X'inhu MIMO?

1.   X'inhu MIMO?

F'din l-era ta 'interkonnettività, il-mowbajls, bħala t-tieqa għalina biex nikkomunikaw mad-dinja ta' barra, jidher li saru parti minn ġisimna.

Iżda l-mowbajl ma tistax tisserfja l-internet waħdu, in-netwerk tal-komunikazzjoni tal-mowbajl sar l-istess importanti bħall-ilma u l-elettriku għall-bnedmin.Meta tisserfja l-internet, ma tħossx l-importanza ta’ dawn l-eroj ta’ wara l-kwinti.Ladarba titlaq, tħossok li ma tistax tgħix aktar.

Kien hemm żmien, l-internet tat-telefowns ċellulari kien iċċarġjat mit-traffiku, id-dħul medju tal-persuna huwa ta 'ftit mijiet ta' muniti, iżda 1MHz jeħtieġ li tonfoq munita.Allura, meta tara Wi-Fi, tħossok sigur.

Ejja naraw kif jidher wireless router.

8 antenni, qisu brimb.

Jista' s-sinjal jgħaddi minn żewġ ħitan jew aktar?Jew il-veloċità tal-internet se tirdoppja?

Dawn l-effetti jistgħu jinkisbu permezz ta 'router, u jinkiseb b'ħafna antenni, it-teknoloġija famuża MIMO.

MIMO, li huwa Multi-input Multi output.

Huwa diffiċli li wieħed jimmaġina dan, hux?X'inhu Multi-input Multi-output, kif jistgħu l-antenni jiksbu l-effetti kollha?Meta tisserfja l-internet permezz ta 'kejbil tan-netwerk, il-konnessjoni bejn il-kompjuter u l-internet hija kejbil fiżiku, ovvjament.Issa ejja nimmaġinaw meta nużaw antenni biex nibagħtu sinjali fl-arja bl-użu ta’ mewġ elettromanjetiku.L-arja taġixxi bħal wajer iżda hija virtwali, kanal għat-trażmissjoni ta 'sinjali msejjaħ kanal mingħajr fili.

Allura, kif tista 'tagħmel l-internet aktar mgħaġġel?

Iva għandek raġun!Jista 'jiġi solvut minn ftit aktar antenni, ftit aktar wajers virtwali flimkien biex tibgħat u tirċievi data.MIMO huwa ddisinjat għall-kanal mingħajr fili.

L-istess bħal routers bla fili, stazzjon bażi 4G u l-mowbajl tiegħek qed jagħmlu l-istess ħaġa.

Grazzi għat-Teknoloġija MIMO, li hija integrata sewwa mal-4G, nistgħu nesperjenzaw il-veloċità aktar mgħaġġla tal-internet.Fl-istess ħin, l-ispiża tal-operaturi tat-telefon ċellulari naqset b'mod sinifikanti;nistgħu jonfqu inqas biex nesperjenzaw veloċità tal-internet aktar mgħaġġla u illimitata.Issa nistgħu fl-aħħar neħilsu mid-dipendenza tagħna fuq il-Wi-Fi u nisserfjaw l-internet il-ħin kollu.

Issa, ħalluni nintroduċi x'inhu MIMO?

2.Klassifikazzjoni MIMO

L-ewwelnett, il-MIMO li semmejna qabel jirreferi għaż-żieda sinifikanti fil-veloċità tan-netwerk fit-tniżżil.Dan għaliex, għalissa, għandna domanda ferm aktar qawwija għal downloads.Aħseb dwar dan, inti tista 'tniżżel għexieren ta' vidjos GHz iżda ittella l-aktar biss ftit MHz.

Peress li l-MIMO jissejjaħ input multipli u outputs multipli, mogħdijiet ta 'trażmissjoni multipli huma maħluqa minn antenni multipli.Naturalment, mhux biss l-istazzjon bażi jappoġġja t-trasmissjoni ta 'antenna multipla, iżda t-telefon ċellulari jeħtieġ ukoll li jiltaqa' ma 'riċeviment ta' antenna multipla.

Ejja niċċekkja t-tpinġija sempliċi li ġejja: (Fil-fatt, l-antenna tal-istazzjon bażi hija enormi, u l-antenna tat-telefon ċellulari hija ċkejkna u moħbija. Iżda anke b'kapaċitajiet differenti, huma fl-istess pożizzjonijiet ta 'komunikazzjoni.)

Skont in-numru ta 'antenni ta' stazzjon bażi u telefowns ċellulari, jista 'jinqasam f'erba' tipi: SISO, SIMO, MISO u MIMO.

SISO: Input Uniku u Output Uniku

SIMO: Input Uniku u Output Multipli

MISO: Input Multipli u Output Uniku

MIMO: Output Multipli u Output Multipli

Nibdew bis-SISO:

L-aktar forma sempliċi tista' tiġi definita f'termini MIMO bħala SISO – Single Input Single Output.Dan it-trasmettitur jaħdem b'antenna waħda bħala des ir-riċevitur.M'hemm l-ebda diversità, u l-ebda proċessar addizzjonali meħtieġ.

Hemm antenna waħda għall-istazzjon bażi u waħda għat-telefon ċellulari;ma jinterferixxux ma 'xulxin—il-mogħdija tat-trasmissjoni bejniethom hija l-unika konnessjoni.

M'hemm l-ebda dubju li sistema bħal din hija fraġli ħafna, hija triq żgħira.Kwalunkwe sitwazzjoni mhux mistennija tkun direttament theddida għall-komunikazzjonijiet.

SIMO huwa aħjar minħabba li r-riċeviment tat-telefon huwa mtejjeb.

Kif tistgħu taraw, il-mowbajl ma jistax ibiddel l-ambjent mingħajr fili, għalhekk jinbidel innifsu - it-telefon ċellulari jżid antenna miegħu nnifsu.

B'dan il-mod, il-messaġġ mibgħut mill-istazzjon bażi jista 'jilħaq it-telefon ċellulari b'żewġ modi!Huwa biss li t-tnejn jiġu mill-istess antenna fl-istazzjon bażi u jistgħu jibagħtu biss l-istess data.

Bħala riżultat, ma jimpurtax jekk titlef xi dejta fuq kull rotta.Sakemm it-telefon jista 'jirċievi kopja minn kwalunkwe mogħdija, anke jekk il-kapaċità massima tibqa' l-istess fuq kull rotta, il-probabbiltà li tirċievi d-dejta b'suċċess tirdoppja.Din tissejjaħ ukoll tirċievi diversità.

X'inhu MISO?

Fi kliem ieħor, it-telefon ċellulari għad għandu antenna waħda, u n-numru ta 'antenni fl-istazzjon bażi jiżdied għal tnejn.F'dan il-każ, l-istess data tiġi trażmessa miż-żewġ antenni tat-trasmettitur.U l-antenna tar-riċevitur hija mbagħad kapaċi tirċievi l-aħjar sinjal u data eżatta.

Il-vantaġġ li tuża MISO huwa li l-antenni multipli u d-dejta jiġu mċaqalqa mir-riċevitur għat-trasmettitur.L-istazzjon bażi xorta jista 'jibgħat l-istess data b'żewġ modi;ma jimpurtax jekk titlef xi data;il-komunikazzjoni tista' tipproċedi b'mod normali.

Għalkemm il-kapaċità massima tibqa' l-istess, ir-rata ta' suċċess tal-komunikazzjoni rdoppjat.Dan il-metodu jissejjaħ ukoll diversità tat-trażmissjoni.

Fl-aħħarnett, ejja nitkellmu dwar MIMO.

Hemm aktar minn antenna waħda f'kull tarf tal-link tar-radju, u din tissejjaħ MIMO –Multiple Input Multiple Output.MIMO jista 'jintuża biex jipprovdi titjib kemm fir-robustezza tal-kanal kif ukoll fil-fluss tal-kanal.L-istazzjon bażi u n-naħa mobbli jistgħu t-tnejn jużaw żewġ antenni biex jibagħtu u jirċievu b'mod indipendenti, u dan ifisser li l-veloċità hija rduppjata?

B'dan il-mod, hemm erba 'rotot ta' trażmissjoni bejn l-istazzjon bażi u t-telefon ċellulari, li jidher li huwa ħafna aktar ikkumplikat.Imma biex tkun ċert, minħabba li l-istazzjon bażi u n-naħa tat-telefon ċellulari t-tnejn għandhom 2 antenni, jista 'jibgħat u jirċievi żewġ data simultanjament.Allura kemm tiżdied il-kapaċità massima MIMO meta mqabbla ma 'mogħdija waħda?Mill-analiżi preċedenti ta 'SIMO u MISO, jidher li l-kapaċità massima tiddependi fuq in-numru ta' antenni fuq iż-żewġ naħat.

Is-sistemi MIMO huma ġeneralment bħala A*B MIMO;A tfisser in-numru ta 'antenni tal-istazzjon bażi, B tfisser in-numru ta' antenni tat-telefon ċellulari.Aħseb f'4*4 MIMO u 4*2 MIMO.X'taħseb liema kapaċità hija akbar?

4 * 4 MIMO jista 'jibgħat u jirċievi 4 kanali simultanjament, u l-kapaċità massima tiegħu tista' tilħaq 4 darbiet dik tas-sistema SISO.4 * 2 MIMO jista 'jilħaq biss 2 darbiet is-sistema SISO.

Dan bl-użu ta 'antenni multipli u mogħdijiet ta' trasmissjoni differenti fl-ispazju tal-multiplexing biex tibgħat kopji multipli ta 'data differenti b'mod parallel biex tiżdied il-kapaċità jissejjaħ multiplex tad-diviżjoni spazjali.

Allura, tista 'l-kapaċità massima ta' trasmissjoni fis-sistema MIMO?Ejja niġu għat-test.

Għadna nieħdu l-istazzjon bażi u l-mowbajl b'2 antenni bħala eżempju.Liema tkun il-mogħdija tat-trażmissjoni bejniethom?

Kif tistgħu taraw, l-erba 'mogħdijiet jgħaddu mill-istess fading u interferenza, u meta d-data tilħaq il-mowbajl, ma jistgħux jibqgħu jiddistingwu lil xulxin.Dan mhux l-istess bħal triq waħda?F'dan iż-żmien, is-sistema 2 * 2 MIMO mhix l-istess bħas-sistema SISO?

Bl-istess mod, is-sistema 2 * 2 MIMO tista 'tiddeġenera f'SIMO, MISO, u sistemi oħra, li jfisser multiplex tad-diviżjoni spazjali hija mnaqqsa għad-diversità tat-trażmissjoni jew id-diversità tar-riċeviment, l-aspettattiva tal-istazzjon bażi ddeġenerat ukoll milli jsegwi veloċità għolja għal tiżgura r-rata ta 'suċċess li tirċievi.

U kif jiġu studjati s-sistemi MIMO bl-użu ta’ simboli tal-matematika?

3.Is-sigriet tal-kanal MIMO

L-inġiniera jħobbu jużaw simboli tal-matematika.

L-inġiniera mmarkaw id-dejta miż-żewġ antenni fuq l-istazzjon bażi bħala X1 u X2, id-dejta mill-antenni tat-telefon ċellulari bħala Y1 u Y2, l-erba 'mogħdijiet ta' trasmissjoni kienu mmarkati bħala H11, H12, H21, H22.

Huwa faċli li tikkalkula Y1 u Y2 b'dan il-mod.Imma xi kultant, il-kapaċità ta '2 * 2 MIMO tista' tilħaq id-doppju ta 'SISO, xi kultant ma tistax, xi kultant saħansitra ssir l-istess bħal SISO.Kif tispjegaha?

Din il-problema tista 'tiġi spjegata mill-korrelazzjoni tal-kanal li għadna kif semmejna—aktar ma tkun għolja l-korrelazzjoni, iktar ikun diffiċli li tiddistingwi kull mogħdija ta' trasmissjoni n-naħa mobbli.Jekk il-kanal huwa l-istess, allura ż-żewġ ekwazzjonijiet isiru waħda, għalhekk hemm mod wieħed biss biex tittrasmettih.

Ovvjament, is-sigriet tal-kanal MIMO jinsab fil-ġudizzju tal-indipendenza tal-mogħdija tat-trażmissjoni.Jiġifieri, is-sigriet jinsab f'H11, H12, H21, u H22.L-inġiniera jissimplifikaw l-ekwazzjoni kif ġej:

Inġiniera ppruvaw jissimplifikaw l-H1, H12, H21, u H22, permezz ta 'xi bidliet kumplessi, l-ekwazzjoni u eventwalment konvertiti għall-formula.

Żewġ inputs X'1 u X'2, immoltiplika l-λ1 u λ2, tista 'tikseb Y'1 u Y'2.Xi jfissru l-valuri ta' λ1 u λ2?

Hemm matriċi ġdida.Matriċi b'dejta fuq dijagonali waħda biss tissejjaħ matriċi djagonali.In-numru ta 'dejta mhux żero fuq id-dijagonali jissejjaħ il-grad tal-matriċi.F'2 * 2 MIMO, tirreferi għall-valuri mhux żero ta 'λ1 u λ2.

Jekk il-grad huwa 1, dan ifisser li s-sistema 2 * 2 MIMO hija korrelata ħafna fl-ispazju ta 'trażmissjoni, li jfisser li MIMO jiddeġenera għal SISO jew SIMO u jista' biss jirċievi u jittrasmetti d-dejta kollha fl-istess ħin.

Jekk il-grad huwa 2, allura s-sistema għandha żewġ kanali spazjali relattivament indipendenti.Jista 'jibgħat u jirċievi data fl-istess ħin.

Allura, jekk il-grad huwa 2, il-kapaċità ta 'dawn iż-żewġ kanali ta' trażmissjoni hija d-doppju ta 'dik ta' wieħed?It-tweġiba tinsab fil-proporzjon ta 'λ1 u λ2, li jissejjaħ ukoll in-numru kondizzjonali.

Jekk in-numru kondizzjonali huwa 1, dan ifisser λ1 u λ2 huma l-istess;għandhom indipendenza għolja.Il-kapaċità tas-sistema 2 * 2 MIMO tista 'tilħaq il-massimu.

Jekk in-numru kondizzjonali huwa ogħla minn 1, dan ifisser li λ1 u λ2 huma differenti.Madankollu, hemm żewġ kanali spazjali, u l-kwalità hija differenti, allura s-sistema se tpoġġi r-riżorsi ewlenin fuq il-kanal bi kwalità aħjar.B'dan il-mod, il-kapaċità tas-sistema 2 * 2 MIMO hija 1 jew 2 darbiet tas-sistema SISO.

Madankollu, l-informazzjoni hija ġġenerata waqt it-trażmissjoni spazjali wara li l-istazzjon bażi jibgħat id-dejta.Kif jaf l-istazzjon bażi meta jibgħat kanal wieħed jew żewġ kanali?

Tinsiex, u m'hemmx sigrieti bejniethom.It-telefon ċellulari se jibgħat l-istat tal-kanal imkejjel tiegħu, il-grad tal-matriċi tat-trażmissjoni, u suġġerimenti għall-kodifikazzjoni minn qabel lill-istazzjon bażi għal referenza.

F'dan il-punt, naħseb li nistgħu naraw li l-MIMO jirriżulta li huwa ħaġa bħal din.