Drahtlose Geräte, die den MIMO-Modus unterstützen. MIMO-Datenübertragungstechnologie in drahtlosen WIFI-Netzwerken Vor- und Nachteile der MIMO-Technologie

Bestehende Mobilfunknetze werden nicht nur zum Telefonieren und Versenden von Nachrichten genutzt. Dank des digitalen Übertragungsverfahrens ist eine Datenübertragung auch über bestehende Netzwerke möglich. Diese Technologien werden je nach Entwicklungsstand als 3G und 4G bezeichnet. Die 4G-Technologie wird vom LTE-Standard unterstützt. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit hängt von einigen Netzwerkfunktionen ab (bestimmt vom Betreiber) und erreicht theoretisch bis zu 2 Mbit/s für ein 3G-Netzwerk und bis zu 1 Gbit/s für ein 4G-Netzwerk. Alle diese Technologien arbeiten effizienter, wenn ein starkes und stabiles Signal vorhanden ist. Zu diesem Zweck bieten die meisten Modems den Anschluss externer Antennen an.

Panel-Antenne

Im Angebot finden Sie verschiedene Antennenoptionen zur Verbesserung der Empfangsqualität. 3G-Panel-Antennen erfreuen sich großer Beliebtheit. Der Gewinn einer solchen Antenne beträgt etwa 12 dB im Frequenzbereich 1900-2200 MHz. Dieser Gerätetyp kann auch die Qualität des 2G-Signals verbessern – GPRS und EDGE.

Wie die allermeisten anderen passiven Geräte verfügt es über eine Einweg-Richtung, die zusammen mit einer Erhöhung des Empfangssignals den Grad der Störungen von den Seiten und von hinten reduziert. Somit ist es auch bei instabilem Empfang möglich, den Signalpegel auf akzeptable Werte anzuheben und dadurch die Geschwindigkeit des Empfangs und der Übertragung von Informationen zu erhöhen.

Einsatz von Panelantennen für den Betrieb in 4G-Netzen

Da die Reichweite von 4G-Netzen praktisch mit der Reichweite der Vorgängergeneration übereinstimmt, gibt es keine Schwierigkeiten beim Einsatz dieser Antennen in 3G-4G-LTE-Netzen. Bei allen Technologien ermöglicht der Einsatz von Antennen eine Annäherung der Datenübertragungsraten an Maximalwerte.

Neue Technologien mit separaten Empfängern und Sendern im gleichen Frequenzband haben es ermöglicht, die Geschwindigkeit beim Empfangen und Senden von Daten weiter zu erhöhen. Beim Design des bestehenden 4G-Modems kommt die MIMO-Technologie zum Einsatz.

Der unbestrittene Vorteil von Panelantennen sind ihre geringen Kosten und ihre außergewöhnliche Zuverlässigkeit. Es gibt praktisch nichts an der Konstruktion, das selbst bei einem Sturz aus großer Höhe kaputtgehen kann. Einziger Schwachpunkt ist das Hochfrequenzkabel, das an der Eintrittsstelle ins Gehäuse brechen kann. Um die Lebensdauer des Geräts zu verlängern, muss das Kabel sicher befestigt sein.

MIMO-Technologie

Um die Kapazität des Kommunikationskanals zwischen Empfänger und Datensender zu erhöhen, wurde ein Signalverarbeitungsverfahren entwickelt, bei dem Empfang und Senden auf verschiedenen Antennen erfolgen.

Beachten Sie! Durch den Einsatz von LTE-MIMO-Antennen können Sie den Durchsatz im Vergleich zur Arbeit mit einer einfachen Antenne um 20–30 % steigern.

Das Grundprinzip besteht darin, die Kopplung zwischen Antennen zu beseitigen.

Elektromagnetische Wellen können relativ zur Erdebene unterschiedliche Richtungen haben. Dies nennt man Polarisation. Hauptsächlich werden vertikal und horizontal polarisierte Antennen verwendet. Um gegenseitige Beeinflussung auszuschließen, unterscheiden sich die Antennen in der Polarisation um einen Winkel von 90 Grad. Damit der Einfluss der Erdoberfläche bei beiden Antennen gleich ist, sind die Polarisationsebenen beider Antennen um 45 Grad verschoben. relativ zum Boden. Wenn also eine der Antennen einen Polarisationswinkel von 45 Grad hat, dann hat die andere entsprechend 45 Grad. Relativ zueinander beträgt die Verschiebung die erforderlichen 90 Grad.

Die Abbildung zeigt deutlich, wie die Antennen relativ zueinander und relativ zum Boden ausgerichtet sind.

Wichtig! Die Polarisation der Antennen muss mit der an der Basisstation übereinstimmen.

Wenn für 4G-LTE-Technologien MIMO-Unterstützung standardmäßig an der Basisstation verfügbar ist, haben die Betreiber für 3G aufgrund der großen Anzahl von Geräten ohne MIMO keine Eile, neue Technologien einzuführen. Tatsache ist, dass Geräte in einem MIMO 3G-Netzwerk viel langsamer arbeiten.

Antennen für ein Modem selbst installieren

Die Regeln für die Installation von Antennen unterscheiden sich nicht von den üblichen. Die Hauptbedingung ist das Fehlen von Hindernissen zwischen dem Client und den Basisstationen. Ein wachsender Baum, das Dach eines nahegelegenen Gebäudes oder, schlimmer noch, eine Stromleitung dienen als zuverlässige Abschirmung für elektromagnetische Wellen. Und je höher die Frequenz des Signals, desto stärker wird die Dämpfung durch Hindernisse im Weg der Funkwellen verursacht.

Je nach Montageart können die Antennen an einer Gebäudewand montiert oder an einem Mast montiert werden. Es gibt zwei Arten von AntennenMIMO:

Monoblock;
beabstandet.

Monoblock-Modelle enthalten im Inneren bereits zwei Strukturen, die mit der erforderlichen Polarisation installiert sind, und beabstandete Modelle bestehen aus zwei Antennen, die separat montiert werden müssen und jeweils genau auf die Basisstation ausgerichtet sein müssen.

Alle Nuancen der Installation einer MIMO-Antenne mit eigenen Händen werden in der Begleitdokumentation klar und detailliert beschrieben. Es ist jedoch besser, sich zuerst mit dem Anbieter zu beraten oder einen Vertreter zur Installation einzuladen, wobei Sie einen nicht sehr hohen Betrag zahlen, aber einen erhalten eine gewisse Garantie für die ausgeführten Arbeiten.

So bauen Sie selbst eine Antenne

Es gibt keine grundsätzlichen Schwierigkeiten, es selbst zu machen. Sie benötigen Kenntnisse im Umgang mit Metall, die Fähigkeit, einen Lötkolben zu halten, Lust und Genauigkeit.

Eine unabdingbare Voraussetzung ist die strikte Einhaltung der geometrischen Abmessungen aller Einzelteile ausnahmslos. Die geometrischen Abmessungen von Hochfrequenzgeräten müssen auf den Millimeter genau oder genauer eingehalten werden. Jede Abweichung führt zu einer Verschlechterung der Leistung. Der Gewinn sinkt und die Kopplung zwischen MIMO-Antennen nimmt zu. Letztendlich wird das Signal nicht verstärkt, sondern abgeschwächt.

Leider sind genaue geometrische Abmessungen nicht allgemein verfügbar. Ausnahmsweise basieren die im Netzwerk verfügbaren Materialien auf der Wiederholung einiger Fabrikentwürfe, die nicht immer mit der erforderlichen Genauigkeit kopiert werden. Daher sollten Sie keine großen Hoffnungen auf im Internet veröffentlichte Diagramme, Beschreibungen und Methoden setzen.

Wenn andererseits keine extrem starke Verstärkung erforderlich ist, wird eine unabhängig hergestellte MIMO-Antenne unter Einhaltung der angegebenen Abmessungen immer noch einen, wenn auch nicht großen, positiven Effekt erzielen.

Der Materialaufwand ist gering und auch der Zeitaufwand ist bei entsprechendem Geschick nicht allzu hoch. Darüber hinaus stört Sie niemand, mehrere Optionen auszuprobieren und anhand der Testergebnisse die akzeptable Option auszuwählen.

Um eine 4G LTE MIMO-Antenne mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie zwei absolut flache verzinkte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,2 bis 0,5 mm oder noch besser ein einseitiges Folien-Glasfaserlaminat. Eine der Platten wird zur Herstellung eines Reflektors (Reflektor) und die andere zur Herstellung aktiver Elemente verwendet. Das Kabel zum Anschluss an das Modem muss einen Widerstand von 50 Ohm haben (dies ist der Standard für Modemgeräte).

TV-Kabel können aus zwei Gründen nicht verwendet werden:

Ein Widerstand von 75 Ohm führt zu einer Nichtübereinstimmung mit den Modemeingängen;
große Dicke.

Es ist außerdem notwendig, Anschlüsse auszuwählen, die genau mit den Anschlüssen am Modem übereinstimmen müssen.

Wichtig! Der angegebene Abstand zwischen den aktiven Elementen und dem Reflektor muss bei Verwendung von Folienmaterial ab der Folienlage gemessen werden.

Zusätzlich benötigen Sie ein kleines Stück Kupferdraht mit einer Dicke von 1-1,2 mm.

Die hergestellte Struktur muss in einen Kunststoffkoffer gelegt werden. Metall kann nicht verwendet werden, da die Antenne dadurch von einer elektromagnetischen Abschirmung umgeben wird und nicht funktioniert.

Beachten Sie! Die meisten Zeichnungen beziehen sich nicht auf MIMO-Antennen, sondern auf Panel-Antennen. Äußerlich unterscheiden sie sich dadurch, dass einer einfachen Panel-Antenne ein Kabel zugeführt wird und für MIMO zwei benötigt werden.

Durch die Herstellung von zwei Panel-Antennen erhalten Sie eine Diversity-Version einer DIY-MIMO-4G-Antenne.

Zusammenfassend können wir sagen, dass die Herstellung einer MIMO-Antenne mit eigenen Händen keine sehr schwierige Aufgabe ist. Bei richtiger Pflege ist es durchaus möglich, ein funktionsfähiges Gerät zu erhalten und dabei etwas Geld zu sparen. Etwas einfacher ist es, eine 3G-Antenne selbst zu bauen. In abgelegenen Gebieten, in denen es noch keine LTE-Abdeckung gibt, ist dies möglicherweise die einzige Möglichkeit, die Verbindungsgeschwindigkeit zu verbessern.

Video

Technologie basierend auf dem WLAN-Standard IEEE 802.11n.

Wi-Life bietet einen kurzen Überblick über die WLAN-Technologie IEEE 802.11n .
Erweiterte Informationen zu unserem Videopublikationen.

Erste Generation von Geräten, die den WiFi 802.11n-Standard unterstützen erschien vor einigen Jahren auf dem Markt. MIMO-Technologie ( MIMO – Mehrfacheingabe / Mehrfachausgabe -Multiple Input/Multiple Output) ist der Kern von 802.11n. Es handelt sich um ein Funksystem mit mehreren getrennten Sende- und Empfangspfaden. MIMO-Systeme werden anhand der Anzahl der Sender und Empfänger beschrieben. Der WiFi 802.11n-Standard definiert eine Reihe möglicher Kombinationen von 1x1 bis 4x4.

In einem typischen Fall der Bereitstellung eines Wi-Fi-Netzwerks in Innenräumen, beispielsweise in einem Büro, einer Werkstatt, einem Hangar oder einem Krankenhaus, bewegt sich das Funksignal aufgrund von Wänden, Türen und anderen Hindernissen selten auf dem kürzesten Weg zwischen Sender und Empfänger. Die meisten dieser Umgebungen verfügen über viele verschiedene Oberflächen, die das Funksignal (elektromagnetische Welle) reflektieren, so wie ein Spiegel Licht reflektiert. Nach der Reflexion entstehen mehrere Kopien des ursprünglichen WLAN-Signals. Wenn mehrere Kopien eines WLAN-Signals auf unterschiedlichen Wegen vom Sender zum Empfänger wandern, ist das Signal, das den kürzesten Weg nimmt, das erste, und die nächsten Kopien (oder das reflektierte Echo des Signals) treffen aufgrund der längeren Zeit etwas später ein Wege. Dies wird als Mehrwegesignalausbreitung (Multipath) bezeichnet. Die Bedingungen für die Mehrfachvermehrung ändern sich ständig, weil... Wi-Fi-Geräte bewegen sich oft (ein Smartphone mit Wi-Fi in den Händen des Benutzers), verschiedene Objekte bewegen sich und verursachen Störungen (Personen, Autos usw.). Wenn Signale zu unterschiedlichen Zeiten und in unterschiedlichen Winkeln eintreffen, kann dies zu Verzerrungen und möglicherweise zu einer Signaldämpfung führen.

Es ist wichtig zu bedenken, dass WLAN 802.11 n mit MIMO-Unterstützung ausgestattet ist und eine große Anzahl von Empfängern können Mehrwegeeffekte und destruktive Interferenz reduzieren, aber in jedem Fall ist es besser, Mehrwegebedingungen zu reduzieren, wo und wann immer es möglich ist. Einer der wichtigsten Punkte besteht darin, die Antennen so weit wie möglich von Metallgegenständen entfernt zu halten (hauptsächlich WLAN-Omniantennen mit kreisförmiger oder omnidirektionaler Strahlungscharakteristik).

Notwendig Es ist klar, dass aus MIMO-Sicht nicht alle WLAN-Clients und WLAN-Zugangspunkte gleich sind.
Es gibt 1x1-, 2x1-, 3x3- usw. Clients. Beispielsweise unterstützen mobile Geräte wie Smartphones am häufigsten MIMO 1x 1, manchmal 1x 2. Dies ist auf zwei Hauptprobleme zurückzuführen:
1. die Notwendigkeit, einen niedrigen Energieverbrauch und eine lange Batterielebensdauer sicherzustellen,
2. Schwierigkeiten bei der Anordnung mehrerer Antennen mit ausreichendem Abstand in einem kleinen Paket.
Gleiches gilt für andere mobile Geräte: Tablet-Computer, PDAs usw.

High-End-Laptops unterstützen häufig bereits MIMO bis zu 3x3 (MacBook Pro usw.).

Lasst uns Schauen wir uns die Haupttypen an MIMO in WiFi-Netzwerken.
Auf die Angaben zur Anzahl der Sender und Empfänger verzichten wir vorerst. Es ist wichtig, das Prinzip zu verstehen.

Erster Typ: Vielfalt beim Empfang eines Signals auf einem WiFi-Gerät

Wenn am Empfangspunkt mindestens zwei gekoppelte Empfänger mit Antennen-Diversity vorhanden sind,
Dann ist es durchaus möglich, alle Kopien auf jedem Empfänger zu analysieren, um die besten Signale auszuwählen.
Darüber hinaus können mit diesen Signalen verschiedene Manipulationen durchgeführt werden, aber uns interessiert vor allem
die Möglichkeit, sie mithilfe der MRC-Technologie (Maximum Ratio Combined) zu kombinieren. Auf die MRC-Technologie wird weiter unten noch näher eingegangen.

Zweiter Typ: Vielfalt beim Senden eines Signals an ein WLAN-Gerät

Wenn am Sendepunkt mindestens zwei verbundene WLAN-Sender mit voneinander entfernten Antennen vorhanden sind, ist es möglich, eine Gruppe identischer Signale zu senden, um die Anzahl der Informationskopien zu erhöhen, die Zuverlässigkeit der Übertragung zu erhöhen und die Notwendigkeit des erneuten Sendens von Daten zu verringern Funkkanal im Falle eines Verlustes.

Dritter Typ: Räumliches Multiplexen von Signalen auf einem WiFi-Gerät
(Signalkombination)

Wenn am Sendepunkt und am Empfangspunkt mindestens zwei verbundene WLAN-Sender mit getrennten Antennen vorhanden sind, wird es möglich, eine Reihe unterschiedlicher Informationen über unterschiedliche Signale zu senden, um die Möglichkeit zu schaffen, solche Informationsströme virtuell zu einem einzigen zu kombinieren Datenübertragungskanal, dessen Gesamtdurchsatz tendenziell der Summe der einzelnen Streams entspricht, aus denen er besteht. Dies wird als räumliches Multiplexing bezeichnet. Hier ist es jedoch äußerst wichtig, die Möglichkeit einer qualitativ hochwertigen Trennung aller Quellsignale sicherzustellen, was einen großen Aufwand erfordert SNR - Signal-/Rauschverhältnis.

MRC-Technologie (maximales Verhältnis kombiniert ) wird in vielen modernen Access Points verwendet W-lan Unternehmensklasse.
M.R.C. zielt darauf ab, den Signalpegel in Richtung von zu erhöhen W-lan Client mit dem WiFi 802.11 Access Point verbinden.
Arbeitsalgorithmus M.R.C. beinhaltet die Sammlung aller direkten und reflektierten Signale während der Mehrwegeausbreitung auf mehreren Antennen und Empfängern. Als nächstes kommt ein spezieller Prozessor ( DSP ) wählt das beste Signal von jedem Empfänger aus und führt die Kombination durch. Tatsächlich implementiert die mathematische Verarbeitung eine virtuelle Phasenverschiebung, um eine positive Interferenz bei der Addition der Signale zu erzeugen. Somit weist das resultierende Gesamtsignal deutlich bessere Eigenschaften auf als alle Originalsignale.

M.R.C. ermöglicht es Ihnen, deutlich bessere Betriebsbedingungen für mobile Geräte mit geringem Stromverbrauch im Standardnetzwerk bereitzustellen W-lan .

Auf WiFi 802.11n-Systemen Die Vorteile der Mehrwegeausbreitung werden genutzt, um mehrere Funksignale gleichzeitig zu übertragen. Jedes dieser Signale, genannt „ räumliche Strömungen", wird von einer separaten Antenne über einen separaten Sender gesendet. Da zwischen den Antennen ein gewisser Abstand besteht, folgt jedes Signal einem etwas anderen Weg zum Empfänger. Dieser Effekt wird als „ räumliche Vielfalt" Der Empfänger ist außerdem mit mehreren Antennen mit eigenen separaten Funkmodulen ausgestattet, die eingehende Signale unabhängig voneinander dekodieren, und jedes Signal wird mit Signalen von anderen empfangenden Funkmodulen kombiniert. Dadurch werden mehrere Datenströme gleichzeitig empfangen. Dies bietet einen deutlich höheren Durchsatz als frühere 802.11-WLAN-Systeme, erfordert aber auch einen 802.11n-fähigen Client.

Lassen Sie uns nun etwas tiefer in dieses Thema eintauchen:
Bei WLAN-Geräten mit MIMO Es ist möglich, den gesamten eingehenden Informationsfluss durch räumliches Multiplexen für deren anschließende Übertragung in mehrere unterschiedliche Datenströme aufzuteilen. Mehrere Sender und Antennen werden verwendet, um unterschiedliche Streams auf demselben Frequenzkanal zu senden. Eine Möglichkeit, dies zu veranschaulichen, besteht darin, dass eine Textphrase so übertragen werden kann, dass das erste Wort über einen Sender gesendet wird, das zweite über einen anderen Sender usw.
Natürlich muss die Empfangsseite die gleiche Funktionalität (MIMO) unterstützen, um verschiedene Signale vollständig zu isolieren, sie wieder zusammenzusetzen und sie wiederum mithilfe von räumlichem Multiplexing zu kombinieren. Dadurch erhalten wir die Möglichkeit, den ursprünglichen Informationsfluss wiederherzustellen. Die vorgestellte Technologie ermöglicht es, einen großen Datenstrom in eine Reihe kleinerer Ströme aufzuteilen und diese getrennt voneinander zu übertragen. Dies ermöglicht im Allgemeinen eine effizientere Nutzung der Funkumgebung und insbesondere der für WLAN zugewiesenen Frequenzen.

WiFi 802.11n-Technologie Definiert auch, wie MIMO verwendet werden kann, um das SNR am Empfänger mithilfe von Sende-Beamforming zu verbessern. Mit dieser Technik ist es möglich, den Prozess des Sendens von Signalen von jeder Antenne so zu steuern, dass die Parameter des empfangenen Signals am Empfänger verbessert werden. Mit anderen Worten: Zusätzlich zum Senden mehrerer Datenströme können mehrere Sender verwendet werden, um ein höheres SNR am Empfangspunkt und damit eine höhere Datenrate beim Client zu erreichen.
Folgende Dinge müssen beachtet werden:
1. Das im Wi-Fi 802.11n-Standard definierte Sende-Beamforming-Verfahren erfordert die Zusammenarbeit mit dem Empfänger (eigentlich mit dem Client-Gerät), um Rückmeldung über den Signalzustand am Empfänger zu erhalten. Hier ist es notwendig, dass diese Funktionalität auf beiden Seiten des Kanals unterstützt wird – sowohl auf dem Sender als auch auf dem Empfänger.
2. Aufgrund der Komplexität dieses Verfahrens wurde Sende-Beamforming in der ersten Generation von 802.11n-Chips sowohl auf der Terminalseite als auch auf der Access Point-Seite nicht unterstützt. Derzeit unterstützen die meisten vorhandenen Chips für Client-Geräte diese Funktionalität ebenfalls nicht.
3. Es gibt Lösungen zum Aufbau von Netzwerken W-lan , mit denen Sie das Strahlungsmuster an Access Points vollständig steuern können, ohne Feedback von Client-Geräten erhalten zu müssen.

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27.08.2015

Sicherlich haben viele bereits von der Technologie gehört MIMO In den letzten Jahren war es vor allem in Computergeschäften und Zeitschriften oft voller Werbebroschüren und Plakate. Doch was ist MIMO (MIMO) und womit wird es gegessen? Lass uns genauer hinschauen.

MIMO-Technologie

MIMO (Multiple Input Multiple Output; mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) ist eine Methode der räumlichen Signalkodierung, mit der Sie die Kanalbandbreite erhöhen können, bei der zwei oder mehr Antennen für die Datenübertragung und die gleiche Anzahl von Antennen für den Empfang verwendet werden. Die Sende- und Empfangsantennen sind so weit voneinander entfernt, dass eine minimale gegenseitige Beeinflussung zwischen benachbarten Antennen erreicht wird. Die MIMO-Technologie wird in der drahtlosen Wi-Fi-, WiMAX- und LTE-Kommunikation eingesetzt, um die Kapazität zu erhöhen und die Frequenzbandbreite effizienter zu nutzen. Tatsächlich ermöglicht MIMO die Übertragung von mehr Daten in einem Frequenzbereich und einem bestimmten Frequenzkorridor, d. h. eine Geschwindigkeit erhöhen. Dies wird durch den Einsatz mehrerer Sende- und Empfangsantennen erreicht.

Geschichte von MIMO

Die MIMO-Technologie kann als relativ neue Entwicklung angesehen werden. Seine Geschichte beginnt im Jahr 1984, als das erste Patent für den Einsatz dieser Technologie angemeldet wurde. Die ersten Entwicklungs- und Forschungsarbeiten fanden im Unternehmen statt Bell Laboratories und 1996 das Unternehmen Airgo-Netzwerke Der erste MIMO-Chipsatz wurde mit dem Namen veröffentlicht Echtes MIMO. Die MIMO-Technologie erlebte ihre größte Entwicklung zu Beginn des 21. Jahrhunderts, als sich Wi-Fi-Funknetze und 3G-Mobilfunknetze rasant zu entwickeln begannen. Und jetzt wird die MIMO-Technologie häufig in 4G LTE- und Wi-Fi 802.11b/g/ac-Netzwerken eingesetzt.

Was bietet die MIMO-Technologie?

Für den Endbenutzer bietet MIMO eine deutliche Steigerung der Datenübertragungsgeschwindigkeit. Abhängig von der Konfiguration der Ausrüstung und der Anzahl der verwendeten Antennen können Sie die Geschwindigkeit um das Zweifache, Dreifache oder bis zum Achtfache steigern. Normalerweise verwenden drahtlose Netzwerke die gleiche Anzahl von Sende- und Empfangsantennen, und dies wird beispielsweise als 2x2 oder 3x3 angegeben. Diese. Wenn wir eine MIMO 2x2-Aufzeichnung sehen, bedeutet das, dass zwei Antennen das Signal senden und zwei empfangen. Zum Beispiel im Wi-Fi-Standard Ein 20 MHz breiter Kanal ergibt einen Durchsatz von 866 Mbit/s, während eine 8x8-MIMO-Konfiguration 8 Kanäle kombiniert, was eine maximale Geschwindigkeit von etwa 7 Gbit/s ergibt. Gleiches gilt für LTE MIMO – eine potenzielle Geschwindigkeitssteigerung um ein Vielfaches. Um MIMO in LTE-Netzen vollständig nutzen zu können, benötigen Sie , Weil Eingebaute Antennen haben in der Regel keinen ausreichenden Abstand und erzielen nur eine geringe Wirkung. Und natürlich muss MIMO-Unterstützung von der Basisstation vorhanden sein.

Eine LTE-Antenne mit MIMO-Unterstützung sendet und empfängt Signale in horizontaler und vertikaler Ebene. Dies nennt man Polarisation. Eine Besonderheit von MIMO-Antennen ist das Vorhandensein von zwei Antennenanschlüssen und dementsprechend die Verwendung von zwei Drähten zur Verbindung mit dem Modem/Router.

Obwohl viele nicht ohne Grund sagen, dass eine MIMO-Antenne für 4G-LTE-Netzwerke tatsächlich zwei Antennen in einer sind, sollten Sie nicht glauben, dass die Verwendung einer solchen Antenne die Geschwindigkeit verdoppelt. Dies kann nur theoretisch der Fall sein, aber in der Praxis beträgt der Unterschied zwischen einer herkömmlichen und einer MIMO-Antenne in einem 4G-LTE-Netzwerk nicht mehr als 20-25 %. Wichtiger ist in diesem Fall jedoch das stabile Signal, das eine MIMO-Antenne liefern kann.

WiFi ist eine Marke für drahtlose Netzwerke, die auf dem IEEE 802.11-Standard basieren. Im Alltag verwenden Benutzer drahtloser Netzwerke den Begriff „WiFi-Technologie“, womit nicht ein Markenname, sondern der IEEE 802.11-Standard gemeint ist.

Mit der WiFi-Technologie können Sie ein Netzwerk einrichten, ohne Kabel verlegen zu müssen, wodurch die Kosten für die Netzwerkbereitstellung gesenkt werden. Dank können Bereiche, in denen Kabel nicht verlegt werden können, beispielsweise im Freien und in Gebäuden von historischem Wert, mit drahtlosen Netzwerken versorgt werden.
Entgegen der landläufigen Meinung, dass WLAN „schädlich“ sei, ist die Strahlung von WLAN-Geräten bei der Datenübertragung zwei Größenordnungen (100-mal) geringer als die eines Mobiltelefons.

MIMO – (englisch: Multiple Input Multiple Output) – eine Datenübertragungstechnologie, die auf der Verwendung von räumlichem Multiplexing zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Informationsströme über einen Kanal sowie auf Mehrwegereflexion basiert, die die Lieferung jedes einzelnen Bits gewährleistet Informationen an den entsprechenden Empfänger mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von Störungen und Datenverlust.

Lösung des Problems der Erhöhung des Durchsatzes

Mit der intensiven Entwicklung einiger Hochtechnologien steigen die Anforderungen an andere. Dieses Prinzip wirkt sich direkt auf Kommunikationssysteme aus. Eines der drängendsten Probleme moderner Kommunikationssysteme ist die Notwendigkeit, den Durchsatz und die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Es gibt zwei traditionelle Möglichkeiten, die Kapazität zu erhöhen: die Erweiterung des Frequenzbandes und die Erhöhung der abgestrahlten Leistung.
Aufgrund der Anforderungen an die biologische und elektromagnetische Verträglichkeit bestehen jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Erhöhung der abgestrahlten Leistung und der Erweiterung des Frequenzbands. Bei solchen Einschränkungen zwingt uns das Problem der mangelnden Bandbreite und Datenübertragungsgeschwindigkeit dazu, nach neuen effektiven Methoden zu suchen, um dieses Problem zu lösen. Eine der effektivsten Methoden ist die Verwendung adaptiver Antennenarrays mit schwach korrelierten Antennenelementen. Auf diesem Prinzip basiert die MIMO-Technologie. Kommunikationssysteme, die diese Technologie nutzen, werden MIMO-Systeme (Multiple Input Multiple Output) genannt.

Der WLAN-Standard 802.11n ist eines der markantesten Beispiele für den Einsatz der MIMO-Technologie. Demnach können Geschwindigkeiten von bis zu 300 Mbit/s beibehalten werden. Zudem erlaubte der bisherige Standard 802.11g nur 50 Mbit/s. Neben der Erhöhung der Datenübertragungsraten ermöglicht der neue Standard dank MIMO auch eine bessere Servicequalität in Gebieten mit geringer Signalstärke. 802.11n wird nicht nur in Punkt-/Mehrpunktsystemen (Point/Multipoint) verwendet – der häufigsten Nische für die Verwendung von WiFi-Technologie zur Organisation eines LAN (Local Area Network), sondern auch für die Organisation von Punkt-/Punkt-Verbindungen, die zur Organisation der Backbone-Kommunikation verwendet werden Kanäle mit Geschwindigkeiten von mehreren Hundert Mbit/s und ermöglichen die Datenübertragung über mehrere zehn Kilometer (bis zu 50 km).

Der WiMAX-Standard verfügt außerdem über zwei Versionen, die Benutzern, die die MIMO-Technologie verwenden, neue Funktionen bieten. Der erste, 802.16e, bietet mobile Breitbanddienste. Es ermöglicht die Übertragung von Informationen mit Geschwindigkeiten von bis zu 40 Mbit/s in Richtung von der Basisstation zum Endgerät. MIMO in 802.16e gilt jedoch als Option und wird in der einfachsten Konfiguration – 2x2 – verwendet. In der nächsten Version gilt 802,16 m MIMO als obligatorische Technologie, wobei eine 4x4-Konfiguration möglich ist. In diesem Fall kann WiMAX bereits den Mobilfunksystemen zugerechnet werden, und zwar der vierten Generation (aufgrund der hohen Datenübertragungsgeschwindigkeit), denn weist eine Reihe von Merkmalen auf, die Mobilfunknetzen innewohnen: Roaming, Handover, Sprachverbindungen. Bei mobiler Nutzung kann theoretisch eine Geschwindigkeit von 100 Mbit/s erreicht werden. In einer festen Version kann die Geschwindigkeit 1 Gbit/s erreichen.

Von größtem Interesse ist der Einsatz der MIMO-Technologie in zellularen Kommunikationssystemen. Diese Technologie wird seit der dritten Generation zellularer Kommunikationssysteme eingesetzt. Beispielsweise im UMTS-Standard, in Rel. 6 wird es in Verbindung mit der HSPA-Technologie verwendet, die Geschwindigkeiten bis zu 20 Mbit/s unterstützt, und in Rel. 7 – mit HSPA+, wo die Datenübertragungsraten 40 Mbit/s erreichen. Allerdings hat MIMO in 3G-Systemen noch keine breite Anwendung gefunden.

Systeme, nämlich LTE, sehen auch den Einsatz von MIMO in bis zu 8x8-Konfigurationen vor. Damit ist es theoretisch möglich, Daten mit über 300 Mbit/s von der Basisstation zum Teilnehmer zu übertragen. Ein weiterer wichtiger Pluspunkt ist die stabile Verbindungsqualität auch am Zellrand. In diesem Fall ist selbst in großer Entfernung von der Basisstation oder bei Standort in einem abgelegenen Raum nur ein geringfügiger Rückgang der Datenübertragungsrate zu beobachten.

Wir leben im Zeitalter der digitalen Revolution, lieber Anonymer. Bevor wir Zeit haben, uns an eine neue Technologie zu gewöhnen, wird uns von allen Seiten bereits eine noch neuere und fortschrittlichere angeboten. Und während wir darüber nachdenken, ob diese Technologie uns wirklich zu einem schnelleren Internet verhelfen wird oder ob wir nur wieder um Geld betrogen werden, entwickeln Designer derzeit eine noch neuere Technologie, die uns anstelle der aktuellen in angeboten wird buchstäblich 2 Jahre. Dies gilt auch für die MIMO-Antennentechnologie.

Was für eine Technologie ist MIMO? Mehrfacheingabe, Mehrfachausgabe – Mehrfacheingabe, Mehrfachausgabe. Zunächst einmal ist die MIMO-Technologie eine umfassende Lösung und betrifft mehr als nur Antennen. Um diesen Sachverhalt besser zu verstehen, lohnt sich ein kurzer Ausflug in die Entwicklungsgeschichte des Mobilfunks. Entwickler stehen vor der Aufgabe, eine größere Menge an Informationen pro Zeiteinheit zu übertragen, d. h. eine Geschwindigkeit erhöhen. Analog zu einer Wasserversorgung – liefern Sie dem Benutzer eine größere Wassermenge pro Zeiteinheit. Wir können dies erreichen, indem wir den „Rohrdurchmesser“ vergrößern oder analog dazu das Kommunikationsfrequenzband erweitern. Ursprünglich war der GSM-Standard auf den Sprachverkehr zugeschnitten und hatte eine Kanalbreite von 0,2 MHz. Das hat völlig gereicht. Darüber hinaus besteht das Problem der Bereitstellung eines Mehrbenutzerzugriffs. Dies lässt sich lösen, indem man die Teilnehmer nach Frequenz (FDMA) oder nach Zeit (TDMA) aufteilt. GSM nutzt beide Methoden gleichzeitig. Dadurch haben wir ein Gleichgewicht zwischen der maximal möglichen Teilnehmerzahl im Netzwerk und der minimal möglichen Bandbreite für den Sprachverkehr. Mit der Entwicklung des mobilen Internets ist dieses Mindestband zum Hindernisparcours für die Geschwindigkeitssteigerung geworden. Zwei auf der GSM-Plattform basierende Technologien – GPRS und EDGE – haben eine maximale Geschwindigkeit von 384 kBit/s erreicht. Um die Geschwindigkeit weiter zu steigern, war es notwendig, die Bandbreite für den Internetverkehr zu erweitern und möglichst gleichzeitig die GSM-Infrastruktur zu nutzen. Als Ergebnis wurde der UMTS-Standard entwickelt. Der Hauptunterschied besteht hier in der Erweiterung des Bandes sofort auf 5 MHz und zur Gewährleistung des Mehrbenutzerzugriffs in der Verwendung der CDMA-Codezugriffstechnologie, bei der mehrere Teilnehmer gleichzeitig im selben Frequenzkanal arbeiten. Diese Technologie wurde W-CDMA genannt und betont, dass sie über ein breites Band funktioniert. Dieses System wurde als System der dritten Generation bezeichnet – 3G, ist aber gleichzeitig eine Ergänzung zu GSM. So erhielten wir eine breite „Pipe“ von 5 MHz, die es uns ermöglichte, die Geschwindigkeit zunächst auf 2 Mbit/s zu erhöhen.

Wie sonst können wir die Geschwindigkeit erhöhen, wenn wir nicht die Möglichkeit haben, den „Rohrdurchmesser“ weiter zu vergrößern? Wir können den Fluss in mehrere Teile parallelisieren, jeden Teil durch ein separates kleines Rohr schicken und diese separaten Flüsse dann am Empfangsende zu einem großen Fluss kombinieren. Darüber hinaus hängt die Geschwindigkeit von der Fehlerwahrscheinlichkeit im Kanal ab. Indem wir diese Wahrscheinlichkeit durch redundante Codierung, Vorwärtsfehlerkorrektur und den Einsatz fortschrittlicherer Methoden zur Modulation des Funksignals verringern, können wir auch die Geschwindigkeit erhöhen. Alle diese Entwicklungen (zusammen mit der Erweiterung der „Pipe“ durch Erhöhung der Anzahl der Träger pro Kanal) wurden konsequent zur weiteren Verbesserung des UMTS-Standards genutzt und als HSPA bezeichnet. Dies ist kein Ersatz für W-CDMA, sondern ein Soft+Hard-Upgrade dieser Hauptplattform.

Das internationale Konsortium 3GPP entwickelt Standards für 3G. Die Tabelle fasst einige Funktionen verschiedener Versionen dieses Standards zusammen:

3G HSPA-Geschwindigkeit und wichtige technologische Funktionen
3GPP-Version	Technologien	Downlink-Geschwindigkeit (MBPS)	Uplink-Geschwindigkeit (MBPS)
Rel 6	HSPA	14.4	5.7
Rel 7	HSPA+ 5 MHz, 2x2 MIMO-Downlink	28	11
Rel 8	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO-Downlink	42	11
Rel 9	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO-Downlink, 2x5 MHz Uplink	84	23
Rel. 10	MC-HSPA+ 4x5 MHz, 2x2 MIMO-Downlink, 2x5 MHz Uplink	168	23
Rel 11	MC-HSPA+ 8x5 MHz 2x2/4x4 MIMO-Downlink, 2x5 MHz 2x2 MIMO-Uplink	336 - 672	70

Die 4G-LTE-Technologie ist nicht nur abwärtskompatibel mit 3G-Netzen, wodurch sie sich gegenüber WiMAX durchsetzen konnte, sondern ist auch in der Lage, in Zukunft noch höhere Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s und mehr zu erreichen. Hier kommen noch fortschrittlichere Technologien zur Übertragung des digitalen Stroms auf die Luftschnittstelle zum Einsatz, beispielsweise die OFDM-Modulation, die sich sehr gut mit der MIMO-Technologie integrieren lässt.

Was ist MIMO? Durch die Parallelisierung des Flusses in mehrere Kanäle können Sie diese auf unterschiedliche Weise über mehrere Antennen „über die Luft“ senden und mit denselben unabhängigen Antennen auf der Empfangsseite empfangen. Auf diese Weise erhalten wir mehrere unabhängige „Pipes“ über die Luftschnittstelle ohne die Fahrspuren zu erweitern. Das ist die Hauptidee MIMO. Wenn sich Funkwellen in einem Funkkanal ausbreiten, wird selektives Fading beobachtet. Dies macht sich besonders in dicht besiedelten Stadtgebieten bemerkbar, wenn der Teilnehmer unterwegs ist oder sich am Rande des Mobilfunknetzes befindet. Das Einblenden der einzelnen räumlichen „Röhren“ erfolgt nicht gleichzeitig. Wenn wir also dieselben Informationen mit einer kleinen Verzögerung über zwei MIMO-Kanäle übertragen, nachdem wir ihnen zuvor einen speziellen Code überlagert haben (Alamuoti-Methode, Superposition des magischen Quadratcodes), können wir die verlorenen Symbole auf der Empfangsseite wiederherstellen, was äquivalent ist Verbesserung des Signal-zu-Signal-Rauschens um bis zu 10-12 dB. Im Ergebnis führt diese Technologie nochmals zu einer Geschwindigkeitssteigerung. Tatsächlich handelt es sich hierbei um einen seit langem bekannten Diversity-Empfang (Rx Diversity), der organisch in die MIMO-Technologie integriert ist.

Letztendlich müssen wir verstehen, dass MIMO sowohl auf der Basis als auch auf unserem Modem unterstützt werden muss. Normalerweise ist bei 4G die Anzahl der MIMO-Kanäle ein Vielfaches von zwei – 2, 4, 8 (in Wi-Fi-Systemen hat sich das Dreikanal-3x3-System durchgesetzt) und es wird empfohlen, dass ihre Anzahl sowohl an der Basis als auch am Modem übereinstimmt . Um diese Tatsache zu beheben, wird MIMO daher mit Empfangs-/Übertragungskanälen bestimmt – 2x2 MIMO, 4x4 MIMO usw. Bisher beschäftigen wir uns hauptsächlich mit 2x2 MIMO.

Welche Antennen werden in der MIMO-Technologie verwendet? Dies sind gewöhnliche Antennen, es müssen nur zwei davon vorhanden sein (für 2x2 MIMO). Zur Kanaltrennung wird orthogonale, sogenannte X-Polarisation verwendet. In diesem Fall ist die Polarisation jeder Antenne relativ zur Vertikalen um 45° und relativ zueinander um 90° verschoben. Durch diesen Polarisationswinkel sind beide Kanäle gleichberechtigt, da bei einer horizontalen/vertikalen Ausrichtung der Antennen zwangsläufig einer der Kanäle aufgrund des Einflusses der Erdoberfläche eine stärkere Dämpfung erfahren würde. Gleichzeitig ermöglicht eine 90° Polarisationsverschiebung zwischen den Antennen eine Entkopplung der Kanäle um mindestens 18-20 dB voneinander.

Für MIMO benötigen Sie und ich ein Modem mit zwei Antenneneingängen und zwei Antennen auf dem Dach. Es bleibt jedoch die Frage, ob diese Technologie an der Basisstation unterstützt wird. In den Standards 4G LTE und WiMAX ist eine solche Unterstützung sowohl auf der Seite der Teilnehmergeräte als auch auf der Basis verfügbar. In einem 3G-Netzwerk ist nicht alles so einfach. Es gibt bereits Tausende von Geräten im Netzwerk, die MIMO nicht unterstützen, bei denen die Einführung dieser Technologie den gegenteiligen Effekt hat – der Netzwerkdurchsatz wird reduziert. Daher haben es die Betreiber noch nicht eilig, MIMO flächendeckend in 3G-Netzen zu implementieren. Damit die Basis den Abonnenten eine hohe Geschwindigkeit bieten kann, muss sie selbst über einen guten Transport verfügen, d.h. Daran muss ein „dickes Rohr“ angeschlossen werden, vorzugsweise Glasfaser, was auch nicht immer der Fall ist. Daher steckt die MIMO-Technologie in 3G-Netzen derzeit noch in den Kinderschuhen und wird sowohl von Betreibern als auch von Benutzern getestet, wobei letzteres nicht immer erfolgreich ist. Daher sollten Sie nur in 4G-Netzen auf MIMO-Antennen setzen. Am Rande des Versorgungsbereichs der Zelle können Hochleistungsantennen eingesetzt werden, beispielsweise Spiegelantennen, für die MIMO-Feeds bereits kommerziell verfügbar sind

In WLAN-Netzwerken ist die MIMO-Technologie in den Standards IEEE 802.11n und IEEE 802.11ac verankert und wird bereits von vielen Geräten unterstützt. Während wir die Einführung der 2x2 MIMO-Technologie in 3G-4G-Netzwerken erleben, bleiben die Entwickler nicht stehen. 64x64 MIMO-Technologien mit intelligenten Antennen mit adaptivem Strahlungsmuster werden bereits entwickelt. Diese. Wenn wir vom Sofa auf einen Sessel wechseln oder in die Küche gehen, bemerkt unser Tablet dies und dreht das Strahlungsdiagramm der eingebauten Antenne in die gewünschte Richtung. Wird diese Seite zu diesem Zeitpunkt irgendjemand brauchen?

MIMO(Multiple Input Multiple Output – Multiple Input Multiple Output) ist eine Technologie, die in drahtlosen Kommunikationssystemen (WIFI, Mobilfunkkommunikationsnetze) verwendet wird und die spektrale Effizienz des Systems, die maximale Datenübertragungsrate und die Netzwerkkapazität erheblich verbessern kann. Der Hauptweg, die oben genannten Vorteile zu erreichen, besteht darin, Daten über mehrere Funkverbindungen von der Quelle zum Ziel zu übertragen, woher die Technologie ihren Namen hat. Betrachten wir den Hintergrund dieses Problems und ermitteln wir die Hauptgründe, die zur weit verbreiteten Verwendung der MIMO-Technologie geführt haben.

Der Bedarf an Hochgeschwindigkeitsverbindungen, die eine hohe Servicequalität (QoS) mit hoher Fehlertoleranz bieten, wächst von Jahr zu Jahr. Dies wird durch das Aufkommen von Diensten wie VoIP (), VoD () usw. erheblich erleichtert. Die meisten drahtlosen Technologien ermöglichen es jedoch nicht, Abonnenten am Rande des Versorgungsgebiets einen qualitativ hochwertigen Dienst bereitzustellen. In Mobilfunk- und anderen drahtlosen Kommunikationssystemen nimmt die Qualität der Verbindung sowie die verfügbare Datenübertragungsgeschwindigkeit schnell mit der Entfernung von der (BTS) ab. Gleichzeitig sinkt auch die Qualität der Dienste, was letztendlich dazu führt, dass im gesamten Funkabdeckungsbereich des Netzes keine Echtzeitdienste mit hoher Qualität mehr bereitgestellt werden können. Um dieses Problem zu lösen, können Sie versuchen, Basisstationen so dicht wie möglich zu installieren und eine interne Abdeckung an allen Orten mit niedrigem Signalpegel zu organisieren. Dies wird jedoch einen erheblichen finanziellen Aufwand erfordern, der letztendlich zu einer Erhöhung der Kosten des Dienstes und einer Verringerung der Wettbewerbsfähigkeit führen wird. Um dieses Problem zu lösen, ist daher eine originelle Innovation erforderlich, die möglichst den aktuellen Frequenzbereich nutzt und keinen Bau neuer Netzanlagen erfordert.

Merkmale der Ausbreitung von Funkwellen

Um die Funktionsprinzipien der MIMO-Technologie zu verstehen, ist es notwendig, die allgemeinen im Weltraum zu berücksichtigen. Die von verschiedenen drahtlosen Funksystemen im Bereich über 100 MHz ausgesendeten Wellen verhalten sich in vielerlei Hinsicht wie Lichtstrahlen. Wenn Radiowellen während der Ausbreitung auf eine Oberfläche treffen, wird abhängig vom Material und der Größe des Hindernisses ein Teil der Energie absorbiert, ein Teil dringt durch und der Rest wird reflektiert. Das Verhältnis der Anteile absorbierter, reflektierter und übertragener Energie wird von vielen äußeren Faktoren beeinflusst, unter anderem von der Frequenz des Signals. Darüber hinaus kann die reflektierte und durchgelassene Signalenergie die Richtung ihrer weiteren Ausbreitung ändern und das Signal selbst wird in mehrere Wellen aufgeteilt.

Das Signal, das sich nach den oben genannten Gesetzen von der Quelle zum Empfänger ausbreitet, wird nach dem Auftreffen auf zahlreiche Hindernisse in viele Wellen aufgeteilt, von denen nur ein Teil den Empfänger erreicht. Jede der Wellen, die den Empfänger erreichen, bildet den sogenannten Signalausbreitungspfad. Aufgrund der Tatsache, dass unterschiedliche Wellen von unterschiedlich vielen Hindernissen reflektiert werden und unterschiedliche Entfernungen zurücklegen, haben außerdem unterschiedliche Wege unterschiedliche Wege.

In dichten städtischen Umgebungen kommt es aufgrund einer großen Anzahl von Hindernissen wie Gebäuden, Bäumen, Autos usw. sehr häufig zu einer Situation, in der zwischen der MS und den Basisstationsantennen (BTS) keine direkte Sicht besteht. In diesem Fall kann das Signal den Empfänger nur über reflektierte Wellen erreichen. Allerdings hat ein wiederholt reflektiertes Signal, wie oben erwähnt, nicht mehr die ursprüngliche Energie und kommt möglicherweise zu spät an. Eine besondere Schwierigkeit entsteht auch dadurch, dass Objekte nicht immer stationär bleiben und sich die Situation im Laufe der Zeit erheblich ändern kann. Dies wirft ein Problem auf – eines der größten Probleme in drahtlosen Kommunikationssystemen.

Mehrwegeausbreitung – ein Problem oder ein Vorteil?

Zur Bekämpfung der Mehrwegeausbreitung von Signalen werden verschiedene Lösungen eingesetzt. Eine der am weitesten verbreiteten Technologien ist „Receive Diversity“. Sein Wesen liegt darin, dass zum Empfang eines Signals nicht eine, sondern mehrere Antennen (normalerweise zwei, seltener vier) verwendet werden, die voneinander entfernt angeordnet sind. Somit verfügt der Empfänger nicht über eine, sondern über zwei Kopien des übertragenen Signals, die auf unterschiedliche Weise angekommen sind. Dadurch ist es möglich, mehr Energie aus dem Originalsignal zu gewinnen, denn Wellen, die von einer Antenne empfangen werden, werden möglicherweise nicht von einer anderen Antenne empfangen und umgekehrt. Außerdem können Signale, die bei einer Antenne phasenverschoben ankommen, bei einer anderen Antenne phasenverschoben ankommen. Dieses Funkschnittstellendesign kann im Gegensatz zum standardmäßigen Single Input Single Output (SISO)-Design als Single Input Multiple Output (SIMO) bezeichnet werden. Auch der umgekehrte Ansatz ist möglich: Wenn mehrere Antennen zum Senden und eine zum Empfangen verwendet werden. Dadurch erhöht sich auch die Gesamtenergie des vom Empfänger empfangenen Originalsignals. Diese Schaltung wird Multiple Input Single Output (MISO) genannt. In beiden Schemata (SIMO und MISO) werden mehrere Antennen auf der Basisstationsseite installiert, weil Es ist schwierig, Antennendiversität in einem mobilen Gerät über eine ausreichend große Entfernung zu implementieren, ohne das Endgerät selbst zu vergrößern.

Als Ergebnis weiterer Überlegungen kommen wir zum MIMO-Schema (Multiple Input Multiple Output). Dabei werden zum Senden und Empfangen mehrere Antennen installiert. Im Gegensatz zu den oben genannten Schemata ermöglicht dieses Diversitätsschema jedoch nicht nur die Bekämpfung der Mehrwegesignalausbreitung, sondern auch die Erzielung einiger zusätzlicher Vorteile. Durch den Einsatz mehrerer Antennen zum Senden und Empfangen kann jedem Sende-/Empfangsantennenpaar ein eigener Pfad zur Informationsübertragung zugewiesen werden. In diesem Fall wird der Diversity-Empfang von den verbleibenden Antennen übernommen, wobei diese Antenne auch als Zusatzantenne für andere Übertragungswege dient. Dadurch ist es theoretisch möglich, die Datenübertragungsrate durch den Einsatz zusätzlicher Antennen um ein Vielfaches zu steigern. Eine erhebliche Einschränkung ergibt sich jedoch durch die Qualität jedes einzelnen Funkpfads.

So funktioniert MIMO

Wie oben erwähnt, ist es zur Organisation der MIMO-Technologie erforderlich, mehrere Antennen auf der Sende- und Empfangsseite zu installieren. Typischerweise wird am Ein- und Ausgang des Systems die gleiche Anzahl von Antennen installiert, weil in diesem Fall wird die maximale Datenübertragungsrate erreicht. Um die Anzahl der Antennen beim Empfang und Senden anzuzeigen, wird neben dem Namen der MIMO-Technologie üblicherweise die Bezeichnung „AxB“ verwendet, wobei A die Anzahl der Antennen am Systemeingang und B die am Ausgang ist. In diesem Fall meint das System eine Funkverbindung.

Die MIMO-Technologie erfordert im Vergleich zu herkömmlichen Systemen einige Änderungen in der Senderstruktur. Betrachten wir nur eine der möglichen und einfachsten Möglichkeiten, die MIMO-Technologie zu organisieren. Auf der Sendeseite wird zunächst ein Stream-Teiler benötigt, der die zur Übertragung vorgesehenen Daten in mehrere langsame Teilströme aufteilt, deren Anzahl von der Anzahl der Antennen abhängt. Beispielsweise erzeugt der Teiler für MIMO 4x4 und eine Eingangsdatenrate von 200 Mbit/s 4 Streams mit jeweils 50 Mbit/s. Als nächstes muss jeder dieser Streams über eine eigene Antenne übertragen werden. Typischerweise werden Sendeantennen räumlich getrennt installiert, um möglichst viele Störsignale, die durch Reflexionen entstehen, bereitzustellen. Bei einer der möglichen Organisationsformen der MIMO-Technologie wird das Signal von jeder Antenne mit einer anderen Polarisation gesendet, wodurch es beim Empfang identifiziert werden kann. Im einfachsten Fall ist jedoch jedes der übertragenen Signale durch das Übertragungsmedium selbst gekennzeichnet (Zeitverzögerung und andere Verzerrungen).

Auf der Empfangsseite empfangen mehrere Antennen das Signal aus der Funkluft. Darüber hinaus sind auch die Antennen auf der Empfangsseite mit einer gewissen räumlichen Diversität installiert, wodurch der bereits erwähnte Diversity-Empfang gewährleistet wird. Die empfangenen Signale gelangen zu Empfängern, deren Anzahl der Anzahl der Antennen und Übertragungswege entspricht. Darüber hinaus empfängt jeder der Empfänger Signale von allen Antennen des Systems. Jeder dieser Addierer extrahiert aus dem Gesamtfluss nur die Signalenergie des Pfades, für den er verantwortlich ist. Er tut dies entweder gemäß einem vorgegebenen Attribut, das jedem der Signale zugeführt wurde, oder durch die Analyse von Verzögerung, Dämpfung, Phasenverschiebung, d. h. Reihe von Verzerrungen oder „Fingerabdruck“ des Ausbreitungsmediums. Abhängig vom Funktionsprinzip des Systems (Bell Laboratories Layered Space-Time – BLAST, Selective Per Antenna Rate Control (SPARC) usw.) kann das übertragene Signal nach einer bestimmten Zeit wiederholt oder mit einer leichten Verzögerung durch andere übertragen werden Antennen.

Ein ungewöhnliches Phänomen, das in einem MIMO-System auftreten kann, besteht darin, dass die Datenrate des MIMO-Systems reduziert werden kann, wenn zwischen Signalquelle und Empfänger eine Sichtlinie besteht. Dies ist in erster Linie auf eine Verringerung der Schwere der Verzerrungen im umgebenden Raum zurückzuführen, der jedes der Signale kennzeichnet. Dadurch wird es schwierig, die Signale auf der Empfangsseite zu trennen und sie beginnen, sich gegenseitig zu beeinflussen. Je höher also die Qualität der Funkverbindung ist, desto geringer ist der Nutzen von MIMO.

Mehrbenutzer-MIMO (MU-MIMO)

Das oben diskutierte Prinzip der Organisation der Funkkommunikation bezieht sich auf das sogenannte Single User MIMO (SU-MIMO), bei dem es nur einen Sender und Empfänger von Informationen gibt. In diesem Fall können sowohl Sender als auch Empfänger ihre Aktionen klar koordinieren und gleichzeitig gibt es keinen Überraschungsfaktor, wenn neue Benutzer auf Sendung gehen. Dieses Schema eignet sich durchaus für kleine Systeme, beispielsweise um die Kommunikation zwischen zwei Geräten im Homeoffice zu organisieren. Die meisten Systeme wie WI-FI, WIMAX und Mobilfunkkommunikationssysteme sind wiederum Mehrbenutzersysteme, d. h. In ihnen gibt es ein einziges Zentrum und mehrere entfernte Objekte, mit denen jeweils eine Funkverbindung aufgebaut werden muss. Dadurch entstehen zwei Probleme: Einerseits muss die Basisstation ein Signal über dasselbe Antennensystem an viele Teilnehmer senden (MIMO-Broadcast) und gleichzeitig ein Signal über dieselben Antennen von mehreren Teilnehmern empfangen (MIMO MAC - Mehrere Zugriffskanäle).

In der Uplink-Richtung – von MS zu BTS – übertragen Benutzer ihre Informationen gleichzeitig auf derselben Frequenz. In diesem Fall ergibt sich für die Basisstation eine Schwierigkeit: Es ist notwendig, Signale verschiedener Teilnehmer zu trennen. Eine Möglichkeit, diesem Problem entgegenzuwirken, ist auch die lineare Verarbeitungsmethode, bei der das übertragene Signal vorab übertragen wird. Das Originalsignal wird bei dieser Methode mit einer Matrix multipliziert, die aus Koeffizienten besteht, die den Störeinfluss anderer Teilnehmer widerspiegeln. Die Matrix wird basierend auf der aktuellen Situation im Radio erstellt: Anzahl der Teilnehmer, Übertragungsgeschwindigkeiten usw. Daher unterliegt das Signal vor der Übertragung einer Verzerrung, die umgekehrt zu der Verzerrung ist, die es bei der Funkübertragung erfährt.

Im Downlink – der Richtung von BTS zu MS – überträgt die Basisstation Signale gleichzeitig auf demselben Kanal an mehrere Teilnehmer gleichzeitig. Dies führt dazu, dass das für einen Teilnehmer gesendete Signal den Empfang aller anderen Signale beeinflusst, d.h. Es kommt zu Störungen. Mögliche Optionen zur Bekämpfung dieses Problems sind der Einsatz bzw. die Anwendung der Technologie zur Kodierung schmutziger Papiere. Werfen wir einen genaueren Blick auf die Dirty-Paper-Technologie. Das Funktionsprinzip basiert auf einer Analyse des aktuellen Zustands der Funkwellen und der Anzahl der aktiven Teilnehmer. Der einzige (erste) Teilnehmer übermittelt seine Daten an die Basisstation, ohne seine Daten zu verschlüsseln oder zu verändern, denn Es gibt keine Störungen durch andere Teilnehmer. Der zweite Teilnehmer wird kodieren, d.h. Ändern Sie die Energie Ihres Signals, um das erste Signal nicht zu stören und Ihr Signal nicht dem Einfluss des ersten Signals auszusetzen. Nachfolgende Teilnehmer, die dem System hinzugefügt werden, folgen ebenfalls diesem Prinzip und basieren auf der Anzahl der aktiven Teilnehmer und der Wirkung der von ihnen gesendeten Signale.

Anwendung von MIMO

Im letzten Jahrzehnt war die MIMO-Technologie eine der wichtigsten Möglichkeiten, den Durchsatz und die Kapazität drahtloser Kommunikationssysteme zu steigern. Schauen wir uns einige Beispiele für die Verwendung von MIMO in verschiedenen Kommunikationssystemen an.

Der WiMAX-Standard verfügt außerdem über zwei Versionen, die Benutzern, die die MIMO-Technologie verwenden, neue Funktionen bieten. Der erste, 802.16e, bietet mobile Breitbanddienste. Es ermöglicht die Übertragung von Informationen mit Geschwindigkeiten von bis zu 40 Mbit/s in Richtung von der Basisstation zum Teilnehmergerät. MIMO in 802.16e gilt jedoch als Option und wird in der einfachsten Konfiguration – 2x2 – verwendet. In der nächsten Version gilt 802,16 m MIMO als obligatorische Technologie, wobei eine 4x4-Konfiguration möglich ist. In diesem Fall kann WiMAX bereits den Mobilfunksystemen zugerechnet werden, und zwar der vierten Generation (aufgrund der hohen Datenübertragungsgeschwindigkeit), denn verfügt über eine Reihe von Merkmalen, die Mobilfunknetzen innewohnen: Sprachverbindungen. Im mobilen Einsatz können theoretisch Geschwindigkeiten von 100 Mbit/s erreicht werden. In einer festen Version kann die Geschwindigkeit 1 Gbit/s erreichen.

Von größtem Interesse ist der Einsatz der MIMO-Technologie in zellularen Kommunikationssystemen. Diese Technologie wird seit der dritten Generation zellularer Kommunikationssysteme eingesetzt. Zum Beispiel im Standard, in Rel. 6 wird es in Verbindung mit der HSPA-Technologie verwendet, die Geschwindigkeiten bis zu 20 Mbit/s unterstützt, und in Rel. 7 – mit HSPA+, wo die Datenübertragungsraten 40 Mbit/s erreichen. Allerdings hat MIMO in 3G-Systemen noch keine breite Anwendung gefunden.

Systeme, nämlich LTE, sehen auch den Einsatz von MIMO in bis zu 8x8-Konfigurationen vor. Damit ist es theoretisch möglich, Daten mit über 300 Mbit/s von der Basisstation zum Teilnehmer zu übertragen. Ein weiterer wichtiger positiver Punkt ist die stabile Verbindungsqualität auch am Rand. In diesem Fall ist selbst in großer Entfernung von der Basisstation oder bei Standort in einem abgelegenen Raum nur ein geringfügiger Rückgang der Datenübertragungsrate zu beobachten.

Somit findet die MIMO-Technologie in nahezu allen drahtlosen Datenübertragungssystemen Anwendung. Darüber hinaus ist sein Potenzial noch nicht ausgeschöpft. Es werden bereits neue Optionen für die Antennenkonfiguration entwickelt, bis hin zu 64x64 MIMO. Dadurch können wir in Zukunft noch höhere Datenraten, Netzwerkkapazitäten und spektrale Effizienz erreichen.

WiFi ist eine Marke für drahtlose Netzwerke, die auf dem IEEE 802.11-Standard basieren. Im täglichen Leben verwenden Benutzer drahtloser Netzwerke den Begriff „WiFi-Technologie“ und implizieren damit nicht handelsübliche ...

Angesichts der Veröffentlichung neuer drahtloser Geräte, die die MU-MIMO-Technologie unterstützen, insbesondere mit der Ausgabe von UniFi AC HD (UAP-AC-HD), muss geklärt werden, was es ist und warum alte Hardware diese Technologie nicht unterstützt .

Was ist 802.11ac?

Der 802.11ac-Standard ist eine Transformation der drahtlosen Technologie, die die vorherige Generation in Form des 802.11n-Standards ablöste.

Die Einführung von 802.11n sollte es Unternehmen, wie bisher angenommen, ermöglichen, diese Technologie in großem Umfang als Alternative zu einer herkömmlichen Kabelverbindung für die Arbeit innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) zu nutzen.

802.11ac ist eine weitere Stufe in der Entwicklung drahtloser Technologien. Theoretisch kann der neue Standard Datenübertragungsraten von bis zu 6,9 Gbit/s im 5-GHz-Band ermöglichen. Dies ist 11,5-mal höher als der Datenübertragungsumfang von 802.11n.

Der neue Standard ist in zwei Releases verfügbar: Wave 1 und Wave 2. Unten sehen Sie eine Vergleichstabelle der aktuellen Standards.

Was ist der Unterschied zwischen Welle 1 und Welle 2?

802.11ac Wave 1-Produkte sind seit etwa Mitte 2013 auf dem Markt erhältlich. Die neue Überarbeitung des Standards basiert auf der vorherigen Version des Standards, weist jedoch einige sehr wichtige Änderungen auf, nämlich:

Leistungssteigerung von 1,3 Gbit auf 2,34 Gbit;
Unterstützung für Multi User MIMO (MU-MIMO) hinzugefügt;
Breite Kanäle von 160 MHz sind erlaubt;
Vierter räumlicher Stream (Spatial Stream) für mehr Leistung und Stabilität;
Mehr Kanäle im 5-GHz-Band;

Was genau bewirken die Verbesserungen der Welle 2 für den echten Benutzer?

Ein erhöhter Durchsatz wirkt sich positiv auf Anwendungen aus, die empfindlich auf Bandbreite und Latenz innerhalb des Netzwerks reagieren. Dabei handelt es sich vor allem um die Übertragung von Streaming-Sprach- und Videoinhalten sowie um die Erhöhung der Netzwerkdichte und die Erhöhung der Anzahl der Clients.

MU-MIMO bietet enorme Möglichkeiten für die Entwicklung des Internets der Dinge (IoT), wenn ein Benutzer mehrere Geräte gleichzeitig verbinden kann.

Die MU-MIMO-Technologie ermöglicht mehrere gleichzeitige Downstreams und bietet gleichzeitige Dienste für mehrere Geräte, was die Gesamtleistung des Netzwerks verbessert. MU-MIMO wirkt sich auch positiv auf die Latenz aus und ermöglicht schnellere Verbindungen und ein insgesamt schnelleres Kundenerlebnis. Darüber hinaus ermöglichen die Features der Technologie den Anschluss einer noch größeren Anzahl gleichzeitiger Clients an das Netzwerk als in der Vorgängerversion des Standards.

Die Verwendung einer Kanalbreite von 160 MHz erfordert die Erfüllung bestimmter Bedingungen (geringer Stromverbrauch, geringes Rauschen usw.), aber der Kanal kann bei der Übertragung großer Datenmengen eine enorme Leistungssteigerung bewirken. Zum Vergleich: 802.11n kann Kanalgeschwindigkeiten von bis zu 450 Mbit/s bereitstellen, der neuere 802.11ac Wave 1 kann bis zu 1,3 Gbit/s bereitstellen, während 802.11ac Wave 2 mit einem 160-MHz-Kanal Kanalgeschwindigkeiten von etwa 2,3 Gbit/s bereitstellen kann.

In der vorherigen Generation des Standards war die Verwendung von 3 Transceiver-Antennen erlaubt; die neue Revision fügt einen 4. Stream hinzu. Diese Änderung erhöht die Reichweite und Stabilität der Verbindung.

Weltweit werden 37 Kanäle im 5-GHz-Band genutzt. In einigen Ländern ist die Anzahl der Kanäle begrenzt, in anderen nicht. 802.11ac Wave 2 ermöglicht die Verwendung von mehr Kanälen, wodurch sich die Anzahl gleichzeitiger Geräte an einem Ort erhöht. Darüber hinaus werden für breite 160-MHz-Kanäle mehr Kanäle benötigt.

Gibt es neue Kanalgeschwindigkeiten in 802.11ac Wave 2?

Der neue Standard übernimmt die mit der ersten Version eingeführten Standards. Die Geschwindigkeit hängt wie bisher von der Anzahl der Streams und der Kanalbreite ab. Die maximale Modulation blieb unverändert – 256 QAM.

Wenn früher für eine Kanalgeschwindigkeit von 866,6 Mbit zwei Streams und eine Kanalbreite von 80 MHz erforderlich waren, kann diese Kanalgeschwindigkeit jetzt mit nur einem Stream erreicht werden, während die Kanalgeschwindigkeit um zwei erhöht wird – von 80 auf 160 MHz.

Wie Sie sehen, gab es keine grundlegenden Änderungen. Im Zusammenhang mit der Unterstützung von 160-MHz-Kanälen haben sich auch die maximalen Kanalgeschwindigkeiten erhöht – auf bis zu 2600 Mbit.

In der Praxis beträgt die tatsächliche Geschwindigkeit etwa 65 % der Kanalgeschwindigkeit (PHY Rate).

Mit 1 Stream, 256-QAM-Modulation und einem 160-MHz-Kanal können Sie eine reale Geschwindigkeit von etwa 560 Mbit/s erreichen. Dementsprechend bieten 2 Streams eine Austauschgeschwindigkeit von ~1100 Mbit/s, 3 Streams – 1,1-1,6 Gbit/s.

Welche Bänder und Kanäle verwendet 802.11ac Wave2?

In der Praxis arbeiten Waves 1 und Waves 2 ausschließlich im 5-GHz-Band. Der Frequenzbereich richtet sich nach regionalen Beschränkungen, in der Regel wird der Bereich 5,15-5,35 GHz und 5,47-5,85 GHz genutzt.

In den USA ist ein 580-MHz-Band für 5-GHz-Funknetze reserviert.

802.11ac kann nach wie vor Kanäle mit 20 und 40 MHz nutzen, während gleichzeitig eine gute Leistung mit nur 80 MHz oder 160 MHz erreicht werden kann.

Da es in der Praxis nicht immer möglich ist, ein durchgängiges 160-MHz-Band zu nutzen, sieht der Standard einen 80+80-MHz-Modus vor, der das 160-MHz-Band in 2 verschiedene Bänder aufteilt. All dies sorgt für mehr Flexibilität.

Bitte beachten Sie, dass die Standardkanäle für 802.11ac 20/40/80 MHz sind.

Warum gibt es zwei Wellen von 802.11ac?

IEEE implementiert Standards in Wellen, wenn die Technologie voranschreitet. Dieser Ansatz ermöglicht es der Branche, neue Produkte sofort auf den Markt zu bringen, ohne auf die Fertigstellung einer bestimmten Funktion warten zu müssen.

Die erste Welle von 802.11ac stellte eine deutliche Verbesserung gegenüber 802.11n dar und legte den Grundstein für die weitere Entwicklung.

Wann können wir mit Produkten rechnen, die 802.11ac Wave 2 unterstützen?

Ersten Analystenprognosen zufolge sollten die ersten Consumer-Produkte Mitte 2015 auf den Markt kommen. Höherwertige Unternehmens- und Netzbetreiberlösungen werden in der Regel mit einer Verzögerung von drei bis sechs Monaten veröffentlicht, genau wie bei der ersten Welle des Standards.

Beide Klassen, Consumer und Commercial, werden in der Regel veröffentlicht, bevor die WFA (Wi-Fi Alliance) mit der Zertifizierung beginnt (zweite Hälfte des Jahres 2016).

Stand Februar 2017 ist die Anzahl der Geräte, die 802.11ac W2 unterstützen, nicht so groß, wie wir es gerne hätten. Vor allem von Mikrotik und Ubiquit.

Werden sich Wave-2-Geräte erheblich von Wave-1-Geräten unterscheiden?

Beim neuen Standard setzt sich der allgemeine Trend der Vorjahre fort – Smartphones und Laptops werden mit 1-2 Streams produziert, 3 Streams sind für anspruchsvollere Aufgaben gedacht. Es macht keinen praktischen Sinn, die volle Funktionalität des Standards auf allen Geräten zu implementieren.

Sind Wave 1-Geräte mit Wave 2 kompatibel?

Die erste Welle erlaubt 3 Streams und Kanäle bis 80 MHz; für diesen Teil sind Client-Geräte und Access Points vollständig kompatibel.

Um Funktionen der zweiten Generation (160 MHz, MU-MIMO, 4 Streams) zu implementieren, müssen sowohl das Client-Gerät als auch der Access Point den neuen Standard unterstützen.

Access Points der nächsten Generation sind mit 802.11ac Wave 1-, 802.11n- und 802.11a-Clientgeräten kompatibel.

Daher ist es nicht möglich, die zusätzlichen Funktionen eines Adapters der zweiten Generation mit einem Punkt der ersten Generation zu nutzen und umgekehrt.

Was ist MU-MIMO und was bewirkt es?

MU-MIMO ist die Abkürzung für „Multiuser Multiple Input, Multiple Output“. Tatsächlich ist dies eine der Schlüsselinnovationen der zweiten Welle.

Damit MU-MIMO funktioniert, müssen der Client und der AP es unterstützen.

Kurz gesagt: Ein Access Point kann Daten an mehrere Geräte gleichzeitig senden, während frühere Standards jeweils nur das Senden von Daten an einen Client zuließen.

Tatsächlich ist reguläres MIMO SU-MIMO, d. h. SingleUser, Einzelbenutzer-MIMO.

Schauen wir uns ein Beispiel an. Es gibt einen Punkt mit 3 Streams (3 Spatial Streams / 3SS) und 4 Clients sind daran angeschlossen: 1 Client mit 3SS-Unterstützung, 3 Clients mit 1SS-Unterstützung.

Der Access Point verteilt die Zeit gleichmäßig auf alle Clients. Beim Arbeiten mit dem ersten Client nutzt der Point seine Leistungsfähigkeit zu 100 % aus, da der Client auch 3SS (MIMO 3x3) unterstützt.

Die restlichen 75 % der Zeit arbeitet der Point mit drei Clients, von denen jeder nur 1 Thread (1SS) von 3 verfügbaren verwendet. Gleichzeitig nutzt der Access Point nur 33 % seiner Fähigkeiten. Je mehr solcher Kunden, desto geringer die Effizienz.

In einem konkreten Beispiel beträgt die durchschnittliche Kanalgeschwindigkeit 650 Mbit:

(1300 + 433,3 + 433,3 + 433,3)/4 = 650

In der Praxis bedeutet dies eine Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 420 Mbit, von möglichen 845 Mbit.

Schauen wir uns nun ein Beispiel mit MU-MIMO an. Wir haben einen Punkt, der die zweite Generation des Standards unterstützt, bei Verwendung von MIMO 3x3 bleibt die Kanalgeschwindigkeit unverändert – 1300 Mbit bei einer Kanalbreite von 80 MHz. Diese. Gleichzeitig können Clients nach wie vor nicht mehr als 3 Kanäle nutzen.

Die Gesamtzahl der Clients beträgt nun 7 und der Access Point hat sie in 3 Gruppen unterteilt:

ein 3SS-Client;
drei 1SS-Clients;
ein 2SS-Client + ein 1SS;
ein 3SS-Client;

Als Ergebnis erhalten wir eine 100-prozentige Implementierung der AP-Funktionen. Ein Client aus der ersten Gruppe nutzt alle drei Streams, Clients aus der anderen Gruppe nutzen einen Kanal und so weiter. Die durchschnittliche Kanalgeschwindigkeit beträgt 1300 Mbit. Wie Sie sehen, hat sich die Leistung verdoppelt.

Ist Point MU-MIMO mit älteren Clients kompatibel?

Leider nein! MU-MIMO ist nicht mit der ersten Version des Protokolls kompatibel, d. h. Damit diese Technologie funktioniert, müssen Ihre Client-Geräte die zweite Version unterstützen.

Unterschiede zwischen MU-MIMO und SU-MIMO

Bei SU-MIMO überträgt der Access Point Daten jeweils nur an einen Client. Mit MU-MIMO kann der Access Point Daten gleichzeitig an mehrere Clients übertragen.

Wie viele Clients werden in MU-MIMO gleichzeitig unterstützt?

Der Standard sieht die gleichzeitige Wartung von bis zu 4 Geräten vor. Die maximale Gesamtanzahl an Threads kann bis zu 8 betragen.

Je nach Ausstattungskonfiguration sind vielfältige Optionen möglich, zum Beispiel:

1+1: zwei Clients mit jeweils einem Thread;
4+4: zwei Clients, die jeweils 4 Threads verwenden;
2+2+2+2: vier Clients, jeweils 2 Threads;
1+1+1: drei Clients auf einem Stream;
2+1, 1+1+1+1, 1+2+3, 2+3+3 und andere Kombinationen.

Es hängt alles von der Hardwarekonfiguration ab; normalerweise verwenden Geräte 3 Streams, daher kann der Punkt bis zu 3 Clients gleichzeitig bedienen.

Es ist auch möglich, 4 Antennen in einer MIMO 3x3-Konfiguration zu verwenden. Die vierte Antenne ist in diesem Fall zusätzlich; sie implementiert keinen zusätzlichen Stream. In diesem Fall ist es möglich, 1+1+1, 2+1 oder 3SS zu bedienen, aber nicht 4.

Wird MU-MIMO nur für Downlink unterstützt?

Ja, der Standard unterstützt nur Downlink MU-MIMO, d. h. Der Punkt kann gleichzeitig Daten an mehrere Clients übertragen. Aber der Punkt kann nicht gleichzeitig „zuhören“.

Die Implementierung von Uplink MU-MIMO galt in kurzer Zeit als unmöglich, daher wird diese Funktionalität erst im 802.11ax-Standard hinzugefügt, dessen Veröffentlichung für 2019–2020 geplant ist.

Wie viele Streams werden in MU-MIMO unterstützt?

Wie oben erwähnt, kann MU-MIMO mit einer beliebigen Anzahl von Streams arbeiten, jedoch nicht mehr als 4 pro Client.

Für eine qualitativ hochwertige Mehrbenutzerübertragung empfiehlt der Standard das Vorhandensein von mehr Antennen und mehr Streams. Idealerweise sollten für MIMO 4x4 4 Antennen zum Empfangen und die gleiche Anzahl zum Senden vorhanden sein.

Müssen für den neuen Standard spezielle Antennen verwendet werden?

Das Design der Antennen bleibt gleich. Für 802.11a/n/ac können Sie wie bisher alle kompatiblen Antennen verwenden, die für den Einsatz im 5-GHz-Band ausgelegt sind.

In der zweiten Version wurde auch Beamforming hinzugefügt. Was ist das?

Mit der Beamforming-Technologie können Sie das Strahlungsmuster ändern und es an einen bestimmten Kunden anpassen. Während des Betriebs analysiert der Punkt das Signal des Kunden und optimiert dessen Strahlung. Während des Strahlformungsprozesses kann eine zusätzliche Antenne verwendet werden.

Kann ein 802.11ac Wave 2 AP 1 Gbit/s Datenverkehr verarbeiten?

Möglicherweise sind Access Points der neuen Generation in der Lage, einen solchen Verkehrsfluss zu bewältigen. Der tatsächliche Durchsatz hängt von einer Reihe von Faktoren ab, angefangen von der Anzahl der unterstützten Streams, der Kommunikationsreichweite, dem Vorhandensein von Hindernissen bis hin zum Vorhandensein von Störungen, der Qualität des Zugangspunkts und des Client-Moduls.

Welche Frequenzbereiche werden in 802.11ac Wave verwendet?

Die Wahl der Betriebsfrequenz hängt ausschließlich von der regionalen Gesetzgebung ab. Die Liste der Kanäle und Frequenzen ändert sich ständig. Nachfolgend finden Sie Daten für die USA (FCC) und Europa, Stand Januar 2015.

In Europa ist die Nutzung einer Kanalbreite von mehr als 40 MHz erlaubt, daher gibt es für den neuen Standard keine Änderungen; es gelten für ihn dieselben Regeln wie für den vorherigen Standard.

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