Technologie antény MIMO. MIMO TECHNOLOGIE: Co to je as, co je jedeno

Stručně o MIMO.

Technologie založená na WiFi IEEE 802.11n Standard.

Wi - život. představuje krátká recenze podle wiFi technologie IEEE 802.11 N. .
Rozšířené informace video publikování.

První Generování zařízení s normou WiFi 802.11n před několika lety se objevilo na trhu. Technologie MIMO (MIMO - více vstupů / více výstupů - Více vstupů / více výstupů) je 802.11n tyč. Jedná se o rádiový systém s množstvím samostatného přenosu a příjmových cest. Systémy MIMO jsou popsány s použitím počtu vysílačů a přijímačů. Standard WiFi 802.11n definuje soubor možných kombinací od 1x1 do 4x4.

V typickém případě nasazení sítě Wi-Fi uvnitř místnosti, například v kanceláři, workshopu, hangáru, rádiová signálová nemocnice jen zřídka jde podél nejkratší cesty mezi vysílačem a přijímačem v důsledku stěnách, dveří a jiných překážek . Většina z těchto prostředích má hodně různé povrchykterý odrážejí rádiový signál (elektromagnetická vlna), je podobný zrcadle odrážejícímu světlo. Po resetu tvoří více kopií originálu wiFi signál. Když se více kopií signálu WiFi posunout různé způsoby od vysílače do přijímače. Signál je nejkratší cesta k přijímači bude první a následující kopie (nebo přepracovaný signál echo) přijdou o něco později kvůli déle cesty. To se nazývá multipath distribuce signálu (multipath). Více distribučních podmínek se neustále mění, protože Wi-Fi zařízení jsou často přesunuty (smartphone s Wi-Fi v rukou uživatele), pohybující se kolem různých objektů vytváření rušení (lidé, auta atd.). V případě příjezdu signálů v různých časech a v různých úhlech může to způsobit zkreslení a možný útlum signálu.

Je důležité si uvědomit, že podpora WiFi 802.11 N C Mimo A velký počet přijímačů může snížit účinek multipath distribuce a destruktivní rušení, ale v každém případě je lepší snížit podmínky multipath distribuce, kde je to možné. Jedním z nejdůležitějších momentů - držte antény co nejdále z kovových objektů (především Omni WiFi anténa, která má kruhový nebo všesměrový orientační graf).

Nezbytný Je jasné pochopit, že ne všechny klienty WI -FI a standardní přístupové body WiFi jsou stejné z bodu MIMO.
K dispozici jsou klienty 1x1, 2x1, 3x3 atd. Například smartphone mobilní zařízení nejčastěji podporují MIMO 1x 1, někdy 1x 2. To je způsobeno dvěma klíčovými problémy:
1. Potřeba zajistit nízkou spotřebu energie a dlouhou životnost baterie,
2. Obtížnost v místě několika antén s rozkladem v malém případě.
Totéž platí pro ostatní mobilní zařízení: tabletové počítače, PDA atd.

Notebooky notebooky jsou často podporovány MIMO až 3x3 ( MacBook Pro. atd).

Pojďme Zvažte hlavní typy MIMO ve standardních sítích WiFi.
Nyní definujeme podrobnosti o počtu vysílačů a přijímačů. Je důležité pochopit princip.

První typ: Dávěla při přijímání signálu na wifi zařízení

Pokud je v místě recepce nejméně dva připojené přijímače s odpojenými anténami,
Je docela realistické analyzovat všechny kopie na každém přijímači vybrat nejlepší signály.
DALŠÍ S těmito signály můžete provádět různé manipulace, ale zajímajíme se především
Možnost jejich kombinaci pomocí technologie MRC (maximální poměr kombinovaný). Technologie MRC bude dále zvažována.

Druhý typ: Diabilection Při odesílání signálu na zařízení WiFi

Pokud se v bodě odesílání existují alespoň dva připojené WiFi vysílače s odpojenými antény, pak možnost vysílání skupiny identických signálů zvýšit počet kopií informací, zvýšit spolehlivost na převod a snížení potřeby obnovit Data v rádiovém kanálu, v případě jejich ztráty.

Třetí typ: Prostorové multiplexní signály na WiFi Standardním zařízení
(Kombinace signálu)

Pokud je v bodě odesílání a na příjmu, existují alespoň dva propojené WiFi vysílače s odpojenými antény, pak schopnost poslat soubor různých informací nahoře různé signály Za účelem vytvoření možnosti virtuální sdružení těchto informací teče do jednoho datového kanálu, jehož celková šířka pásma hledá množství jednotlivých toků, ze kterých se skládá. Toto se nazývá prostorové multiplexování. Ale je zde velmi důležité, aby bylo zajištěno možnost vysoce kvalitního oddělení všech zdrojových signálů, což vyžaduje velké množstvíSnr. - Poměry signálu / šumu.

MRC Technology. (Maximální poměr kombinovaný ) Používá se v mnoha moderních přístupových bodechWi-Fi. Corporate Class.
MRC. zaměřené na zvedání úrovně signálu ve směru odWi-Fi. Klient na Point. Přístup WiFi. 802.11.
Pracovní algoritmusMRC. To znamená sběr na několika antén a přijímačích všech přímých a přepracovaných signálů s multipath. Další, speciální procesor (DSP. ) Vybere nejlepší signál z každého přijímače a provádí kombinaci. Ve skutečnosti, matematické zpracování implementuje virtuální fázový posun pro vytvoření pozitivního rušení s přidáním signálů. Výsledný celkový signál je tedy významně lepší v charakteristikách než všechny počáteční.

MRC. Umožňuje poskytovat výrazně lepší pracovní podmínky pro mobilní zařízení s nízkou spotřebou energie ve standardní síti.Wi-Fi. .

V systémech WiFi 802.11n Výhody multipath se používají ke současně přenášet více rádiových signálů. Každý z těchto signálů nazvaný " prostorové toky"Odjíždí ze samostatné antény pomocí samostatného vysílače. Vzhledem k přítomnosti určité vzdálenosti mezi anténami, každý signál sleduje přijímač pro mírně odlišnou cestu. Tento efekt se nazývá " prostorová diverzita" Přijímač je také vybaven několika anténami s oddělenými rozhlasovými modely, které nezávisle dekódují příchozí signály a každý signál je kombinován se signály z jiných příjemných rádiových modelů. V důsledku toho jsou současně přijímány několik datových toků. To poskytuje výrazně vyšší šířku pásma než v předchozích standardních systémech WiFi 802.11, ale také vyžaduje klienta s podporou 802.11n.

Nyní se v tomto tématu ponoří:
Ve standardních zařízeních WiFi sMIMO. Je možné oddělit celé příchozí informační tok do několika různých datových toků pomocí prostorového multiplexování pro následné odeslání. Několik vysílačů a antén se používají k odesílání různých proudů v jednom frekvenčním kanálu. Může být vizualizována tak, že některá textová fráze může být přenášena, takže první slovo je odesláno prostřednictvím jednoho vysílače, druhý přes jiný vysílač atd.
Přirozeně musí přijímající strana podporovat stejnou funkčnost (MIMO) pro plnou přidělování různých signálů, usmíření a sdružení s opět prostorovým multiplexováním. Takže dostaneme příležitost obnovit původní tok informací. Prezentovaná technologie umožňuje rozdělit velký datový tok do sady menších proudů a předávat je odděleně od sebe. Obecně to umožňuje efektivněji zlikvidovat rádiové služby a konkrétně frekvence vybrané pro Wi-Fi.

WiFi 802.11n Standardní technologie Určuje také, jak může být MIMO použito ke zlepšení úrovně SNR v přijímači pomocí vysílacího papronu. S touto technikou je možné ovládat proces odesílání signálů z každé antény tak, aby byly parametry přijatého signálu zlepšeny v přijímači. Jinými slovy, kromě odesílání více datových toků může být více vysílačů použito k dosažení vyššího SNR na příjmu přijímání a v důsledku toho větší přenos dat na klienta.
Je třeba poznamenat následující věci:
1. Proveďte přenosu beamforming (vysílací bemformování), stanoveno ve standardem Wi-Fi 802.11n, vyžaduje spolupráce S přijímačem (ve skutečnosti s klientským zařízením) získat zpětnou vazbu o stavu signálu v přijímači. Zde je nutné mít podporu této funkčnosti na obou stranách kanálu - jak na vysílači, tak na přijímači.
2. Na základě složitosti tohoto postupu nebyla správa grafu ředitelství (vysílacího snímání) podporováno v první generaci 802.11n čipů jak na straně terminálu, tak na straně přístupových bodů. V současné době většina existujících čipů pro klientská zařízení Také nepodporují tuto funkci.
3. Existují řešení pro budování sítíWi-Fi. Které vám umožní plně ovládat graf zaostření v přístupových bodech bez nutnosti přijímat zpětnou vazbu z klientských zařízení.

Získání oznámení při vydání nových tematických článků nebo vzhledu nových materiálů na místě, které nabízíme.

Připojte se k naší skupině

Na prstech o MIMO.

Představte si, že informace jsou lidé, a modem a základnová stanice provozovatele jsou dvě města, mezi nimiž je jedna cesta položena, a anténa je vlaková stanice. Budeme nést lidi ve vlaku, který může například transportovat více než sto lidí. Šířka pásma mezi těmito městy bude omezena, protože Vlak může trvat jen sto lidí najednou.

Abych byl 200 osob dorazí do jiného města, ve stejnou dobu mezi městy stavět druhou cestu a zahájit druhý vlak současně jako první, čímž se dvakrát zvyšuje tok lidí. Technologie MIMO také funguje, v podstatě jednoduše zdvojnásobíme počet nití. Počet nití definuje standard MIMO, dva proudy - MIMO 2x2, čtyři proudy - MIMO 4x4 atd. Chcete-li převést data přes internet, ať už je to 4G LTE nebo WiFi, zpravidla se používá standard MIMO 2x2. Chcete-li vzít dvojitý proud zároveň, dva konvenční antény jsou vyžadovány nebo analogií dvou stanic, nebo ušetřit peníze jednu MIMO anténu, jako by to byla jedna stanice se dvěma platformami. To znamená, že MIMO anténa je dvě antény uvnitř jednoho.

Panel MIMO anténa může doslova mít dvě sady vyzařujících prvků ( "Záplaty") V jednom případě ( například čtyři patch práce ve vertikální polarizaci, další čtyři v horizontální, jen osm záplat). Každá sada je připojena ke zásuvce.

A může mít jednu sadu náplastí, ale mající dvouporový (ortogonální) vytočení, takže anténní prvky jsou napájeny s fázovým posunem o 90 stupňů, a pak každá náplast bude pracovat ve vertikální a horizontální polarizaci současně.

V tomto případě bude jedna sada náplastí připojena ihned na dvě zásuvky, je to tyto antény MIMO a prodávány v našem internetovém obchodě.

Více informací

Mobile LTE Digital Stream vysílání se týká nového vývoje 4G. Užívání sítě 3G pro analýzu sítě, lze zjistit, že jeho přenos dat je 11krát nižší než 4G. Nicméně rychlost, jak získávání, tak vysílání dat LTE je často nekvalitní. To je spojeno s nedostatkem úrovně napájení nebo signálu, která přijímá 4G LTE modem z stanice. Pro významné zlepšení kvality šíření informací jsou realizovány 4G MIMO antény.

Změněné antény ve srovnání s konvenčními systémy distribuce dat mají další schéma vysílače. Například potřebujete Digital Stream Divider pro distribuci informací na nízkorychlostní toky, jehož číslo je spojeno s počtem antén. Pokud je příchozí průtok přibližně 200 megabit za sekundu, budou vytvořeny dva proudy - oba 100 megabitů za sekundu. Každý proud by měl být vysílán samostatnou anténou. Polarizace rádiové vlny přenášené z každé ze dvou antén se liší od dubování dat během recepce. Přijímající zařízení pro uložení rychlosti přenosu dat by mělo mít také dva přijímající antény v různých polarizacích.

MIMO Výhody

MIMO je distribucí několika informačních toků vůbec přes jeden kanál, následovaný jejich průchodem po páru nebo velké množství Antény před vstupem přijatých nezávislých zařízení pro vysílání rádiových vln. To vám umožní výrazně zlepšit šířku pásma signálu, aniž by se uchýlil k rozšíření pásu.

Při vysílání rádiových filtrů, digitální proud v rádiovém kanálu selektivně zamrzne. Je možné poznamenat, zda jste obklopeni městskými vícepodlažními domy, pohybující se vysokou rychlostí nebo odstraněním z zóny, kterou může být rádiová vlna pokryta. Chcete-li se zbavit tohoto problému, byla vytvořena MIMO anténa, schopna vysílat informace o několika kanálech s mírným zpožděním. Informace jsou předem zakódovány a pak obnoveny na přijímací straně. V důsledku toho se zvyšuje nejen míra distribuce dat, ale také významně zlepšuje kvalitu signálu.

Ve svých konstruktivních funkcích antény lte. Jsou rozděleny do obyčejného a skládající se ze dvou transceiverových zařízení (MIMO). Obvyklá signálový propagační systém umožňuje dosáhnout rychlosti ne více než 50 megabitů za sekundu. MIMO dává šanci zvýšit rychlost přenosu signálu více než dvakrát. Toho je dosaženo díky instalaci v krabici najednou několik antén, které jsou umístěny na menší vzdálenost od jednoho do druhého.

Simultánní výroba, stejně jako digitální rozložení proudu, antény k příjemci se vyskytují prostřednictvím dvou nezávislých kabelů. To vám umožní výrazně zvýšit parametry rychlosti. MIMO se úspěšně používá v bezdrátových systémech, jako jsou WiFi, stejně jako mobilní sítě a WiMax. Použití této technologie, které jsou obvykle dvěma vstupy a dvěma výstupy, umožňuje zlepšit spektrální kvalitní WiFi., WiMAX, 4G / LTE a další systémy, zvýšení přenosu informací a kapacitu datového proudu. Uvedené výhody jsou dosažitelné vysílání dat ze 4G MIMO antény k příjemci několika bezdrátová připojení. Odtud a název této technologie (více vstupů více vstupů je více vstupů a více výstupu).

. Kde se používá MIMO

MIMO velmi rychle získal popularitu zvýšením kapacity a šířky pásma takových protokolů přenosu dat jako WiFi. Standardní WiFi 802.11n můžete mít jako nejoblíbenější případ použití MIMO. Díky komunikační technologii MIMO v tomto protokolu WiFi je možné rozvíjet rychlost více než 300 megabitů za sekundu.

Kromě urychlení přenosu informací, bezdrátová síť díky MIMO obdržela zlepšené vlastnosti, pokud jde o plán přenosu dat i v místech, kde je úroveň přijímacího signálu dostatečně nízká. WiMAX Díky nové technologii bylo možné vysílat data rychlostí až 40 megabitů za sekundu.

Ve standardním 4G (LTE) je MIMO možné s konfigurací až 8x8. Teoreticky to umožní vysílat digitální proud z hlavní stanice příjemci rychlostí více než 300 megabitů za sekundu. Dalším atraktivním bodem z aplikace nového systému je kvalitativní a udržitelná sloučenina pozorovaná i na hranici buňky.

To znamená, že i ve značné vzdálenosti od stanice, stejně jako v místnosti v místnosti s hustými stěnami, bude vidět pouze mírný pokles vysokorychlostních charakteristik. MIMO lze aplikovat téměř v každém informačním přenosovém systému s bezdrátovým způsobem. Je třeba poznamenat, že potenciál tohoto systému je nevyčerpatelný.

Hledáte způsoby, jak vytvořit nové antény konfigurací MIMO, například až 64x64. V blízké budoucnosti to poskytne příležitost k dalšímu zlepšení účinnosti spektrálních ukazatelů, zvýšit kapacitu sítí a množství informací o překladu informací.

Žijeme v éře digitální revoluce, drahý anonymním. Neměli jsme čas si zvyknout na novou technologii, jsme již nabízeni ze všech stran ještě nové a pokročilé. A když se chceme odrazy, ať už tuto technologii skutečně skutečně pomůže získat více rychlý internet Nebo jednoduše opět choval za peníze, návrháři vyvíjí ještě více konstruktorů. nová technologiekteré budeme nabízet na návratu současného již za 2 roky. To platí i pro technologie MIMO antény.

Co je tato technologie - MIMO? Vícenásobný vstup více výstupu - více přihlášení více výstupu. První ze všech, MIMO technologie je integrované řešení A týká se nejen antén. Pro lepší pochopení této skutečnosti byste měli udělat malou exkurzi v historii vývoje. mobilní komunikace. Před vývojáři je úkolem sdělit větší množství informací na jednotku času, tj. zvýšit rychlost. Analogií s přívodem vody - dodávejte větší množství vody za jednotku času. Můžeme to udělat zvýšením "průměru trubek" nebo analogicky rozšiřujícím komunikační frekvenční pásmo. Zpočátku gSM Standard To bylo naostřeno k odbornému provozu a měl šířku kanálu 0,2 MHz. Bylo to dost. Kromě toho existuje problém zajišťování přístupu pro více hráčů. Lze jej vyřešit rozdělením předplatitelů ve frekvenci (FDMA) nebo čase (TDMA). GSM používají obě metody současně. V důsledku toho máme rovnováhu mezi maximálním možným počtem předplatitelů v síti a minimální možnou šířku pásma pro hlasový provoz. S vývojem mobilní internet Tento minimální proužek se stal překážkou pro zvýšení rychlosti. Dva technologie založené na platformě GSM - GPRS a hrany dosáhly limitní rychlostí 384 kbps. Pro další zvýšení rychlosti bylo nutné současně rozšířit pásm pro internetový provoz pomocí infrastruktury GSM. V důsledku toho byl vyvinut standard UMTS. Hlavním rozdílem je expanze pásma ihned na 5 MHz a zajistit přístup k multiplayerům - použití technologie přístupu CDMA kódu, ve kterém několik účastníků pracuje současně v jednom frekvenčním kanálu. Tato technologie byla pojmenována W-CDMA, zdůrazňující, že to funguje v širokém pásmu. Tento systém byl pojmenován třetí generační systém - 3G, ale je doplněk přes GSM. Takže jsme dostali širokou "trubku" v 5 MHz, což umožnilo zpočátku zvýšit rychlost až 2 Mbps.

Jak jinak můžete zvýšit rychlost, pokud nemáme možnost dále zvýšit "průměr potrubí"? Můžeme paralelovat proud do několika částí, nechat každý kus v samostatném malém potrubí a potom tyto jednotlivé proudy složí na přijímací stranu do jednoho širokého proudu. Kromě toho rychlost závisí na pravděpodobnosti chyby v kanálu. Snížení této pravděpodobnosti pomocí nadměrného kódování, proaktivní korekce chyb, používání pokročilejších metod modulace rádiového signálu, můžeme také zvýšit rychlost. Všechny tyto vývoj (spolu s rozšířením "trubky" zvýšením počtu nosičů na kanálu) byly důsledně aplikovány v dalším zlepšováním standardu UMTS a dostal jméno HSPA. Toto není náhrada za W-CDMA a měkký + tvrdý upgrade této hlavní platformy.

Vývoj standardů pro 3G se zabývá mezinárodním konsorciem 3GPP. Tabulka shrnuje některé znaky různých verzí této normy:

3G HSPA Rychlost a hlavní technologické prvky
3GPP vydání	Technologie	Rychlost downlink (Mbps)	Uplink Rychlost (Mbps)
Rel 6.	Hspa.	14.4	5.7
Rel 7.	Hspa +. 5 MHz, 2x2 Mimo Downlink	28	11
Rel 8.	DC-HSPA + 2x5 MHz, 2x2 Mimo Downlink	42	11
Rel 9. \\ t	DC-HSPA + 2x5 MHz, 2x2 Mimo Downlink, 2x5 MHz uplink.	84	23
REL 10.	MC-HSPA + 4x5 MHz, 2x2 Mimo Downlink, 2x5 MHz uplink.	168	23
Rel 11.	MC-HSPA + 8x5 MHz 2x2 / 4x4 Mimo Downlink, 2x5 MHz 2x2 MIMO UPLINK	336 - 672	70

4G LTE Technologie, kromě zpětné kompatibility s 3G sítí, která ji umožnila vyhrát nad WiMAX, je schopna v budoucnu vyvíjet i vysoké rychlosti, na 1Gbit / s a \u200b\u200bvýše. Existují ještě pokročilejší technologie přenosu digitálního proudu do rádiového rozhraní, jako je modulace OFDM, což je velmi dobře integrováno s technologií MIMO.

Co je to Mimo? Paulling tok do několika kanálů může být spuštěno nimi různými způsoby přes několik antén "vzduchem", a vzít je se stejnými nezávislými anténami na přijímací straně. Takže dostaneme několik nezávislých "trubek" na rádiovém rozhraní bez rozšiřování proužků. To je hlavní myšlenka MIMO.. Během propagace rádiových vln v rádiovém kanálu jsou pozorovány selektivní scénáře. To je zvláště patrné v podmínkách hustého rozvoje měst, pokud je účastník v pohybu nebo na okraji zóny buněčné služby. Selhání v každé prostorové "potrubí" se vyskytuje současně. Proto, pokud dáváme dohromady dva MIMO kanály, jeden a stejné informace s malým zpožděním, předem impozantní speciální kód na něj (metoda alamotických, kódů ve formě magického náměstí), můžeme obnovit ztracené postavy přijímací strana, která je ekvivalentní zlepšení poměru signálu / šumu do 10-12 dB. V důsledku toho taková technologie opět vede ke zvýšení rychlosti. Ve skutečnosti se jedná o dlouhodobě známý výtok (RX diverzita) organicky zabudované do technologie MIMO.

Nakonec musíme pochopit, že MIMO musí být podporován jak v databázi, tak na našem modemu. Obvykle v 4G počtu MIMO kanálů na dva - 2, 4, 8 (v systémech Wi-Fi, tříkanálový systém 3x3 byl distribuován) a doporučuje se, aby jejich počet shody a na základě modemu. Proto je třeba tuto skutečnost opravit, MIMO je určeno s příjmem kanálů * přenosem - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO atd. Zatímco v současné době se zabýváme především z 2x2 MIMO.

Jaké antény jsou používány v technologii MIMO? Jedná se o běžné antény, jednoduše by měly být dva (pro 2x2 MIMO). Pro separaci kanálů se používá ortogonální, tzv. X-polarizace. Zároveň se polarizace každé antény vzhledem ke svislému posunutí 45 ° a vzhledem k sobě - \u200b\u200b90 °. Takový úhel polarizace klade obě kanály ve stejných podmínkách, protože s vodorovně / vertikální orientační antény, jeden z kanálů by nevyhnutelně získal větší zeslabení v důsledku účinku povrchu Země. Ve stejné době, 90 ° polarizační posun mezi antény umožňuje uvolnit kanály mezi sebou alespoň 18-20 dB.

Pro MIMO budeme potřebovat modem se dvěma anténními vstupy a dvěma střešními anténami. Zůstane však otevřít otázku Je tato technologie podporována základna. V normách 4G LTE a WIMAX je taková podpora jak na straně účastnických zařízení, tak na základě. V síti 3G není vše tak jednoznačné. Tisíce non-MIMO zařízení již pracují v síti, pro které zavedení této technologie přináší opačný účinek - šířka pásma sítě se snižuje. Proto operátoři nejsou ve spěchu zavést MIMO všude v sítích 3G. Takže základna může poskytnout předplatitele s vysokou rychlostí, musí mít dobrou dopravu, tj. Mělo by být dodáno k němu "tlusté potrubí", je žádoucí optické vlákno, které také ne vždy probíhá. Proto v sítích 3G je technologie MIMO v současné době v rámci fáze tvorby a vývoje, oba operátoři i uživatelé jsou testovány a poslední nejsou vždy úspěšně. Proto naděje pro MIMO antény jsou pouze v sítích 4G. Na okraji prostoru buněčné služby můžete aplikovat antény s velkým amplifikací, například zrcadla, pro které je MIMO již v prodeji

V sítích Technologie Wi-Fi MIMO je upevněn v normách IEEE 802.11n a IEEE 802.11AC a je podporována mnoha zařízeními. I když vidíme příchod v síti 3G-4G technologie 2x2 MIMO, vývojáři nesedí na místě. Užívání technologií 64x64 MIMO se vyvíjejí s inteligentními anténami s adaptivním orientačním diagramem. Ty. Pokud jsme odřízli pohovku na židli nebo opustíme kuchyň, náš tablet si to všimne a nasadí graf fokální posunutí v požadovaném směru. Potřebuje někdo v té době někdo web?

Najednou, nějakým způsobem a nepostřehnutelně opustil IR připojení, pak Bluetooth byl zastaven pomocí výměny dat. A teď je to fronta Wi-Fi ...

Systém pro více hráčů byl vyvinut s množstvím vstupů a výstupů, které umožňuje sítě výměnou dat s více než jedním počítačem současně. Tvůrci tvrdí, že při použití stejného rozsahu rádiového vlny se usadil pod Wi-Fi, směnný kurz může být ztrojnásoben.

Qualcomm Atheros vyvinula multiplayerový systém s více vstupy a výstupy (protokol MU-MIMO), což umožňuje sítě výměnou dat s více než jedním počítačem. Společnost plánuje zahájit demonstraci technologie v příštích několika měsících před zahájením zákazníků počátkem příštího roku.

Za účelem získání tohoto vysokého směnného kurzu však budou muset uživatelé upgradovat své počítače a síťové směrovače.

Podle Wi-Fi protokolu se klienti podávají postupně - v určitém časovém intervalu, aktivuje se pouze jedno zařízení pro vysílání a přijímání informací, takže se používá pouze malá část šířky pásma sítě.

Akumulace těchto sériových událostí vytváří pokles směnného kurzu, protože je k síti připojeno rostoucí počet zařízení.

MU-MIMO Protocol (víceuživatel, více vstupů, více výstupu) poskytuje simultánní přenos informací do skupiny klientů, která poskytuje efektivnější využití dostupné šířky pásma wi-Fi síť A tím urychlí přenos.

Qualcomm se domnívá, že takové funkce budou zvláště užitečné pro konferenční centra a internetová kavárna, když je několik uživatelů připojen ke stejné síti.

Společnost také domnívá, že to nejen o zvyšování absolutní rychlosti, ale také o efektivnějším využití sítě a vysílacího času na podporu rostoucího počtu připojených zařízení, služeb a aplikací.

MU-MIMO Qualcomm čipy budou prodávat router výrobcům, přístupových bodů, smartphony, tablety a další zařízení pro podporu Wi-Fi. První čipy budou schopny pracovat současně se čtyřmi datovými toky; Podpora technologie bude zahrnuta do čipů Attheros 802.11AC mobilní procesory Snapdragon 805 a 801. Demonstrace pracovní technologie se bude konat v tomto roce a první dodávky žetonů jsou naplánovány na 1. čtvrtletí příštího roku.

No, teď, kdo chce v této technologii podrobněji číst ...

MIMO. (Vícenásobný vstup více výstupu - více vstupů protokolu) je technologie používaná v bezdrátových komunikačních systémech (WiFi, Wi-Max, mobilní komunikační sítě), což umožňuje výrazně zlepšit spektrální účinnost systému, maximální rychlost přenosu dat a kapacita sítě. Hlavní způsob, jak dosáhnout výše uvedených výhod, je přenos dat ze zdroje do příjemce přes několik rádiových sloučenin, přichází z této technologie a obdržel svůj název. Zvažte prehistorie této problematiky a definujeme hlavní důvody, které sloužily k rozšířené technologii MIMO.

Využití vysokorychlostních sloučenin, které poskytují vysoce kvalitní výkonnost (QoS) s vysokou tolerancí s vysokou chybou roste od roku. To do značné míry přispívá k vzniku těchto služeb, jako je VoIP (Hlas přes internetový protokol), videokonferencí, VOD (video na vyžádání), atd. bezdrátová technologie Neumožňují předplatitele vysokou kvalitu služeb na okraji povlakové zóny. V buněčných a jiných bezdrátových komunikačních systémech, kvalita připojení, stejně jako dostupné rychlosti přenosu dat rychle klesá s volební stanicí (BTS). Současně s tím spadá kvalita služeb, což nakonec vede k nemožnosti poskytování služeb v reálném čase s vysokou kvalitou v celém pokrytí rádiových sítí. Chcete-li tento problém vyřešit, můžete vyzkoušet základní stanice pro instalaci základnových stanic jako úzce a organizovat vnitřní povlak na všech místech s nízkou úrovní signálu. To však bude vyžadovat významné finanční náklady, které nakonec povedou ke zvýšení nákladů na službu a snížení konkurenceschopnosti. Pro vyřešení tohoto problému je tedy originální inovace vyžadována, pokud je to možné, aktuální frekvenční rozsah a nevyžaduje konstrukci nových síťových objektů.

Vlastnosti rádiové vlny

Aby bylo možné pochopit principy technologie MIMO, je nutné zvážit obecné principy pro šíření rádiových vln ve vesmíru. Vlny emitované různými bezdrátovými rádiovými systémy v rozsahu více než 100 MHz, do značné míry se chovají jako světelné paprsky. Když rádiová vlna, když distribuuje, potom splňují jakýkoliv povrch, v závislosti na materiálu a velikosti překážky, část energie je absorbována, dílo prochází část a zbývající - se odráží. Poměr podílu absorbované, odráží a procházející části energie je ovlivněn mnoha vnějšími faktory, včetně frekvence signálu. Navíc se odráží a procházejí signálovými energiemi může změnit směr jeho dalšího šíření a samotný signál je rozdělen do několika vln.

Signál ze zdroje k příjemci po setkání s četnými překážkami příjemce je rozdělen na množství vln po setkání s mnoha překážkami. Každý z vln, které přišli do přijímače, tvoří tzv. Distribuční dráhu signálu. A vzhledem k tomu, že různé vlny se odrážejí od různých množství překážek a průchodu různá vzdálenost, Různé cesty mají různé časové zpoždění.

V podmínkách husté městské budovy, vzhledem k velkému počtu překážek, jako jsou budovy, stromy, automobily atd., Situace se vyskytuje velmi často, když neexistuje přímá viditelnost mezi účastnickým zařízením (MS) a základnovou stanicí antény (BTS). V tomto případě je jedinou možností pro dosažení signálu přijímače odráží vlny. Nicméně, jak bylo uvedeno výše, opakovaně odražený signál již nemá počáteční energii a může přijít s potvrzením. Speciální složitost také vytváří skutečnost, že objekty ne vždy zůstávají pevné a situace se může časem změnit. V tomto ohledu problému dochází k problému propagace multipath signálu - jeden z nejvýznamnějších problémů v bezdrátových komunikačních systémech.

Multipath distribuce - Problém nebo výhoda?

Pro boj proti multipath signálům se použije několik různých řešení. Jedním z nejčastějších technologií je recepce oddělená diverzita. Jeho podstatou je, že se používá k získání signálu ne jeden, ale najednou několik antén (obvykle dva, méně často čtyři), umístěné ve vzdálenosti od sebe. Příjemce tak nemá jeden, ale najednou dvě kopie přenášeného signálu, které přišly různé cesty. To umožňuje shromáždit více energie zdrojového signálu, protože Vlny pořízené jednou anténou nemohou být přijata jiným a naopak. Také signály přicházející v antifázu na jednu anténu mohou přijít do jiné simfáze. Toto schéma pro pořádání rozhlasového rozhraní lze nazvat jedním vstupem více výstupu (SIMO), na rozdíl od standardního schématu jediného vstupu (SISO). Může být také aplikován inverzní přístup: když se používá několik antén pro přenos a jeden k přijetí. To také zvyšuje celkovou energii zdrojového signálu přijatého přijímačem. Toto schéma se nazývá více vstupní výstup (MISO). V obou schématech (SIMO a MISO), několik antén je instalováno na straně základnové stanice, protože implementovat oddělení antén mobilní zařízení V dostatečně velké vzdálenosti je obtížné bez zvýšení rozměrů nejvíce koncových zařízení.

V důsledku dalšího uvažování dorazíme na více vstupních výstupních schématu (MIMO). V tomto případě je instalováno několik antén pro přenos a recepci. Na rozdíl od výše uvedených schémat však tento separační schéma umožňuje nejen vypořádat s množstvím multipath signálu, ale také získat některé další výhody. Pomocí více antén pro vysílání a přijímání každého páru může vysílání / přijímací anténa odpovídat samostatné cestě pro přenos informací. V tomto případě bude oddělená recepce prováděna zbývajícími anténami a tato anténa bude také provádět funkce přídavné antény pro další přenosové cesty. V důsledku toho teoreticky můžete zvýšit rychlost přenosu dat za tolikrát, kolikrát budou použity další antény. Významným omezením je však superponováno kvalitou každé rádiové cesty.

Princip provozu MIMO.

Jak je uvedeno výše, technologie MIMO je potřeba k instalaci více antén na přenosu a na přijímací straně. Typicky je nastaven stejný počet antén na vstupu a výstupu systému, protože V tomto případě je dosaženo maximální míry přenosu dat. Pro zobrazení počtu antén na recepci a přenos spolu s názvem "MIMO" technologie je obvykle uvedeno označení "AXB", kde A je počet antén na systému systému a B - na výstupu. Podstata v tomto případě se rozumí rádiová sloučenina.

Technologie MIMO vyžaduje některé změny ve struktuře vysílače ve srovnání s konvenčními systémy. Zvažte pouze jednu z možných, nejjednodušších metod organizování technologie MIMO. Nejprve je zapotřebí dělič průtoku na vysílací straně, která bude oddělena údaji určená k přenosu do několika nízkorychlostních sub toku, z nichž počet závisí na počtu antén. Například pro MIMO 4x4 a rychlost příjmu vstupních dat 200 Mbps, dělič bude každý tok 50 mbps každý. Dále by měl být každá z těchto proudů přenášena přes jeho anténu. Obvykle jsou přenosové antény instalovány s některými prostorovými separace, aby se zajistilo co nejvíce vedlejších signálů, což vzniklo v důsledku reprosů. V jednom z možné metody MIMO technology organizace jsou přenášeny z každé antény s různou polarizací, která vám umožní identifikovat při přijímání. V nejjednodušším případě se však každá z přenášených signálů vykazuje jako vyznačující médium sám (časové zpoždění, útlum a další zkreslení).

Na přijímací straně několik antén vezme signál z rádia. Kromě toho jsou antény na přijímací straně také stanovena s některými prostorovými separace, díky které je zajištěno oddělené recepce popsané dříve. Přijaté signály přicházejí do přijímačů, z nichž počet odpovídá počtu antén a přenosových cest. Každý z přijímačů navíc přijímají signály ze všech systémových antén. Každý z těchto přídavků přiděluje z celkového proudu signálu signálem pouze této cesty, pro kterou reaguje. Díky tomu je buď pro jakékoli předem stanovené znamení, které bylo vybaveno každým signálem, nebo v důsledku analýzy zpoždění, útlumu, fázového posunu, tj. Sada zkreslení nebo "tisk" distribuční prostředí. V závislosti na principu provozu systému (Bell laboratoře vrstvené prostory-čas - výbuch, selektivní na regulaci rychlosti antény (SPARC) atd.), Přenosný signál lze opakovat po určité době nebo přenášení malým zpožděním jiné antény.

V systému s technologií MIMO může dojít k neobvyklému fenoménu, který spočívá v tom, že míra přenosu dat v systému MIMO se může v případě přímé viditelnosti mezi zdrojem a přijímačem signálu. To je primárně způsobeno poklesem závažnosti okolního prostoru, který každý z signálů označuje. V důsledku toho se na přijímací straně stává problematickou pro rozdělení signálů a začnou se navzájem ovlivňovat. Čím vyšší je kvalita rádiové sloučeniny, mohou být méně výhody získány z MIMO.

Multi-uživatel MIMO (MU-MIMO)

Princip rádiové organizace uvažované výše odkazuje na tzv. Jeden uživatel MIMO (SU-MIMO), kde existuje pouze jeden vysílač a informace přijímače. V tomto případě se vysílač a přijímač může jasně dohodnout na svých činnostech, a zároveň neexistuje žádný překvapivý faktor, když se mohou objevit nové uživatele. Toto schéma je poměrně vhodné pro malé systémy, například organizovat komunikaci v kanceláři mezi dvěma zařízeními. Většina systémů, jako je Wi-Fi, WiMAX, mobilní komunikační systémy, jsou multiplayer, tj. Mají jediné centrum a několik vzdálených objektů, z nichž každý je nutný uspořádat rádiové sloučeniny. Tak vznikají dva problémy: Na jedné straně musí základnová stanice převést signál do mnoha předplatitelů přes stejnou anténu (MIMO vysílání) a zároveň převzít signál přes stejné antény z několika účastníků (MIMO MAC - Multiple Přístupové kanály).

Ve směru uplink - od MS do BTS, uživatelé předávají své informace současně na stejné frekvenci. V tomto případě vzniká obtížnost pro základnovou stanici: je nutné rozdělit signály od různých účastníků. Jedním z možných způsobů, jak bojovat proti tomuto problému, je také lineární metodou zpracování (lineární zpracování), která zajišťuje předběžné kódování přenášeného signálu. Počáteční signál podle této metody je proměnlivý s matricí, která se skládá z koeficientů reflexního rušivého účinku z jiných předplatitelů. Matrice je sestavena na základě současné situace v rádiu: počet účastníků, přenosových sazeb atd. Před převodovkou je tedy signál narušen opakem s tím, že se schází během přenosu v rádiu.

Downlink - Směr od BTS na MS, Základní stanice vysílá signály současně na stejném kanálu okamžitě několika předplatiteli. To vede k tomu, že signál přenášený pro jednoho účastníka má dopad na recepci všech ostatních signálů, tj. Vzniká interference. Možné možnosti pro boj proti tomuto problému jsou použití Mart Antena, nebo aplikace špinavé technologie kódování papíru ("Dirt Paper"). Zvažte technologii špinavého papíru více. Zásada její akce je založena na analýze aktuální stav Radioester a čísla aktivních účastníků. Jediný (první) účastník přenáší své údaje na základnové stanici bez kódování, změn ve svých datech, protože Neexistuje žádné rušení ostatních účastníků. Druhý účastník kóduje, tj. Změňte energii svého signálu tak, aby nebyla bránit první a nevystavovat svůj signál do účinku na první. Následné předplatitelé přidávají do systému, budou rovněž dodržovat tento princip, a spoléhat se na počet aktivních účastníků a účinku, které jim poskytne signály.

MIMO Application.

MIMO technologie v posledním desetiletí je jedním z nejdůležitějších způsobů, jak zvýšit šířku pásma a kapacitou bezdrátových komunikačních systémů. Zvažte některé příklady použití MIMO IN různé systémy Sdělení.

Standard WiFi 802.11n je jedním z nejživějších příkladů využití technologie MIMO. Podle něj umožňuje udržovat rychlost až 300 Mbps. Předchozí standard 802.11g umožnilo navíc pouze 50 Mbps. Kromě zvyšování rychlosti přenosu dat, nový standard Díky Mimo vám také umožňuje poskytovat nejlepší vlastnosti kvality v místech s nízkou úrovní signálu. 802.11n se používá nejen v bodech / multipoint systémech (bod / multipoint) - nejznámější výklenek používání WiFi technologie pro organizaci LAN (lokální síť), ale také uspořádat připojení bodu / bodů, které se používají k organizaci hlavních Komunikační kanály s rychlostí několika stovek Mbps a umožňují přenos dat do desítek kilometrů (až 50 km).

Standard WiMAX má také dvě verze, které odhalí nové funkce před uživateli pomocí technologie MIMO. První - 802.16E - poskytuje mobilní služby Širokopásmový přístup. Umožňuje přenášet informace rychlostí až 40 Mbps ve směru ze základny subscriber zařízení. Mimo v 802.16e je však považován za volbu a je používán v nejjednodušší konfiguraci - 2x2. V příštím vydání je 802.16M MIMO považováno za povinnou technologii s možnou konfigurací 4x4. V tomto případě může být WiMax již přiřazen buněčným komunikačním systémům, a to čtvrtou generací (kvůli vysoká rychlost přenos dat), protože má řadu inherentních mobilní sítě Značky: roaming, předání, hlasová připojení. V případě mobilního použití teoreticky lze dosáhnout rychlosti 100 Mbps. V pevné verzi může rychlost dosáhnout 1 GB / s.

Nejzajímavější je použití technologie MIMO v systémech mobilní komunikace. Tato technologie najde jeho aplikaci, počínaje třetí generací buněčných systémů. Například v normách, v rel. 6 Používá se ve spojení s technologií HSPA s podporou rychlosti až 20 Mbps a v rel. 7 - S HSPA +, kde rychlost přenosu dat dosahují 40 Mbps. V systémech 3G MIMO však nebylo široce používáno.

Systémy, jmenovitě LTE, také zajišťují použití MIMO v konfiguraci až 8x8. To v teorii může umožnit data ze základnové stanice do účastníka přes 300 Mbps. Také důležitý pozitivní bod je udržitelná kvalita spojení i na okraji buňky. Současně i ve značné vzdálenosti od základny, nebo když v slepé místnosti bude pozorován pouze mírný pokles rychlosti přenosu dat.

Technologie MIMO tedy využívá téměř všechny systémy bezdrátový přenos data. Kromě toho není jeho potenciál vyčerpaný. Nové možnosti konfigurace anténních konfigurace jsou již vyvinuty až do 64x64 MIMO. To v budoucnu umožní dosáhnout ještě vyšších dat dat, kapacitě sítě a spektrální účinnosti.

Jedním z přístupů ke zvýšení rychlosti přenosu dat pro WiFi Standard 802.11 a pro WiMAX Standard 802.16 je použití bezdrátových systémů pomocí více antén, a to jak pro vysílač, tak pro přijímač. Takový přístup se nazývá MIMO (doslovný překlad - "Vícenásobný výstup") nebo "Smart anténní systémy" (inteligentní anténní systémy). Technologie MIMO hraje důležitou roli při provádění WiFi Standard 802.11n.

Technologie MIMO používá několik antén různých druhů nakonfigurovaných na stejném kanálu. Každá anténa přenáší signál s různými prostorovými vlastnostmi. Technologie MIMO tak efektivněji využívá spektra rádiových vlnových vln a aniž by byla dotčena spolehlivost práce. Každý wi-fi přijímač "poslouchá" všem signálům z každého vysílače WiFi, což umožňuje provádět cesty přenosu dat více různorodý. Několik cest lze tedy doporučovat, což zvýší požadované signály v bezdrátových sítích.

Dalším technologií Mimo je, že tato technologie poskytuje multiplexování divize (multiplexování prostorového divize (SDM)). SDM prostorově compacts několik nezávislých datových toků současně (především virtuální kanály) uvnitř jedné spektrální šířky pásma. V podstatě několik antén vysílá různé datové toky s individuálním kódováním signálu (prostorové toky). Tyto proudy se pohybují paralelně se vzduchem "Propaching" více dat na daném kanálu. Při přijímači každá anténa vidí různé kombinace signálních proudů a přijímače "demultiplex" tyto toky pro jejich použití. MIMO SDM může výrazně zvýšit šířku pásma pro přenos dat, pokud zvýšíte počet prostorových datových toků. Každý prostorový proud vyžaduje vlastní vysílání / přijímání (TX / RX) anténní páry na každém konci přenosu. Provoz systému je prezentována na obr. 1

Je také nutné pochopit, že pro implementaci MIMO technologie vyžaduje samostatný rádiový frekvenční řetězec a analog-to-digitální převodník (ADC) pro každou anténu. Realizace vyžadující více než dvě antény v řetězech musí být pečlivě navržena tak, aby nezvýšila náklady při zachování řádné úrovně účinnosti.

Důležitým nástrojem pro zvýšení fyzického přenosu dat v bezdrátových sítích je rozšíření šířky pásma spektrálních kanálů. Prostřednictvím použití širší šířky kanálu s ortogonálním frekvenčním dělením multiplexního (OFDM) se provádí přenos dat s maximálním výkonem. OFDM je digitální modulace, která se sama prokázala jako nástroj pro implementaci obousměrných vysokorychlostních bezdrátových dat přenosu v Wimax / WiFi sítě. Způsob rozšiřování šířky pásma kanálů je nákladově efektivní a poměrně implementována s mírným růstem digitálního zpracování signálu (DSP). S řádným použitím můžete zdvojnásobit frekvenci pro absolvování standardů Wi-Fi 802.11 od 20 MHz kanálu o 40 MHz, můžete také poskytnout více než dvojnásobek zvýšené šířky pásma v současné době používaných kanálů. Díky kombinaci MIMO architektury s širší šířkou kanálu ukazuje velmi silný a ekonomicky vhodný přístup k zvýšení fyzické přenosové rychlosti.

Aplikace MIMO technologie s 20 MHz kanály vyžaduje vysoké náklady na splnění požadavků IEEE pro normy WiFi 802.11n (100 Mbps propustnost na MAC SAP). Také pro splnění těchto požadavků, při použití kanálu ve 20 MHz, budete potřebovat alespoň tři antény, a to jak na vysílači, tak na přijímači. Ale zároveň práce na 20 MHz kanálu poskytuje spolehlivý provoz s aplikacemi, které vyžadují vysokou šířku pásma v reálném uživatelském prostředí.

Sdílení MIMO technologií a rozšíření kanálů splňuje všechny požadavky uživatele a je poměrně spolehlivým tandemem. Je to také pravda a při použití několika síťových aplikací intenzivní zdrojů současně. MIMO a 40 MHz kombinace kanálové expanze umožní a složitější požadavky, jako je právo Moore a implementace technologie CMOS pro zlepšení technologie DSP.

Při použití rozšířeného kanálu 40 MHz v rozsahu 2,4 GHz, to bylo původně obtížné kompatibilitě s WiFi-založeným zařízením 802.11a / B / g standardy, stejně jako s vybavením pomocí technologie Bluetooth. Pro přenos dat.

Pro vyřešení tohoto problému ve Wi-Fi, 802.11n standard poskytuje řadu řešení. Jeden takové mechanismy speciálně navržené pro ochranu sítí je tzv. Low Bandwidth (non-HT) duplicitní režim. Před použitím protokolu přenosu wiFi data Standard 802.11n Tento mechanismus posílá jeden balíček každému z polovin 40 MHz kanálu pro deklarování distribuční sítě vektoru (NAV). Po zobrazení režimu Non-HT Dabbed Nav Ready Nav, protokol pro přenos dat 802.11n lze v době uvedení ve zprávě použít, aniž by narušil dědictví (integrita) sítě.

Dalším mechanismem je druh alarmu a nedává se bezdrátové sítě Rozbalit kanál více než 40 MHz. Například, 802.11n a moduly Bluetooth jsou instalovány v notebooku, tento mechanismus ví o možnosti možnosti potenciálního rušení, když oba moduly pracují současně a vypne přenos přes kanál 40 MHz jeden z modulů.

Tyto mechanismy zajišťují, že WiFi 802.11n bude fungovat s dřívějšími sítěmi 802.11 bez nutnosti přeložit celou síť na standardní vybavení 802.11n.

Můžete vidět příklad použití systému MIMO na obr. 2

Máte-li jakékoli dotazy po přečtení, můžete je nastavit formulářem odesílání zpráv v sekci