje komerciale të qëndrueshme.
MIMO masiv mund të ndihmojë në adresimin e dy çështjeve kryesore - xhiros dhe mbulimin. Për operatorët celularë, diapazoni 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 e stacioneve bazë bazohet në gjerësinë e brezit, jo në mbulim, gjë që kërkon vendosjen e një numri të madh stacionesh bazë dhe shkakton kosto shtesë. Massive MIMO ju lejon të zgjeroni kapacitetin e rrjetit tuaj ekzistues. Në zonat ku vendosja e stacioneve bazë bazohet në mbulim, teknologjia mund të rrisë gamën e tyre.
Koncepti
MIMO masiv po ndryshon rrënjësisht praktikën aktuale duke përdorur një numër shumë të madh antenash koherente dhe adaptive të shërbimit 4G (qindra ose mijëra). Kjo ndihmon në fokusimin e transmetimit dhe marrjes së energjisë së sinjalit në zona më të vogla të hapësirës, duke përmirësuar ndjeshëm performancën dhe efikasitetin e energjisë, veçanërisht kur kombinohet me planifikimin e njëkohshëm të një numri të madh terminalesh përdoruesish (dhjetëra ose qindra). Metoda fillimisht ishte parashikuar për dupleksin e ndarjes së kohës (TDD), por ka potencialin të aplikohet 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, vonesa e reduktuar, shtresa e thjeshtuar e kontrollit të aksesit (MAC) dhe rezistenca ndaj ndërhyrjeve të rastësishme dhe të qëllimshme. Rrjedha e pritshme varet nga mjedisi i përhapjes që siguron kanale asimptotike ortogonale në terminale, dhe eksperimentet deri më tani 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, komponentë të shumëfishtë me besueshmëri të ulët dhe me kosto të ulët duhet të bashkëpunohen në mënyrë efikase, të dhënat e gjendjes së kanalit duhet të mblidhen dhe burimet duhet të ndahen në terminalet e lidhur rishtazi. Ai gjithashtu kërkon përfitimin e shkallëve shtesë të lirisë të ofruara nga antenat e tepërta të shërbimit, reduktimin e 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 që marrin pjesë në zbatimin e MIMO zakonisht kërkon vizita në secilin stacion bazë për konfigurimin dhe ndryshimet e lidhjeve elektrike. Vendosja fillestare e rrjeteve LTE kërkonte instalimin e pajisjeve të reja. Kjo bëri të mundur konfigurimin e MIMO 2x2 të standardit origjinal LTE. Ndryshime të mëtejshme në stacionet bazë bëhen vetëm në raste ekstreme dhe zbatimet e rendit më të lartë varen nga mjedisi operativ. Një problem tjetër është se funksionimi MIMO rezulton në sjellje krejtësisht të ndryshme të rrjetit nga sistemet e mëparshme, gjë që krijon njëfarë pasigurie planifikimi. Prandaj, operatorët priren të përdorin së pari dizajne të tjera, veçanërisht nëse ato mund të vendosen përmes përditësimeve të softuerit.
Në gishta rreth MIMO.
Le të imagjinojmë që informacioni është njerëzit, dhe modemi dhe stacioni bazë i operatorit janë dy qytete midis të cilave shtrihet një shteg, dhe antena është një stacion. Ne do të transportojmë njerëz me tren, i cili, për shembull, mund të transportojë jo më shumë se njëqind njerëz. Kapaciteti 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 njëkohësisht me të parin, duke dyfishuar kështu fluksin e njerëzve. Teknologjia MIMO funksionon saktësisht në të njëjtën mënyrë, në fakt, ne thjesht dyfishojmë numrin e fijeve. Numri i prurjeve përcaktohet nga standardi MIMO, dy rrjedha - MIMO 2x2, katër rrjedha - MIMO 4x4, etj. Për transmetimin e të dhënave përmes Internetit, qoftë 4G LTE ose WiFi, sot, si rregull, përdoret standardi MIMO 2x2. Për të marrë një transmetim të dyfishtë njëkohësisht, do t'ju duhen 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 një.
Një antenë MIMO e panelit mund të ketë fjalë për fjalë dy grupe elementësh rrezatues ( "arna") ne nje rast ( për shembull, katër arna punojnë në polarizim vertikal, katër të tjerat në polarizim horizontal, gjithsej tetë arna). Çdo grup është i lidhur me një fole të ndryshme.
Dhe mund të ketë një grup arnash, por të ketë furnizim me energji me dy porte (ortogonale), 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 detaje
Transmetimi celular i rrymës dixhitale LTE lidhet drejtpërdrejt me zhvillimet e reja 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 qark të ndryshëm 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 rreth 200 Megabit për sekondë, atëherë do të krijohen dy transmetime - të dyja me 100 Megabit për sekondë. 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 gjatë marrjes. Pajisja marrëse, për të ruajtur shpejtësinë e transmetimit të të dhënave, duhet të ketë edhe dy antena marrëse në polarizime të ndryshme.
Përfitimet e MIMO
MIMO është shpërndarja e disa rrymave të informacionit në të njëjtën kohë përmes vetëm një kanali, e ndjekur nga kalimi i tyre përmes një çifti ose më shumë antenave përpara se të arrijnë 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 transmetoni valë radio, transmetimi dixhital në kanalin e radios ngrin në mënyrë selektive. Kjo mund të vërehet kur jeni të rrethuar nga ndërtesa urbane shumëkatëshe, duke lëvizur me shpejtësi të madhe ose duke u larguar nga një zonë që mund të mbulohet nga valët e radios. Për të hequr qafe këtë problem, u krijua një antenë MIMO, e aftë për të transmetuar informacion në disa kanale me vonesë të ulët. Informacioni është i koduar paraprakisht dhe më pas rindërtohet në anën marrëse. 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 pajisje transmetuese (MIMO). Një sistem konvencional i përhapjes së sinjalit mund të arrijë një shpejtësi prej jo më shumë se 50 Megabits për sekondë. MIMO jep mundësinë për të rritur shpejtësinë e transmetimit të sinjalit më shumë se dy herë. Kjo arrihet duke instaluar disa antena në kuti njëherësh, të cilat ndodhen në një distancë të vogël nga njëra-tjetra.
Pritja dhe shpërndarja e njëkohshme e një rryme 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, si rregull, ka dy hyrje dhe dy dalje, lejon të përmirësohen cilësitë spektrale të WiFi, WiMAX, 4G / LTE dhe sistemeve të tjera, për të rritur shpejtësinë e transferimit të informacionit dhe kapacitetin e rrjedhës së të dhënave. Përparësitë e listuara arrihen për shkak të transmetimit të të dhënave nga antena 4G MIMO te marrësi nëpërmjet lidhjeve të shumta me valë. Prandaj është marrë emri i kësaj teknologjie (Multiple Input Multiple Output - multiple input and multiple output).
. Ku aplikohet MIMO
MIMO shpejt fitoi popullaritet duke rritur kapacitetin dhe gjerësinë e brezit të protokolleve të transferimit të të dhënave si WiFi. Ne mund të marrim WiFi 802.11n si rastin më të njohur të përdorimit të MIMO. Falë teknologjisë së komunikimit MIMO në këtë protokoll WiFi, është e mundur të zhvillohet një shpejtësi prej më shumë se 300 Megabit për sekondë.
Përveç përshpejtimit të transmetimit të rrjedhave të informacionit, falë MIMO, rrjeti pa tel ka marrë karakteristika të përmirësuara për sa i përket cilësisë së transmetimit të të dhënave edhe në vendet ku niveli i sinjalit të marrë është mjaft i ulët. Falë teknologjisë së re, WiMAX fitoi aftësinë për të transmetuar 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. Në teori, kjo do të bëjë të mundur transmetimin e transmetimit dixhital nga stacioni kryesor në marrës 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 cila vërehet edhe në skajin e 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 karakteristikave të shpejtësisë. MIMO mund të aplikohet në pothuajse çdo sistem komunikimi me valë. Duhet theksuar se potenciali i këtij sistemi është i pashtershëm.
Jeni duke kërkuar pa u lodhur mënyra 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 vlerën e shpejtësisë së transmetimit të informacionit.
9 prill 2014
Në një kohë, lidhja IR u zhduk në heshtje dhe në mënyrë të padukshme, më pas ata ndaluan përdorimin e Bluetooth për shkëmbimin e të dhënave. Dhe tani është radha e Wi-Fi ...
Është zhvilluar një sistem me shumë përdorues me hyrje dhe dalje të shumta, duke lejuar rrjetin të komunikojë me më shumë se një kompjuter në të njëjtën kohë. Krijuesit pretendojnë se duke përdorur të njëjtin brez valë radioje të caktuar për Wi-Fi, kursi i këmbimit mund të trefishohet.
Qualcomm Atheros ka zhvilluar një sistem me shumë përdorues, me shumë hyrje / dalje (protokolli MU-MIMO) që lejon rrjetin të komunikojë me më shumë se një kompjuter në të njëjtën kohë. Kompania planifikon të fillojë demonstrimin e teknologjisë gjatë muajve të ardhshëm, përpara se t'u dërgohet klientëve në fillim të vitit të ardhshëm.
Megjithatë, për të arritur këtë kurs të lartë këmbimi, përdoruesit do të duhet të përmirësojnë si kompjuterët ashtu edhe ruterat e rrjetit.
Duke përdorur protokollin Wi-Fi, klientët shërbehen në mënyrë sekuenciale - gjatë një intervali të caktuar kohor përdoret vetëm një pajisje për transmetimin dhe marrjen e informacionit - në mënyrë që të përdoret vetëm një pjesë e vogël e gjerësisë së brezit të rrjetit.
Akumulimi i këtyre ngjarjeve të njëpasnjëshme krijon një rënie të kursit të këmbimit pasi gjithnjë e më shumë pajisje lidhen me rrjetin.
Protokolli MU-MIMO (multi-user, multiple input, multiple output) siguron transmetim të njëkohshëm të informacionit te një grup klientësh, i cili e bën përdorimin më efikas të gjerësisë së brezit të disponueshëm të rrjetit Wi-Fi dhe në këtë mënyrë përshpejton transmetimin.
Qualcomm beson se aftësi të tilla do të jenë veçanërisht të dobishme në qendrat e konventave dhe kafenetë e internetit kur përdorues të shumtë janë të lidhur në të njëjtin rrjet.
Kompania gjithashtu beson se kjo nuk ka të bëjë vetëm me rritjen e shpejtësisë absolute, por edhe përdorimin më efikas të rrjetit dhe kohës së transmetimit për të mbështetur numrin në rritje të pajisjeve, shërbimeve dhe aplikacioneve të lidhura.
Çipat MU-Mimo Qualcomm do t'u shesë prodhuesve të ruterave, pikave të aksesit, smartfonëve, tabletave dhe pajisjeve të tjera me mbështetje Wi-Fi. Çipat e parë do të jenë në gjendje të punojnë njëkohësisht me katër rryma të dhënash; Mbështetja për teknologjinë do të përfshihet në çipat Atheros 802.11ac dhe procesorët celularë Snapdragon 805 dhe 801. Demonstrimi i teknologjisë do të bëhet këtë vit, me dërgesat e para të çipave të planifikuar për tremujorin e parë të vitit të ardhshëm.
Epo, tani kush dëshiron të gërmojë në këtë teknologji në më shumë detaje, ne vazhdojmë ...
MIMO Multiple Input Multiple Output (Multiple Input Multiple Output) është një teknologji e përdorur në sistemet e komunikimit me valë (WIFI, WI-MAX, rrjetet e komunikimit celular), 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 transferimi i të dhënave nga burimi në destinacion nëpërmjet lidhjeve të shumta radiofonike, prej nga e ka marrë emrin kjo teknologji. Le të shqyrtojmë sfondin e kësaj çështjeje dhe të identifikojmë arsyet kryesore për përdorimin e gjerë të teknologjisë MIMO.
Nevoja për lidhje me shpejtësi të lartë që ofrojnë cilësi të lartë shërbimi (QoS) me disponueshmëri të lartë po rritet nga viti në vit. Kjo lehtësohet kryesisht nga shfaqja e shërbimeve të tilla si VoIP (Voice over Internet Protocol), videokonferencat, VoD (Video on Demand), etj. Megjithatë, shumica e teknologjive me valë nuk lejojnë t'u ofrohen abonentëve shërbime me cilësi të lartë në skajet e zona e mbulimit. Në sistemet celulare dhe në sistemet e tjera të komunikimit me valë, cilësia e lidhjes, si dhe shpejtësia e disponueshme e të dhënave, bien me distancën nga stacioni bazë (BTS). Krahas kësaj bie edhe cilësia e shërbimeve, gjë që përfundimisht çon në pamundësinë e ofrimit të shërbimeve në kohë reale me cilësi të lartë në të gjithë territorin e mbulimit radiofonik të rrjetit. Për të zgjidhur këtë problem, mund të përpiqeni të instaloni stacionet bazë sa më fort 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 që përdor, nëse është e mundur, diapazonin aktual të frekuencës dhe nuk kërkon ndërtimin e objekteve të reja të rrjetit.
Karakteristikat e përhapjes së valëve të radios
Për të kuptuar parimet e teknologjisë MIMO, është e nevojshme të merren parasysh parimet e përgjithshme të përhapjes së valëve të radios në hapësirë. Valët e emetuara nga sisteme të ndryshme radio wireless në intervalin mbi 100 MHz sillen në shumë mënyra si rreze drite. Kur valët e radios, gjatë përhapjes, takohen me ndonjë sipërfaqe, 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 absorbuar, reflektuar dhe transmetuar përmes pjesëve të energjive 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 prej valëve që arrijnë te marrësi formon të ashtuquajturën rrugë 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 vonesa të ndryshme kohore.
Në një ndërtesë të dendur të qytetit, për shkak të numrit të madh të pengesave si ndërtesat, pemët, makinat, etj., shpesh lind një situatë kur nuk ka vijë shikimi midis pajisjeve të pajtimtarëve (MS) dhe antenave të stacionit bazë (BTS). . Në këtë rast, valët e reflektuara janë e vetmja mënyrë për të arritur sinjalin e marrësit. Megjithatë, siç u përmend më lart, sinjali i shumëfishtë i reflektuar nuk ka më energjinë fillestare dhe mund të vijë me vonesë. Vështirësi e veçantë është fakti që objektet nuk qëndrojnë gjithmonë të palëvizshme dhe situata mund të ndryshojë ndjeshëm me kalimin e kohës. Kjo ngre problemin e përhapjes së sinjalit me shumë rrugë - një nga problemet më të rëndësishme në sistemet e komunikimit me valë.
Përhapja me shumë rrugë - problem apo avantazh?
Për të luftuar sinjalet 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), të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra, përdoren për të marrë një sinjal. 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 së sinjalit origjinal, sepse valët e marra nga një antenë mund të mos pranohen nga një tjetër, dhe anasjelltas. Gjithashtu, sinjalet që vijnë në antifazë në një antenë mund të arrijnë në fazën me një tjetër. Kjo skemë 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. Ky qark 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 gjatë pa rritur madhësinë e vetë pajisjes terminale.
Si rezultat i arsyetimit të mëtejshëm, ne vijmë te skema Multiple Input Multiple Output (MIMO). Në këtë rast, janë instaluar disa antena transmetimi dhe pranimi. Sidoqoftë, ndryshe nga skemat e mësipërme, kjo skemë diversiteti lejon jo vetëm të luftojë përhapjen e sinjalit në shumë rrugë, por edhe të marrë disa përfitime shtesë. Duke përdorur antena të shumëfishta transmetimi dhe pranimi, çdo palë antenash transmetuese/marrëse mund të shoqërohet me një rrugë të veçantë për transmetimin e informacionit. Në këtë rast, marrja e diversitetit do të kryhet nga antenat e mbetura dhe kjo antenë do të veprojë edhe si një antenë shtesë për shtigjet e tjera të transmetimit. Si rezultat, teorikisht, është e mundur të rritet shpejtësia e të dhënave me aq herë sa do të përdoret numri i antenave shtesë. Megjithatë, një kufizim i rëndësishëm imponohet nga cilësia e çdo shteg radioje.
Si funksionon MIMO
Siç u përmend më lart, për organizimin e teknologjisë MIMO, është e nevojshme të instalohen disa antena në anët e transmetimit dhe marrësit. Zakonisht një numër i barabartë antenash instalohen në hyrje dhe në dalje të sistemit, sepse në këtë rast arrihet shpejtësia maksimale e baud-it. Për të treguar numrin e antenave të transmetimit dhe marrës, 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. Në këtë rast, një sistem nënkupton një lidhje 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, në anën transmetuese, nevojitet një ndarës i rrjedhës, i cili do të 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 e transmetimit janë të ndara për të siguruar sa më shumë sinjale të rreme që të jetë e mundur që vijnë nga reflektimet e shumta. Në një mënyrë të mundshme të organizimit të teknologjisë MIMO, sinjali transmetohet nga çdo antenë me polarizime të ndryshme, gjë që bën të mundur identifikimin e tij gjatë marrjes. Sidoqoftë, në rastin më të thjeshtë, secili prej sinjaleve të transmetuara rezulton të jetë i shënuar nga vetë mediumi i transmetimit (vonesë kohore, zbutje dhe shtrembërime të tjera).
Në anën marrëse, disa antena marrin sinjalin 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 shkojnë te 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. Secila prej këtyre grumbulluesve ndan nga rrjedha totale energjinë e sinjalit vetëm të rrugës për të cilën është përgjegjës. Ai e bën këtë ose me ndonjë veçori të paracaktuar, me të cilën ishte pajisur secili nga sinjalet, ose duke analizuar vonesën, zbutjen, zhvendosjen e fazës, d.m.th. një grup shtrembërimesh ose një "gjurmë gishti" të mediumit të shpërndarjes. Në varësi të parimit të funksionimit të sistemit (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 MIMO, mund të ndodhë një fenomen i pazakontë që shpejtësia e të dhënave në një sistem MIMO mund të ulet nëse ka një vijë shikimi midis burimit dhe marrësit të sinjalit. Kjo është kryesisht për shkak të një ulje të ashpërsisë së shtrembërimeve në hapësirën 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 merrni nga MIMO.
MIMO me shumë përdorues (MU-MIMO)
Parimi i komunikimit radio i konsideruar më sipër i referohet të ashtuquajturit MIMO me përdorues të vetëm (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 befasi kur përdoruesit e rinj mund të shfaqen në transmetim. 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 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 - Kanalet e shumëfishta të aksesit).
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 luftuar këtë problem është gjithashtu përpunimi linear, i cili kodon paraprakisht sinjalin e transmetuar. Sinjali origjinal, sipas kësaj metode, shumëzohet me një matricë, e cila përbëhet nga koeficientët që pasqyrojnë ndërhyrjen nga përdoruesit e tjerë. Matrica është përpiluar në bazë të situatës aktuale në transmetim: numri i pajtimtarëve, normat e transmetimit, etj. Kështu, përpara transmetimit, sinjali i nënshtrohet shtrembërimit të kundërt me atë që do të hasë gjatë transmetimit në ajër.
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 tek një pajtimtar ndikon në marrjen e të gjitha sinjaleve të tjera, d.m.th. ndodh interferenca. Zgjidhjet e mundshme për të luftuar këtë problem janë përdorimi i Smart Antena ose përdorimi i teknologjisë së kodimit të letrës së ndotur. 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 transmetimit 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 të ndikojë nga i pari. Abonentët e mëpasshëm të shtuar në sistem do të ndjekin gjithashtu këtë parim dhe do të mbështeten në numrin e abonentëve aktivë dhe efektin e sinjaleve që ata transmetojnë.
Aplikacioni MIMO
Teknologjia MIMO në dekadën e fundit ka qenë 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 mrekullueshëm 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 që të sigurohej vetëm 50 Mbps. Përveç rritjes së shkallës së transferimit të të dhënave, standardi i ri, falë MIMO, mundëson edhe performancë më të mirë të shërbimit në vendet me nivele të ulëta sinjali. 802.11n përdoret jo vetëm në sistemet Point / Multipoint - vendndodhja më e njohur 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 kanalet e komunikimit të trungut me një shpejtësi prej disa qindra Mbps dhe duke lejuar transmetimin e të dhënave mbi dhjetëra kilometra (deri në 50 km).
Standardi WiMAX ka gjithashtu dy versione që hapin mundësi të reja për përdoruesit që përdorin teknologjinë MIMO. I pari, 802.16e, ofron shërbime celulare me brez të gjerë. Kjo ju lejon të transferoni informacione me një shpejtësi deri në 40 Mbit / s në drejtim nga stacioni bazë në pajisjet e pajtimtarëve. 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), pasi ka një sërë veçorish të natyrshme në rrjetet celulare: roaming, dorëzim, lidhje zanore. Në rastin e përdorimit të celularit, teorikisht, mund të arrihet një shpejtësi prej 100 Mbps. Në një version fiks, shpejtësia mund të arrijë 1 Gb / s.
Me interes më të madh është përdorimi i teknologjisë MIMO në sistemet e komunikimit celular. Kjo teknologji është përdorur që nga gjenerata e tretë e sistemeve të komunikimit celular. Për shembull, në standardin UMTS, në Rel. 6, përdoret në lidhje me teknologjinë HSPA që mbështet shpejtësi deri në 20 Mbps, dhe në Rel. 7 - me HSPA +, ku shpejtësia e transferimit të të dhënave arrin 40 Mbps. Megjithatë, në sistemet 3G, MIMO nuk ka gjetur përdorim të gjerë.
Sistemet, përkatësisht LTE, parashikojnë gjithashtu përdorimin e MIMO në konfigurime deri në 8x8. Në teori, kjo mund të bëjë të mundur transferimin e të dhënave nga një stacion bazë te një abonent mbi 300 Mbps. Gjithashtu një pikë e rëndësishme pozitive është cilësia e qëndrueshme e lidhjes edhe në buzë të huallit. 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. Për më tepër, potenciali i tij nuk është ezauruar. Tashmë, janë duke u zhvilluar opsione të reja të konfigurimit të antenës, deri në 64x64 MIMO. Kjo në të ardhmen do të mundësojë arritjen e shpejtësive edhe më të larta të të dhënave, kapacitetin e rrjetit dhe efikasitetin spektral.
Për të kuptuar më mirë parimin e antenës MIMO, le të imagjinojmë situatën e mëposhtme: stacioni bazë (BS) i operatorit të rrjetit celular dhe modemi janë bërë dy pika gjeografike A dhe B, një rrugë e caktuar është hedhur midis këtyre objekteve. njerëzit që lëvizin përgjatë kësaj rruge personifikojnë informacionin, A. - kjo është antena juaj marrëse, B është BS e operatorit celular. Njerëzit lëvizin nga një pikë në tjetrën duke përdorur një tren me një kapacitet prej 100 personash. Por ka shumë më tepër njerëz që duan të kalojnë nga pika B në pikën A. Ndaj po ndërtohet një binar i dytë dhe niset një tren i ri, kapaciteti i të cilit është gjithashtu 100 persona. Kështu, produktiviteti dhe efikasiteti i dy trenave është 2 herë më i lartë.
Teknologjia më e fundit MIMO funksionon në të njëjtën mënyrë. (eng. Hyrja e shumëfishtë Dalje e shumëfishtë), ju lejon të merrni më shumë transmetime në të njëjtën kohë. Për këtë, përdoren polarizime të ndryshme të sinjalit, për shembull, horizontale dhe vertikale - 2x2. Më parë, për të marrë më shumë informacion, pra më shumë transmetime, do të kërkohej blerja e dy antenave të thjeshta.
 |
 |
Sot, mjafton të blini vetëm një antenë MIMO. Antena e përmirësuar MIMO përmban dy grupe elementësh rrezatues, të ashtuquajturat arna, në një rast, secila prej të cilave është e lidhur me një prizë të veçantë. Versioni i dytë i pajisjes: ekziston një grup arnash dhe fuqie për dy porte, e cila lejon që patch-i të funksionojë në dy drejtime: horizontale dhe vertikale. Në këtë rast, një grup i vetëm arnimi është i bashkangjitur në dy foletë. Është opsioni i dytë (me dy gjilpëra kabllosh) që mund ta gjeni në gamën e kompanisë sonë.
Por si i lidhni 2 kabllot që dalin nga antena me një modem? Gjithçka është shumë e thjeshtë. Sot, jo vetëm antenat e mbështesin këtë funksion, por edhe modemet. Ka modeme me 2 hyrje për lidhjen e antenave të jashtme, për shembull, Huawei i përhapur.
Përfitimet e teknologjisë MIMO
Përfitimet kryesore përfshijnë aftësinë për të përmirësuar qarkullimin pa rritur gjerësinë e brezit. Pra, pajisja shpërndan njëkohësisht disa rryma informacioni në një kanal të vetëm.
Cilësia e sinjalit të transmetuar dhe shpejtësia e transferimit të të dhënave po përmirësohen. Sepse teknologjia fillimisht kodon të dhënat dhe më pas i rikuperon ato në anën marrëse.
Shpejtësia e transmetimit të sinjalit është më shumë se dyfishuar.
Shumë parametra të tjerë të shpejtësisë rriten gjithashtu për shkak të përdorimit të dy kabllove të pavarura, përmes të cilave informacioni shpërndahet dhe merret njëkohësisht në formën e një rryme dixhitale. Cilësia e spektrit të sistemeve të mëposhtme është përmirësuar: 3G, 4G / LTE, WiMAX, WiFi, falë përdorimit të dy hyrjeve dhe dy daljeve.
Fushëveprimi i antenave MIMO
Më shpesh, teknologjia MIMO përdoret për të transferuar të dhëna nga një protokoll si WiFi. Kjo është për shkak të rritjes së gjerësisë së brezit dhe kapacitetit. Për shembull, le të marrim protokollin 802.11n, në të cilin, duke përdorur teknologjinë e përshkruar, mund të arrini shpejtësi deri në 350 Megabit / sek. Cilësia e transmetimit të të dhënave është përmirësuar gjithashtu, edhe në ato zona ku sinjali i marrjes është i ulët. Një shembull i një pike aksesi në natyrë me një antenë MIMO është një shembull i mirënjohur.
Rrjeti WiMAX, duke përdorur MIMO, tani mund të transmetojë informacion me një shpejtësi deri në 40 Megabit / sekondë.
Përdor teknologjinë MIMO deri në 8x8. Falë kësaj, arrihet një shkallë e lartë transferimi - më shumë se 35 Megabits / sekondë. Përveç kësaj, sigurohet një lidhje e besueshme dhe me cilësi të lartë me cilësi të shkëlqyeshme.
Ne po punojmë vazhdimisht për të përmirësuar dhe përmirësuar konfigurimet e teknologjisë. Së shpejti, kjo do të përmirësojë performancën e spektrit, do të përmirësojë kapacitetin e rrjetit dhe do të shpejtojë shpejtësinë e të dhënave.
Një qasje për të rritur shpejtësinë e të dhënave për WiFi 802.11 dhe për WiMAX 802.16 është përdorimi i sistemeve me valë duke përdorur antena të shumta si për transmetuesin ashtu edhe për marrësin. Kjo qasje quhet MIMO (përkthim fjalë për fjalë - "dalje e shumëfishtë hyrëse"), ose "sisteme inteligjente të antenave" (sisteme të antenave inteligjente). Teknologjia MIMO luan një rol të rëndësishëm në zbatimin e standardit 802.11n WiFi.
Teknologjia MIMO përdor antena të shumta të llojeve të ndryshme të sintonizuara në të njëjtin kanal. Çdo antenë transmeton një sinjal me karakteristika të ndryshme hapësinore. Kështu, teknologjia MIMO përdor spektrin e radios në mënyrë më efikase dhe pa kompromentuar besueshmërinë operacionale. Çdo marrës wi-fi "dëgjon" të gjitha sinjalet nga çdo transmetues wifi, gjë që lejon shtigje më të ndryshme transmetimi. Kështu, shtigje të shumta mund të rikombinohen për të përforcuar sinjalet e kërkuara në rrjetet pa tel.
Një tjetër plus i teknologjisë MIMO është se ofron Multiplexing me ndarje hapësinore (SDM). SDM shumëfishon në mënyrë hapësinore transmetime të shumta të pavarura të të dhënave në të njëjtën kohë (kryesisht kanale virtuale) brenda një brezi të vetëm spektral. Në thelb, antenat e shumta transmetojnë rrjedha të ndryshme të të dhënave të koduara individualisht (rrjedha hapësinore). Këto rryma, duke lëvizur paralelisht nëpër ajër, "shtyjnë" më shumë të dhëna përmes një kanali të caktuar. Në marrës, çdo antenë sheh një kombinim të ndryshëm të rrymave të sinjalit dhe marrësi i "demultiplekson" këto rryma për përdorim. MIMO SDM mund të rrisë ndjeshëm xhiron e të dhënave duke rritur numrin e rrymave të të dhënave hapësinore. Çdo rrymë hapësinore ka nevojë për çiftet e antenave të veta të transmetimit/marrjes (TX / RX) në çdo fund të transmetimit. Funksionimi i sistemit është paraqitur në figurën 1.
Duhet të kuptohet gjithashtu se zbatimi i teknologjisë MIMO kërkon një qark të veçantë RF dhe një konvertues analog-në-dixhital (ADC) për secilën antenë. Implementimet që kërkojnë më shumë se dy antena në një zinxhir duhet të projektohen me kujdes në mënyrë që të mos rriten kostot duke ruajtur një nivel të përshtatshëm efikasiteti.
Një mjet i rëndësishëm për rritjen e shpejtësisë fizike të transmetimit të të dhënave në rrjetet pa tela është zgjerimi i gjerësisë së brezit të kanaleve spektrale. Duke përdorur gjerësinë e brezit më të gjerë të kanalit Ortogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), transmetimi i të dhënave maksimizohet. OFDM është një modulim dixhital që e ka provuar veten si një mjet për zbatimin e transmetimit të të dhënave pa tel me shpejtësi të lartë në dy drejtime në rrjetet WiMAX / WiFi. Metoda e zgjerimit të kapacitetit të kanalit është me kosto efektive dhe mjaft e lehtë për t'u zbatuar me rritje të moderuar në përpunimin e sinjalit dixhital (DSP). Kur përdoret si duhet, është e mundur të dyfishohet gjerësia e brezit të standardit Wi-Fi 802.11 nga një kanal 20 MHz në një kanal 40 MHz, dhe gjithashtu mund të dyfishojë gjerësinë e brezit të kanaleve aktualisht në përdorim. Duke kombinuar arkitekturën MIMO me gjerësinë e brezit më të gjerë të kanalit, arrihet një qasje shumë e fuqishme dhe me kosto efektive për të rritur shkallën e transmetimit fizik.
Përdorimi i teknologjisë MIMO me kanale 20 MHz është i shtrenjtë për të përmbushur kërkesat e IEEE WiFi 802.11n (100 Mbps xhiro për SAP MAC). Gjithashtu, për të përmbushur këto kërkesa kur përdorni një kanal 20 MHz, do t'ju nevojiten të paktën tre antena, si në transmetues ashtu edhe në marrës. Por në të njëjtën kohë, funksionimi në një kanal 20 MHz siguron funksionim të besueshëm me aplikacione me gjerësi bande të lartë në një mjedis të vërtetë përdoruesi.
Përdorimi i kombinuar i teknologjive MIMO dhe zgjerimi i kanalit plotëson të gjitha kërkesat e përdoruesve dhe është një tandem mjaft i besueshëm. Kjo është gjithashtu e vërtetë kur përdorni disa aplikacione rrjeti me burime intensive në të njëjtën kohë. Kombinimi i zgjerimit të kanalit MIMO dhe 40 MHz do të lejojë përmbushjen e kërkesave më komplekse si Ligji i Moore dhe zbatimi i teknologjisë CMOS për të përmirësuar teknologjinë DSP.
Kur përdorni kanalin e zgjeruar 40 MHz në intervalin 2.4 GHz, fillimisht pati vështirësi me pajtueshmërinë me pajisjet e bazuara në standardet WiFi 802.11a / b / g, si dhe me pajisjet që përdorin teknologjinë Bluetooth për transmetimin e të dhënave.
Standardi 802.11n Wi-Fi ofron një sërë zgjidhjesh për të adresuar këtë çështje. Një mekanizëm i tillë, i projektuar posaçërisht për të mbrojtur rrjetet, është i ashtuquajturi modaliteti i tepërt me gjerësi të brezit të ulët (jo HT). Përpara përdorimit të protokollit WiFi 802.11n, ky mekanizëm dërgon një paketë në secilën prej gjysmave të kanalit 40 MHz për të reklamuar një rrjet të shpërndarjes vektoriale (NAV). Duke ndjekur mesazhin NAV me modalitet të dyfishtë jo-HT, protokolli i transferimit të të dhënave 802.11n mund të përdoret për kohën e specifikuar në mesazh, pa cenuar trashëgiminë (integritetin) e rrjetit.
Një mekanizëm tjetër është një lloj sinjalizimi dhe parandalon rrjetet me valë që të zgjerojnë kanalin në më shumë se 40 MHz. Për shembull, një laptop ka module 802.11n dhe Bluetooth, ky mekanizëm di për mundësinë e ndërhyrjes së mundshme në funksionimin e këtyre dy moduleve në të njëjtën kohë dhe fiket transmetimin mbi kanalin 40 MHz të njërit prej moduleve.
Këta mekanizma sigurojnë që WiFi 802.11n do të funksionojë me rrjetet e mëparshme 802.11 pa pasur nevojë të migrojë të gjithë rrjetin në harduerin 802.11n.
Ju mund të shihni një shembull të përdorimit të sistemit MIMO në Fig. 2.
Nëse keni ndonjë pyetje pas leximit, mund t'i bëni ato përmes formularit të dërgimit të mesazhit në seksion
