MIMO - բազմալեհավաք տեխնոլոգիաներ LTE-ում: MIMO ալեհավաք - ինչ է դա և որոնք են դրա առավելությունները: Ի՞նչ է նշանակում wi-fi:

27.08.2015

Անշուշտ շատերն արդեն լսել են տեխնոլոգիայի մասին MIMO, վերջին տարիներին այն հաճախ լի է գովազդային բրոշյուրներով ու պաստառներով, հատկապես համակարգչային խանութներում ու ամսագրերում։ Բայց ի՞նչ է MIMO-ն (MIMO) և ինչո՞վ է այն ուտվում: Եկեք ավելի սերտ նայենք:

MIMO տեխնոլոգիա

MIMO-ն (Multiple Input Multiple Output; Multiple Input Multiple Output; բազմակի մուտքեր, բազմաթիվ ելքեր) տարածական ազդանշանի կոդավորման մեթոդ է, որը թույլ է տալիս մեծացնել ալիքի թողունակությունը, որի դեպքում տվյալների փոխանցման համար օգտագործվում են երկու կամ ավելի ալեհավաքներ, իսկ ընդունման համար՝ նույն թվով ալեհավաքներ: Հաղորդող և ընդունող ալեհավաքներն այնքան հեռու են, որ միմյանց վրա նվազագույն փոխազդեցություն ձեռք բերվի հարակից ալեհավաքների միջև: MIMO տեխնոլոգիան օգտագործվում է Wi-Fi, WiMAX, LTE անլար հաղորդակցություններում՝ հզորությունը մեծացնելու և հաճախականության թողունակությունն ավելի արդյունավետ օգտագործելու համար: Փաստորեն, MIMO-ն թույլ է տալիս ավելի շատ տվյալներ փոխանցել մեկ հաճախականության միջակայքում և տվյալ հաճախականության միջանցքում, այսինքն. բարձրացնել արագությունը. Սա ձեռք է բերվում մի քանի հաղորդիչ և ընդունող ալեհավաքների օգտագործմամբ:

MIMO-ի պատմություն

MIMO տեխնոլոգիան կարելի է համարել բավականին վերջին զարգացում։ Նրա պատմությունը սկսվում է 1984 թվականին, երբ գրանցվեց այս տեխնոլոգիայի կիրառման առաջին արտոնագիրը։ Նախնական մշակումն ու հետազոտությունը տեղի է ունեցել ընկերությունում Bell լաբորատորիաներ, իսկ ընկերությունը 1996 թ Airgo ցանցերԹողարկվել է առաջին MIMO չիպսեթը, որը կոչվում է Իսկական MIMO. MIMO տեխնոլոգիան իր ամենամեծ զարգացումը ստացել է 21-րդ դարի սկզբին, երբ արագ տեմպերով սկսեցին զարգանալ Wi-Fi անլար ցանցերը և 3G բջջային ցանցերը։ Իսկ այժմ MIMO տեխնոլոգիան լայնորեն կիրառվում է 4G LTE և Wi-Fi 802.11b/g/ac ցանցերում։

Ի՞նչ է ապահովում MIMO տեխնոլոգիան:

Վերջնական օգտագործողի համար MIMO-ն ապահովում է տվյալների փոխանցման արագության զգալի աճ: Կախված սարքավորումների կազմաձևից և օգտագործվող ալեհավաքների քանակից, կարող եք ստանալ արագության կրկնակի, եռակի կամ մինչև ութ անգամ ավելացում: Սովորաբար, անլար ցանցերն օգտագործում են նույն թվով փոխանցող և ընդունող ալեհավաքներ, և դա գրվում է, օրինակ, 2x2 կամ 3x3: Նրանք. եթե մենք տեսնում ենք MIMO 2x2 ձայնագրություն, դա նշանակում է, որ երկու ալեհավաքներ փոխանցում են ազդանշանը, իսկ երկուսը ստանում են: Օրինակ, Wi-Fi ստանդարտում 20 ՄՀց լայնությամբ մեկ ալիքը տալիս է 866 Մբիթ/վրկ թողունակություն, մինչդեռ 8x8 MIMO կոնֆիգուրացիան միավորում է 8 ալիք՝ տալով մոտ 7 Գբիտ/վրկ առավելագույն արագություն: Նույնը վերաբերում է LTE MIMO-ին` արագության պոտենցիալ աճը մի քանի անգամ: LTE ցանցերում MIMO-ն ամբողջությամբ օգտագործելու համար անհրաժեշտ է , որովհետեւ Որպես կանոն, ներկառուցված ալեհավաքները բավականաչափ տարածված չեն և քիչ ազդեցություն են տալիս: Եվ, իհարկե, պետք է լինի MIMO աջակցություն բազային կայանից:

MIMO աջակցությամբ LTE ալեհավաքը փոխանցում և ընդունում է ազդանշաններ հորիզոնական և ուղղահայաց հարթություններում: Սա կոչվում է բևեռացում: MIMO ալեհավաքների տարբերակիչ առանձնահատկությունը երկու ալեհավաքի միակցիչների առկայությունն է և համապատասխանաբար երկու լարերի օգտագործումը մոդեմին/երթուղիչին միանալու համար:

Չնայած այն հանգամանքին, որ շատերն ասում են, և ոչ առանց պատճառի, որ MIMO ալեհավաքը 4G LTE ցանցերի համար իրականում երկու ալեհավաք է մեկում, չպետք է մտածեք, որ նման ալեհավաքի օգտագործումը կկրկնապատկի արագությունը: Դա կարող է լինել միայն տեսականորեն, բայց գործնականում 4G LTE ցանցում սովորական և MIMO ալեհավաքի տարբերությունը չի գերազանցում 20-25% -ը: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում ավելի կարևոր կլինի կայուն ազդանշանը, որը կարող է ապահովել MIMO ալեհավաքը:

MIMO ալեհավաքի աշխատանքի սկզբունքը ավելի լավ հասկանալու համար եկեք պատկերացնենք հետևյալ իրավիճակը. օբյեկտները, մարդիկ, որոնք շարժվում են այս ճանապարհով, ներկայացնում են տեղեկատվություն, A - սա ձեր ստացող ալեհավաքն է, B-ն բջջային օպերատորի BS է: Մարդիկ մի կետից մյուսը շարժվում են՝ օգտագործելով 100 մարդ տարողություն ունեցող գնացքը։ Բայց շատ ավելի շատ մարդիկ կան, ովքեր ցանկանում են B կետից հասնել Ա կետ: Ուստի կառուցվում է երկրորդ ուղին և գործարկվում նոր գնացք, որի տարողունակությունը նույնպես 100 մարդ է։ Այսպիսով, երկու գնացքների արտադրողականությունն ու արդյունավետությունը 2 անգամ բարձր է։

Վերջին MIMO տեխնոլոգիան աշխատում է ճիշտ նույն կերպ: (Անգլերեն՝ Multiple Input Multiple Output), այն թույլ է տալիս միաժամանակ ավելի շատ հոսքեր ընդունել։ Այդ նպատակով օգտագործվում են տարբեր ազդանշանային բևեռացումներ, օրինակ՝ հորիզոնական և ուղղահայաց՝ 2x2: Նախկինում ավելի շատ տեղեկատվություն, այսինքն՝ ավելի շատ հոսքեր ստանալու համար անհրաժեշտ կլիներ գնել երկու պարզ ալեհավաք։

Այսօր բավական է միայն մեկ MIMO ալեհավաք գնել: Բարելավված MIMO ալեհավաքը մեկ բնակարանում պարունակում է ճառագայթող տարրերի երկու հավաքածու, այսպես կոչված, կարկատաններ, որոնցից յուրաքանչյուրը միացված է առանձին վարդակից: Սարքի երկրորդ տարբերակը. կա մի շարք կարկատաններ և սնուցման աղբյուր երկու պորտի համար, ինչը թույլ է տալիս կարկատել գործել երկու ուղղությամբ՝ հորիզոնական և ուղղահայաց: Այս դեպքում երկու վարդակների վրա կցվում է կարկատանների մեկ հավաքածու: Դա երկրորդ տարբերակն է (երկու մալուխային մուտքով), որը կարող եք գտնել մեր ընկերության արտադրանքի տեսականու մեջ:

Բայց ինչպե՞ս կարելի է ալեհավաքից դուրս եկող 2 մալուխը միացնել մեկ մոդեմին։ Ամեն ինչ շատ պարզ է. Այսօր ոչ միայն ալեհավաքներն են աջակցում այս ֆունկցիան, այլ նաև մոդեմները: Արտաքին ալեհավաքների միացման համար կան 2 մուտքով մոդեմներ, օրինակ՝ լայն տարածում ունեցող Huawei-ը։

MIMO տեխնոլոգիայի առավելությունները

Հիմնական առավելությունները ներառում են թողունակությունը բարելավելու ունակությունը՝ առանց թողունակության ընդլայնման: Այսպիսով, սարքը միաժամանակ տարածում է տեղեկատվության մի քանի հոսք մեկ ալիքով:

Հաղորդվող ազդանշանի որակը և տվյալների փոխանցման արագությունը դառնում են ավելի լավ: Քանի որ տեխնոլոգիան սկզբում կոդավորում է տվյալները, իսկ հետո վերականգնում դրանք ընդունող վերջում:

Ազդանշանի փոխանցման արագությունը կրկնապատկվում է:

Արագության շատ այլ պարամետրեր նույնպես ավելանում են երկու անկախ մալուխների օգտագործման շնորհիվ, որոնց միջոցով տեղեկատվությունը միաժամանակ բաշխվում և ստացվում է թվային հոսքի տեսքով: Հետևյալ համակարգերի սպեկտրի որակը բարելավվել է՝ 3G, 4G/LTE, WiMAX, WiFi՝ երկու մուտքի և երկու ելքի օգտագործման շնորհիվ:

MIMO ալեհավաքների կիրառությունները

Ամենից հաճախ MIMO տեխնոլոգիան օգտագործվում է տվյալների փոխանցման համար այնպիսի արձանագրության միջոցով, ինչպիսին է WiFi-ը: Դա պայմանավորված է թողունակության և հզորության ավելացմամբ: Օրինակ՝ վերցնենք 802.11n պրոտոկոլը, որում նկարագրված տեխնոլոգիայի օգնությամբ կարելի է հասնել մինչև 350 Մեգաբիթ/վ արագություն։ Տվյալների փոխանցման որակը նույնպես բարելավվել է, նույնիսկ այն վայրերում, որտեղ ընդունման ազդանշանը ցածր է: MIMO ալեհավաքով բացօթյա մուտքի կետի օրինակ է հայտնի մեկը:

WiMAX ցանցը, օգտագործելով MIMO-ն, այժմ կարող է տեղեկատվություն հեռարձակել մինչև 40 Մեգաբիթ/վրկ արագությամբ:

Օգտագործվում է MIMO տեխնոլոգիա մինչև 8x8: Դրա շնորհիվ ձեռք է բերվում փոխանցման բարձր արագություն՝ ավելի քան 35 Մեգաբիթ/վրկ: Բացի այդ, այն ապահովում է գերազանց որակի հուսալի և որակյալ կապ:

Մշտապես աշխատանքներ են տարվում տեխնոլոգիական կոնֆիգուրացիաների կատարելագործման և կատարելագործման ուղղությամբ: Սա շուտով կբարելավի սպեկտրի աշխատանքը, կբարելավի ցանցի հզորությունը և արագացնի տվյալների փոխանցման արագությունը:

MIMO(Multiple Input Multiple Output - multiple input multiple output) անլար կապի համակարգերում (WIFI, բջջային կապի ցանցեր) օգտագործվող տեխնոլոգիա է, որը կարող է զգալիորեն բարելավել համակարգի սպեկտրային արդյունավետությունը, տվյալների փոխանցման առավելագույն արագությունը և ցանցի հզորությունը: Վերոնշյալ առավելություններին հասնելու հիմնական ճանապարհը տվյալների աղբյուրից դեպի նպատակակետ փոխանցելն է բազմաթիվ ռադիոկապերի միջոցով, որտեղից էլ տեխնոլոգիան ստացել է իր անվանումը: Դիտարկենք այս հարցի նախապատմությունը և որոշենք այն հիմնական պատճառները, որոնք հանգեցրել են MIMO տեխնոլոգիայի լայն տարածմանը։

Տարեցտարի աճում է բարձր արագությամբ միացումների անհրաժեշտությունը, որոնք ապահովում են սպասարկման բարձր որակ (QoS)՝ խափանման բարձր հանդուրժողականությամբ: Դրան մեծապես նպաստում է այնպիսի ծառայությունների ի հայտ գալը, ինչպիսիք են VoIP (), VoD () և այլն: Այնուամենայնիվ, անլար տեխնոլոգիաների մեծ մասը թույլ չի տալիս բաժանորդներին ապահովել բարձրորակ ծառայություն ծածկույթի գոտու եզրին: Բջջային և այլ անլար կապի համակարգերում կապի որակը, ինչպես նաև տվյալների փոխանցման հասանելի արագությունը, արագորեն նվազում է (BTS) հեռավորության հետ: Միևնույն ժամանակ նվազում է նաև ծառայությունների որակը, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է ցանցի ողջ ռադիոծածկույթի տարածքում իրական ժամանակի բարձր որակով ծառայությունների մատուցման անհնարինությանը։ Այս խնդիրը լուծելու համար կարող եք փորձել բազային կայաններ տեղադրել հնարավորինս խիտ և կազմակերպել ներքին ծածկույթ բոլոր վայրերում, որտեղ ազդանշանի ցածր մակարդակ կա: Սակայն դա կպահանջի զգալի ֆինանսական ծախսեր, որոնք, ի վերջո, կհանգեցնեն ծառայության արժեքի բարձրացմանն ու մրցունակության նվազմանը։ Այսպիսով, այս խնդիրը լուծելու համար պահանջվում է օրիգինալ նորամուծություն, որը հնարավորության դեպքում օգտագործում է ընթացիկ հաճախականության տիրույթը և չի պահանջում ցանցի նոր օբյեկտների կառուցում:

Ռադիոալիքների տարածման առանձնահատկությունները

MIMO տեխնոլոգիայի գործառնական սկզբունքները հասկանալու համար անհրաժեշտ է դիտարկել ընդհանուրները տիեզերքում։ Տարբեր անլար ռադիոհամակարգերից արձակված ալիքները 100 ՄՀց-ից բարձր տիրույթում իրենց պահում են շատ առումներով, ինչպես լույսի ճառագայթները: Երբ ռադիոալիքները տարածման ընթացքում բախվում են որևէ մակերեսի, կախված խոչընդոտի նյութից և չափից, էներգիայի մի մասը կլանում է, մի մասն անցնում է միջով, իսկ մնացածը արտացոլվում է: Կլանված, արտացոլված և փոխանցվող էներգիայի մասնաբաժինների հարաբերակցությունը ազդում է բազմաթիվ արտաքին գործոնների վրա, ներառյալ ազդանշանի հաճախականությունը: Ավելին, ազդանշանային էներգիան, որը արտացոլվում և փոխանցվում է միջոցով, կարող է փոխել դրա հետագա տարածման ուղղությունը, և ազդանշանն ինքնին բաժանվում է մի քանի ալիքների:

Վերոնշյալ օրենքներով տարածվող ազդանշանը աղբյուրից մինչև ստացող, բազմաթիվ խոչընդոտների հանդիպելուց հետո, բաժանվում է բազմաթիվ ալիքների, որոնց միայն մի մասն է հասնում ընդունողին։ Ստացողին հասնող ալիքներից յուրաքանչյուրը ձևավորում է այսպես կոչված ազդանշանի տարածման ուղին։ Ավելին, շնորհիվ այն բանի, որ տարբեր ալիքներ արտացոլվում են տարբեր թվով խոչընդոտներից և անցնում տարբեր հեռավորություններ, տարբեր ուղիներ ունեն տարբեր ուղիներ:

Խիտ քաղաքային միջավայրերում, մեծ թվով խոչընդոտների պատճառով, ինչպիսիք են շենքերը, ծառերը, մեքենաները և այլն, շատ հաճախ իրավիճակ է առաջանում, երբ MS-ի և բազային կայանի ալեհավաքների (BTS) միջև ուղղակի տեսանելիություն չկա: Այս դեպքում ազդանշանի ստացողին հասնելու միակ տարբերակը արտացոլված ալիքների միջոցով է: Այնուամենայնիվ, ինչպես նշվեց վերևում, բազմիցս արտացոլված ազդանշանն այլևս չունի սկզբնական էներգիան և կարող է ուշ գալ: Առանձնահատուկ դժվարություն է առաջացնում նաև այն, որ առարկաները միշտ չէ, որ անշարժ են մնում, և իրավիճակը կարող է զգալիորեն փոխվել ժամանակի ընթացքում։ Սա խնդիր է առաջացնում՝ անլար կապի համակարգերի ամենակարևոր խնդիրներից մեկը:

Բազմաուղիների տարածում՝ խնդիր, թե՞ առավելություն:

Ազդանշանների բազմակողմանի տարածման դեմ պայքարելու համար օգտագործվում են մի քանի տարբեր լուծումներ: Ամենատարածված տեխնոլոգիաներից մեկը Receive Diversity-ն է: Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ ազդանշան ստանալու համար օգտագործվում են ոչ թե մեկ, այլ մի քանի ալեհավաքներ (սովորաբար երկու, ավելի քիչ հաճախ չորս), որոնք գտնվում են միմյանցից հեռավորության վրա: Այսպիսով, ստացողը ունի փոխանցվող ազդանշանի ոչ թե մեկ, այլ երկու օրինակ, որոնք հասել են տարբեր ձևերով։ Սա հնարավորություն է տալիս ավելի շատ էներգիա հավաքել սկզբնական ազդանշանից, քանի որ Մի ալեհավաքի կողմից ստացված ալիքները կարող են չընդունվել մյուսի կողմից և հակառակը: Բացի այդ, փուլից մեկ ալեհավաքին հասնող ազդանշանները կարող են փուլից մյուսին հասնել: Այս ռադիո ինտերֆեյսի դիզայնը կարելի է անվանել Single Input Multiple Output (SIMO), ի տարբերություն ստանդարտ Single Input Single Output (SISO) դիզայնի: Կարող է կիրառվել նաև հակառակ մոտեցումը. երբ մի քանի ալեհավաքներ օգտագործվում են հաղորդման համար, իսկ մեկը՝ ընդունման համար: Սա նաև մեծացնում է ստացողի կողմից ստացված սկզբնական ազդանշանի ընդհանուր էներգիան: Այս շղթան կոչվում է Multiple Input Single Output (MISO): Երկու սխեմաներում (SIMO և MISO) մի քանի ալեհավաքներ տեղադրվում են բազային կայանի կողմից, քանի որ Դժվար է բջջային սարքում իրականացնել ալեհավաքի բազմազանությունը բավականաչափ մեծ հեռավորության վրա՝ առանց տերմինալային սարքավորման չափը մեծացնելու:

Հետագա հիմնավորման արդյունքում մենք հասնում ենք Multiple Input Multiple Output (MIMO) սխեմային: Այս դեպքում տեղադրվում են մի քանի ալեհավաքներ փոխանցման և ընդունման համար: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն վերը նշված սխեմաների, այս բազմազանության սխեման թույլ է տալիս ոչ միայն պայքարել բազմակողմ ազդանշանների տարածման դեմ, այլ նաև ստանալ որոշ լրացուցիչ առավելություններ: Օգտագործելով բազմաթիվ ալեհավաքներ փոխանցման և ընդունման համար, յուրաքանչյուր հաղորդող/ընդունող ալեհավաք զույգին կարող է հատկացվել տեղեկատվության փոխանցման առանձին ուղի: Այս դեպքում բազմազանության ընդունումը կիրականացվի մնացած ալեհավաքներով, և այս ալեհավաքը կծառայի նաև որպես լրացուցիչ ալեհավաք այլ փոխանցման ուղիների համար: Արդյունքում տեսականորեն հնարավոր է ավելացնել տվյալների փոխանցման արագությունը այնքան անգամ, որքան օգտագործվում են լրացուցիչ ալեհավաքներ: Այնուամենայնիվ, զգալի սահմանափակում է դրվում յուրաքանչյուր ռադիոուղու որակի պատճառով:

Ինչպես է աշխատում MIMO-ն

Ինչպես նշվեց վերևում, MIMO տեխնոլոգիան կազմակերպելու համար անհրաժեշտ է մի քանի ալեհավաքներ տեղադրել հաղորդող և ընդունող կողմերի վրա: Սովորաբար, համակարգի մուտքի և ելքի վրա տեղադրվում են հավասար թվով ալեհավաքներ, քանի որ այս դեպքում ձեռք է բերվում տվյալների փոխանցման առավելագույն արագություն: Ընդունման և հաղորդման ժամանակ ալեհավաքների քանակը ցույց տալու համար «MIMO» տեխնոլոգիայի անվան հետ մեկտեղ սովորաբար նշվում է «AxB» նշումը, որտեղ A-ն համակարգի մուտքի ալեհավաքների թիվն է, իսկ B-ն՝ ելքը։ Այս դեպքում համակարգը նշանակում է ռադիոկապ:

MIMO տեխնոլոգիան պահանջում է որոշ փոփոխություններ հաղորդիչի կառուցվածքում՝ համեմատած սովորական համակարգերի հետ: Դիտարկենք միայն MIMO տեխնոլոգիան կազմակերպելու հնարավոր, ամենապարզ եղանակներից մեկը: Առաջին հերթին հաղորդող կողմում անհրաժեշտ է հոսքի բաժանարար, որը փոխանցման համար նախատեսված տվյալները կբաժանի մի քանի ցածր արագությամբ ենթահոսքերի, որոնց թիվը կախված է ալեհավաքների քանակից։ Օրինակ, MIMO 4x4-ի և 200 Մբիթ/վ մուտքային տվյալների արագության համար բաժանարարը կստեղծի 4 հոսք՝ յուրաքանչյուրը 50 Մբիթ/վրկ արագությամբ: Հաջորդը, այս հոսքերից յուրաքանչյուրը պետք է փոխանցվի իր սեփական ալեհավաքի միջոցով: Սովորաբար, փոխանցման ալեհավաքները տեղադրվում են որոշակի տարածական տարանջատմամբ, որպեսզի հնարավորինս շատ կեղծ ազդանշաններ տրամադրեն, որոնք առաջանում են արտացոլումների արդյունքում: MIMO տեխնոլոգիայի կազմակերպման հնարավոր եղանակներից մեկում ազդանշանը փոխանցվում է յուրաքանչյուր ալեհավաքից տարբեր բևեռացումով, ինչը թույլ է տալիս նույնականացնել այն ստանալուց հետո: Այնուամենայնիվ, ամենապարզ դեպքում, փոխանցվող ազդանշաններից յուրաքանչյուրը պարզվում է, որ նշվում է փոխանցման կրիչի կողմից (ժամանակի ուշացում և այլ աղավաղումներ):

Ստացող կողմում մի քանի ալեհավաքներ ազդանշան են ստանում ռադիոեթերից: Ավելին, ընդունող կողմի ալեհավաքները նույնպես տեղադրվում են որոշակի տարածական բազմազանությամբ, դրանով իսկ ապահովելով ավելի վաղ քննարկված բազմազանության ընդունումը: Ստացված ազդանշանները հասնում են ընդունիչներ, որոնց թիվը համապատասխանում է ալեհավաքների և փոխանցման ուղիների քանակին: Ընդ որում, ընդունիչներից յուրաքանչյուրը ազդանշաններ է ստանում համակարգի բոլոր ալեհավաքներից։ Այս գումարիչներից յուրաքանչյուրը ընդհանուր հոսքից քաղում է միայն այն ճանապարհի ազդանշանային էներգիան, որի համար նա պատասխանատու է: Նա դա անում է կամ ըստ որոշ կանխորոշված ​​հատկանիշի, որը մատակարարվել է ազդանշաններից յուրաքանչյուրին, կամ ուշացման, թուլացման, փուլային տեղաշարժի վերլուծության միջոցով, այսինքն. տարածման միջավայրի խեղաթյուրումների կամ «մատնահետքի» մի շարք: Կախված համակարգի գործառնական սկզբունքից (Bell Laboratories Layered Space-Time - BLAST, Selective Per Antenna Rate Control (SPARC) և այլն), փոխանցվող ազդանշանը կարող է կրկնվել որոշակի ժամանակ անց կամ մի փոքր ուշացումով փոխանցվել այլ միջոցով: ալեհավաքներ.

Անսովոր երևույթը, որը կարող է տեղի ունենալ MIMO համակարգում, այն է, որ MIMO համակարգի տվյալների արագությունը կարող է կրճատվել, երբ ազդանշանի աղբյուրի և ստացողի միջև տեսադաշտ կա: Սա առաջին հերթին պայմանավորված է շրջակա տարածության աղավաղումների ծանրության նվազմամբ, որը նշում է ազդանշաններից յուրաքանչյուրը: Արդյունքում դժվարանում է անջատել ազդանշանները ընդունող ծայրում և նրանք սկսում են ազդել միմյանց վրա։ Այսպիսով, որքան բարձր է ռադիոկապի որակը, այնքան քիչ օգուտ կարելի է ստանալ MIMO-ից:

Բազմօգտագործող MIMO (MU-MIMO)

Վերևում քննարկված ռադիոկապի կազմակերպման սկզբունքը վերաբերում է այսպես կոչված Single user MIMO-ին (SU-MIMO), որտեղ կա տեղեկատվության միայն մեկ հաղորդիչ և ստացող: Այս դեպքում և՛ հաղորդիչը, և՛ ստացողը կարող են հստակորեն համակարգել իրենց գործողությունները, և միևնույն ժամանակ չկա անակնկալ գործոն, երբ եթերում կարող են հայտնվել նոր օգտվողներ։ Այս սխեման բավականին հարմար է փոքր համակարգերի համար, օրինակ, տնային գրասենյակում երկու սարքերի միջև հաղորդակցություն կազմակերպելու համար: Իր հերթին, համակարգերի մեծ մասը, ինչպիսիք են WI-FI, WIMAX, բջջային կապի համակարգերը բազմաֆունկցիոնալ են, այսինքն. դրանցում կա մեկ կենտրոն և մի քանի հեռավոր օբյեկտներ, որոնցից յուրաքանչյուրի հետ անհրաժեշտ է ռադիոկապ կազմակերպել։ Այսպիսով, առաջանում է երկու խնդիր. մի կողմից, բազային կայանը պետք է ազդանշան փոխանցի շատ բաժանորդների նույն ալեհավաքային համակարգի միջոցով (MIMO հեռարձակում), և միևնույն ժամանակ ազդանշան ստանա նույն ալեհավաքների միջոցով մի քանի բաժանորդներից (MIMO MAC - Բազմաթիվ մուտքի ալիքներ):

Վերահղման ուղղությամբ՝ MS-ից BTS, օգտվողները փոխանցում են իրենց տեղեկատվությունը միաժամանակ նույն հաճախականությամբ: Այս դեպքում բազային կայանի համար դժվարություն է առաջանում՝ անհրաժեշտ է տարբեր բաժանորդներից ազդանշաններ առանձնացնել։ Այս խնդրի դեմ պայքարի հնարավոր ուղիներից է նաև գծային մշակման մեթոդը, որը ենթադրում է փոխանցվող ազդանշանի նախնական փոխանցում։ Բնօրինակ ազդանշանը, ըստ այս մեթոդի, բազմապատկվում է մատրիցով, որը կազմված է այլ բաժանորդների միջամտության էֆեկտն արտացոլող գործակիցներից: Մատրիցը կազմվում է ռադիոյով առկա իրավիճակի հիման վրա՝ բաժանորդների թիվը, փոխանցման արագությունը և այլն: Այսպիսով, նախքան փոխանցումը, ազդանշանը ենթակա է աղավաղման հակառակ այն, ինչին նա կհանդիպի ռադիոհաղորդման ժամանակ:

Ներքևի հղման դեպքում՝ BTS-ից դեպի MS ուղղություն, բազային կայանը միաժամանակ ազդանշաններ է փոխանցում նույն ալիքով միանգամից մի քանի բաժանորդների: Սա հանգեցնում է նրան, որ մեկ բաժանորդի համար փոխանցված ազդանշանը ազդում է բոլոր մյուս ազդանշանների ընդունման վրա, այսինքն. տեղի է ունենում միջամտություն. Այս խնդրի դեմ պայքարելու հնարավոր տարբերակներն են կեղտոտ թղթի կոդավորման տեխնոլոգիայի օգտագործումը կամ օգտագործումը: Եկեք ավելի սերտ նայենք կեղտոտ թղթի տեխնոլոգիային: Նրա գործունեության սկզբունքը հիմնված է ռադիոալիքների ներկա վիճակի և ակտիվ բաժանորդների թվի վերլուծության վրա: Միակ (առաջին) բաժանորդն իր տվյալները փոխանցում է բազային կայան՝ առանց իր տվյալները կոդավորելու կամ փոխելու, քանի որ. այլ բաժանորդների կողմից միջամտություն չկա: Երկրորդ բաժանորդը կոդավորի, այսինքն. փոխեք ձեր ազդանշանի էներգիան, որպեսզի չխանգարեք առաջինին և չներկայացնեք ձեր ազդանշանը առաջինի ազդեցությանը: Համակարգին ավելացված հաջորդ բաժանորդները նույնպես կհետևեն այս սկզբունքին և հիմնված կլինեն ակտիվ բաժանորդների քանակի և նրանց փոխանցած ազդանշանների ազդեցության վրա:

MIMO-ի կիրառում

Վերջին տասնամյակում MIMO տեխնոլոգիան եղել է անլար կապի համակարգերի թողունակությունը և հզորությունը մեծացնելու ամենաարդիական միջոցներից մեկը: Դիտարկենք MIMO-ի օգտագործման մի քանի օրինակներ տարբեր կապի համակարգերում:

WiFi 802.11n ստանդարտը MIMO տեխնոլոգիայի կիրառման ամենավառ օրինակներից է: Ըստ դրա՝ այն թույլ է տալիս պահպանել մինչև 300 Մբիտ/վ արագություն։ Ավելին, նախկին 802.11g ստանդարտը թույլ էր տալիս ընդամենը 50 Մբիթ/վրկ: Ի հավելումն տվյալների փոխանցման արագության բարձրացման, նոր ստանդարտը, MIMO-ի շնորհիվ, թույլ է տալիս նաև ավելի լավ որակի ծառայություններ մատուցել ազդանշանի ցածր հզորությամբ տարածքներում: 802.11n-ն օգտագործվում է ոչ միայն կետային/բազմակետ համակարգերում (Point/Multipoint)՝ WiFi տեխնոլոգիայի օգտագործման ամենատարածված տեղը LAN (Տեղական ցանց) կազմակերպելու համար, այլ նաև կետային/կետային կապեր կազմակերպելու համար, որոնք օգտագործվում են հիմնական հաղորդակցությունը կազմակերպելու համար: ալիքները մի քանի հարյուր Մբիթ/վրկ արագությամբ և թույլ են տալիս տվյալների փոխանցում տասնյակ կիլոմետրերի վրա (մինչև 50 կմ):

WiMAX ստանդարտն ունի նաև երկու թողարկում, որոնք նոր հնարավորություններ են ներկայացնում MIMO տեխնոլոգիա օգտագործող օգտվողներին: Առաջինը՝ 802.16e, ապահովում է շարժական լայնաշերտ ծառայություններ: Այն թույլ է տալիս տեղեկատվություն փոխանցել մինչև 40 Մբիթ/վ արագությամբ բազային կայանից բաժանորդային սարքավորումների ուղղությամբ: Այնուամենայնիվ, MIMO-ն 802.16e-ում համարվում է տարբերակ և օգտագործվում է ամենապարզ կոնֆիգուրացիայում՝ 2x2: Հաջորդ թողարկումում 802.16 մ MIMO-ն համարվում է պարտադիր տեխնոլոգիա, հնարավոր է 4x4 կոնֆիգուրացիա: Այս դեպքում WiMAX-ն արդեն կարելի է դասակարգել որպես բջջային կապի համակարգեր, մասնավորապես դրանց չորրորդ սերունդ (տվյալների փոխանցման բարձր արագության պատճառով), քանի որ. ունի բջջային ցանցերին բնորոշ մի շարք բնութագրեր՝ ձայնային միացումներ: Բջջային կապի օգտագործման դեպքում տեսականորեն կարելի է հասնել 100 Մբիթ/վ արագության։ Ֆիքսված տարբերակում արագությունը կարող է հասնել 1 Գբիթ/վրկ-ի։

Առավել մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում MIMO տեխնոլոգիայի օգտագործումը բջջային կապի համակարգերում: Այս տեխնոլոգիան օգտագործվում է բջջային կապի համակարգերի երրորդ սերնդից սկսած: Օրինակ, ստանդարտում, Rel. 6 այն օգտագործվում է HSPA տեխնոլոգիայի հետ համատեղ, որն ապահովում է մինչև 20 Մբիթ/վ արագություն, իսկ Rel. 7 – HSPA+-ով, որտեղ տվյալների փոխանցման արագությունը հասնում է 40 Մբիթ/վրկ-ի: Այնուամենայնիվ, MIMO-ն դեռ չի գտել լայն կիրառություն 3G համակարգերում։

Համակարգերը, մասնավորապես LTE-ն, նախատեսում են նաև MIMO-ի օգտագործում մինչև 8x8 կոնֆիգուրացիաներում: Սա, տեսականորեն, կարող է հնարավորություն տալ տվյալների փոխանցման բազային կայանից բաժանորդին ավելի քան 300 Մբիթ/վրկ արագությամբ: Մեկ այլ կարևոր դրական կետ է կայուն կապի որակը նույնիսկ եզրին: Այս դեպքում, նույնիսկ բազային կայանից զգալի հեռավորության վրա, կամ երբ գտնվում է հեռավոր սենյակում, կնկատվի տվյալների փոխանցման արագության միայն մի փոքր նվազում:

Այսպիսով, MIMO տեխնոլոգիան կիրառություն է գտնում տվյալների փոխանցման գրեթե բոլոր համակարգերում: Ավելին, դրա ներուժը չի սպառվել։ Արդեն մշակվում են ալեհավաքի կազմաձևման նոր տարբերակներ՝ մինչև 64x64 MIMO: Սա մեզ թույլ կտա ապագայում հասնել տվյալների էլ ավելի բարձր արագության, ցանցի հզորության և սպեկտրային արդյունավետության:

Գործող բջջային ցանցերն օգտագործվում են ոչ միայն զանգեր կատարելու և հաղորդագրություններ ուղարկելու համար: Թվային փոխանցման մեթոդի շնորհիվ տվյալների փոխանցումը հնարավոր է նաև առկա ցանցերի միջոցով։ Այս տեխնոլոգիաները, կախված զարգացման մակարդակից, նշանակվում են 3G և 4G: 4G տեխնոլոգիան ապահովված է LTE ստանդարտով: Տվյալների փոխանցման արագությունը կախված է ցանցի որոշ առանձնահատկություններից (որոշվում է օպերատորի կողմից), որը տեսականորեն հասնում է մինչև 2 Մբ/վ 3G ցանցի և մինչև 1 Գբ/վրկ՝ 4G ցանցի համար: Այս բոլոր տեխնոլոգիաներն ավելի արդյունավետ են աշխատում, եթե կա ուժեղ և կայուն ազդանշան: Այս նպատակների համար մոդեմների մեծ մասը նախատեսում է արտաքին ալեհավաքների միացում:

Վահանակի ալեհավաք

Վաճառքում կարող եք գտնել ալեհավաքի տարբեր տարբերակներ՝ ընդունելության որակը բարելավելու համար: 3G վահանակի ալեհավաքը շատ տարածված է: Նման ալեհավաքի հզորությունը մոտ 12 դԲ է 1900-2200 ՄՀց հաճախականության տիրույթում: Այս տեսակի սարքը կարող է նաև բարելավել 2G ազդանշանի որակը՝ GPRS և EDGE:

Ինչպես մյուս պասիվ սարքերի ճնշող մեծամասնությունը, այն ունի միակողմանի ուղղորդում, որը, ստացված ազդանշանի ավելացման հետ մեկտեղ, նվազեցնում է կողքերի և հետևի միջամտության մակարդակը: Այսպիսով, նույնիսկ անկայուն ընդունման պայմաններում հնարավոր է ազդանշանի մակարդակը բարձրացնել ընդունելի արժեքների՝ դրանով իսկ ավելացնելով տեղեկատվության ընդունման և փոխանցման արագությունը։

Վահանակային ալեհավաքների կիրառում 4G ցանցերում շահագործման համար

Քանի որ 4G ցանցերի գործառնական տիրույթը գործնականում համընկնում է նախորդ սերնդի տիրույթի հետ, 3G 4G LTE ցանցերում այդ ալեհավաքները օգտագործելու դժվարություններ չկան: Տեխնոլոգիաներից որևէ մեկի համար ալեհավաքների օգտագործումը թույլ է տալիս տվյալների փոխանցման արագությունը մոտեցնել առավելագույն արժեքներին:

Նոր տեխնոլոգիան՝ օգտագործելով առանձին ընդունիչներ և հաղորդիչներ նույն հաճախականության տիրույթում, հնարավորություն է տվել էլ ավելի մեծացնել տվյալների ընդունման և փոխանցման արագությունը։ Գոյություն ունեցող 4G մոդեմի դիզայնը ներառում է MIMO տեխնոլոգիայի օգտագործումը։

Վահանակի ալեհավաքների անկասկած առավելությունը նրանց էժանությունն է և բացառիկ հուսալիությունը: Դիզայնի մեջ գործնականում ոչինչ չկա, որը կարող է կոտրվել նույնիսկ մեծ բարձրությունից ընկնելու դեպքում: Միակ թույլ կետը բարձր հաճախականության մալուխն է, որը կարող է կոտրվել այնտեղ, որտեղ այն մտնում է բնակարան: Սարքի կյանքը երկարացնելու համար մալուխը պետք է ապահով կերպով ամրացվի:

MIMO տեխնոլոգիա

Ստացողի և տվյալների հաղորդիչի միջև կապի ալիքի հզորությունը մեծացնելու համար մշակվել է ազդանշանի մշակման մեթոդ, երբ ընդունումը և փոխանցումն իրականացվում են տարբեր ալեհավաքների վրա:

Նշում!Օգտագործելով LTE MIMO ալեհավաքները, դուք կարող եք բարձրացնել թողունակությունը 20-30%-ով՝ համեմատած պարզ ալեհավաքի հետ աշխատելու հետ:

Հիմնական սկզբունքը ալեհավաքների միջև կապի վերացումն է:

Էլեկտրամագնիսական ալիքները կարող են տարբեր ուղղություններ ունենալ երկրի հարթության համեմատ: Սա կոչվում է բևեռացում: Հիմնականում օգտագործվում են ուղղահայաց և հորիզոնական բևեռացված ալեհավաքները: Փոխադարձ ազդեցությունը վերացնելու համար ալեհավաքները բևեռացումով տարբերվում են միմյանցից 90 աստիճան անկյան տակ։ Ապահովելու համար, որ երկրագնդի մակերևույթի ազդեցությունը նույնն է երկու ալեհավաքների համար, յուրաքանչյուրի բևեռացման հարթությունները տեղաշարժվում են 45 աստիճանով: հողի համեմատ: Այսպիսով, եթե ալեհավաքներից մեկի բևեռացման անկյունը 45 աստիճան է, ապա մյուսը, համապատասխանաբար, ունի 45 աստիճան: Իրար համեմատ, տեղաշարժը պահանջվող 90 աստիճան է:

Նկարը հստակ ցույց է տալիս, թե ինչպես են ալեհավաքները տեղակայվում միմյանց նկատմամբ և հողի համեմատ:

Կարևոր.Ալեհավաքների բևեռացումը պետք է լինի նույնը, ինչ բազային կայանում:

Եթե ​​4G LTE տեխնոլոգիաների համար MIMO-ի աջակցությունը լռելյայն հասանելի է բազային կայանում, ապա 3G-ի համար առանց MIMO սարքերի մեծ քանակի պատճառով օպերատորները չեն շտապում ներդնել նոր տեխնոլոգիաներ: Փաստն այն է, որ սարքերը շատ ավելի դանդաղ են աշխատելու MIMO 3G ցանցում:

Ինքնուրույն մոդեմի համար ալեհավաքների տեղադրում

Անտենաների տեղադրման կանոնները չեն տարբերվում սովորականից: Հիմնական պայմանը հաճախորդի և բազային կայանների միջև խոչընդոտների բացակայությունն է: Աճող ծառը, մոտակա շենքի տանիքը կամ, ավելի վատ, էլեկտրահաղորդման գիծը, ծառայում են որպես էլեկտրամագնիսական ալիքների հուսալի վահաններ: Եվ որքան բարձր է ազդանշանի հաճախականությունը, այնքան ավելի մեծ թուլացում կառաջացնեն ռադիոալիքների ճանապարհին տեղակայված խոչընդոտները:

Կախված մոնտաժի տեսակից, ալեհավաքները կարող են տեղադրվել շենքի պատին կամ տեղադրվել կայմի վրա: Կան երկու տեսակի ալեհավաքներMIMO:

• մոնոբլոկ;
• տարածված.

Մոնոբլոկները ներսում արդեն պարունակում են երկու կառուցվածք, որոնք տեղադրված են անհրաժեշտ բևեռացումով, իսկ տարածվածները բաղկացած են երկու ալեհավաքից, որոնք պետք է առանձին տեղադրվեն, որոնցից յուրաքանչյուրը պետք է ուղղվի հենց բազային կայան:

MIMO ալեհավաքի ձեր սեփական ձեռքերով տեղադրելու բոլոր նրբությունները հստակ և մանրամասն նկարագրված են ուղեկցող փաստաթղթերում, բայց ավելի լավ է նախ խորհրդակցեք մատակարարի հետ կամ հրավիրեք ներկայացուցչին տեղադրման համար՝ վճարելով ոչ շատ մեծ գումար, բայց ստանալով որոշակի երաշխիք կատարված աշխատանքի համար.

Ինչպես ինքներդ ալեհավաք պատրաստել

Ինքներդ պատրաստելու համար հիմնարար դժվարություններ չկան: Ձեզ անհրաժեշտ են մետաղի հետ աշխատելու հմտություններ, զոդման երկաթ պահելու կարողություն, ցանկություն և ճշգրտություն։

Անփոխարինելի պայման է բոլոր, առանց բացառության, բաղադրիչների երկրաչափական չափերի խստիվ պահպանումը: Բարձր հաճախականության սարքերի երկրաչափական չափերը պետք է պահպանվեն մինչև միլիմետրը կամ ավելի ճշգրիտ: Ցանկացած շեղում հանգեցնում է կատարողականի վատթարացման: Շահույթը կնվազի, և MIMO ալեհավաքների միջև կապը կաճի: Վերջին հաշվով ազդանշանն ուժեղացնելու փոխարեն այն կթուլանա։

Ցավոք, ճշգրիտ երկրաչափական չափերը լայնորեն հասանելի չեն: Որպես բացառություն, ցանցում առկա նյութերը հիմնված են որոշ գործարանային նախագծերի կրկնության վրա, որոնք միշտ չէ, որ պատճենվում են պահանջվող ճշգրտությամբ։ Ուստի չպետք է մեծ հույսեր կապել համացանցում հրապարակված գծապատկերների, նկարագրությունների և մեթոդների վրա։

Մյուս կողմից, եթե չափազանց ուժեղ շահույթ չի պահանջվում, ապա ինքնուրույն պատրաստված MIMO ալեհավաքը, նշված չափսերին համապատասխան, դեռևս կտա, թեև ոչ մեծ, դրական ազդեցություն:

Նյութերի արժեքը ցածր է, և հմտությունների դեպքում պահանջվող ժամանակը նույնպես շատ բարձր չէ: Բացի այդ, ոչ ոք ձեզ չի խանգարում փորձել մի քանի տարբերակ և ընտրել ընդունելիը՝ թեստի արդյունքների հիման վրա։

Ձեր սեփական ձեռքերով 4G LTE MIMO ալեհավաք պատրաստելու համար ձեզ հարկավոր է ցինկապատ պողպատից երկու բացարձակ հարթ թերթ 0,2-0,5 մմ հաստությամբ, կամ ավելի լավ՝ միակողմանի փայլաթիթեղի ապակեպլաստե լամինատ: Թերթերից մեկը կօգտագործվի ռեֆլեկտորի (ռեֆլեկտորի), իսկ մյուսը՝ ակտիվ տարրերի արտադրության համար։ Մոդեմին միանալու մալուխը պետք է ունենա 50 Օմ դիմադրություն (սա մոդեմային սարքավորումների ստանդարտ է):

Հեռուստատեսային մալուխը չի կարող օգտագործվել երկու պատճառով.

• 75 Օմ դիմադրությունը կառաջացնի անհամապատասխանություն մոդեմի մուտքերի հետ;
• մեծ հաստություն:

Անհրաժեշտ է նաև ընտրել միակցիչներ, որոնք պետք է ճշգրտորեն համապատասխանեն մոդեմի միակցիչներին:

Կարևոր.Ակտիվ տարրերի և ռեֆլեկտորի միջև նշված հեռավորությունը պետք է չափվի փայլաթիթեղի շերտից, եթե օգտագործվում է փայլաթիթեղի նյութ:

Բացի այդ, ձեզ անհրաժեշտ կլինի 1-1,2 մմ հաստությամբ պղնձե մետաղալարերի փոքր կտոր:

Արտադրված կառուցվածքը պետք է տեղադրվի պլաստիկ պատյանում: Մետաղը չի կարող օգտագործվել, քանի որ այս կերպ ալեհավաքը կփակվի էլեկտրամագնիսական վահանի մեջ և չի աշխատի։

Նշում!Նկարների մեծ մասը վերաբերում է ոչ թե MIMO ալեհավաքներին, այլ վահանակի ալեհավաքներին: Արտաքինից դրանք տարբերվում են նրանով, որ մեկ մալուխը մատակարարվում է պանելային պարզ ալեհավաքին, իսկ երկուսը անհրաժեշտ են MIMO-ի համար:

Երկու վահանակի ալեհավաքներ պատրաստելով, դուք կարող եք ստանալ DIY MIMO 4G ալեհավաքի բազմազան տարբերակ:

Ամփոփելու համար կարելի է ասել, որ սեփական ձեռքերով MIMO ալեհավաք պատրաստելը այնքան էլ բարդ խնդիր չէ: Պատշաճ խնամքի դեպքում միանգամայն հնարավոր է ձեռք բերել աշխատող սարք՝ խնայելով որոշակի գումար։ Ինքներդ 3G ալեհավաք պատրաստելն ավելի հեշտ է: Հեռավոր տարածքներում, որտեղ դեռ չկա LTE ծածկույթ, սա կարող է լինել միակ տարբերակը միացման արագությունը բարելավելու համար:

Տեսանյութ

WiFi IEEE 802.11n ստանդարտի վրա հիմնված տեխնոլոգիա:

Wi-Life տրամադրում է WiFi տեխնոլոգիայի համառոտ ակնարկ IEEE 802.11n .
Ընդլայնված տեղեկատվություն մեր վիդեո հրապարակումներ.

Առաջին WiFi 802.11n ստանդարտին աջակցող սարքերի սերունդ շուկայում հայտնվել է մի քանի տարի առաջ։ MIMO տեխնոլոգիա ( MIMO - բազմակի մուտք / բազմակի ելք - բազմակի մուտք / բազմակի ելք) 802.11n-ի միջուկն է: Դա ռադիոհամակարգ է բազմաթիվ առանձին հաղորդման և ընդունման ուղիներով: MIMO համակարգերը նկարագրված են՝ օգտագործելով հաղորդիչների և ստացողների քանակը: WiFi 802.11n ստանդարտը սահմանում է հնարավոր համակցությունների մի շարք 1x1-ից մինչև 4x4:

Տիպիկ դեպքում Wi-Fi ցանցի ներսում տեղադրելու դեպքում, օրինակ՝ գրասենյակում, արտադրամասում, անգարում, հիվանդանոցում, ռադիոազդանշանը հազվադեպ է անցնում հաղորդիչի և ստացողի միջև ամենակարճ ճանապարհով՝ պատերի, դռների և այլ խոչընդոտների պատճառով: Նման միջավայրերի մեծամասնությունն ունի բազմաթիվ տարբեր մակերեսներ, որոնք արտացոլում են ռադիո ազդանշանը (էլեկտրամագնիսական ալիքը), ինչպես հայելին արտացոլում է լույսը: Անդրադարձից հետո ձևավորվում են բնօրինակ WiFi ազդանշանի մի քանի պատճեններ: Երբ WiFi ազդանշանի մի քանի օրինակներ անցնում են հաղորդիչից մինչև ստացող տարբեր ուղիներով, ամենակարճ ճանապարհը տանող ազդանշանը կլինի առաջինը, իսկ հաջորդ պատճենները (կամ ազդանշանի արտացոլված արձագանքը) կժամանեն մի փոքր ուշ՝ ավելի երկար լինելու պատճառով։ ուղիները. Սա կոչվում է բազմուղի ազդանշանի տարածում (բազմուղի): Բազմակի տարածման պայմաններն անընդհատ փոխվում են, քանի որ... Wi-Fi սարքերը հաճախ շարժվում են (օգտագործողի ձեռքում Wi-Fi-ով սմարթֆոն), տարբեր առարկաներ շարժվում են՝ ստեղծելով միջամտություն (մարդիկ, մեքենաներ և այլն): Եթե ​​ազդանշանները գալիս են տարբեր ժամանակներում և տարբեր անկյուններից, դա կարող է առաջացնել աղավաղում և ազդանշանի հնարավոր թուլացում:

Կարևոր է հիշել, որ WiFi 802.11 n MIMO աջակցությամբ և մեծ թվով ընդունիչներ կարող են նվազեցնել բազմուղիների ազդեցությունները և կործանարար միջամտությունը, բայց ամեն դեպքում ավելի լավ է նվազեցնել բազմուղիների պայմանները որտեղ և երբ հնարավոր է: Ամենակարևոր կետերից է ալեհավաքները հնարավորինս հեռու պահել մետաղական առարկաներից (հիմնականում WiFi omni ալեհավաքները, որոնք ունեն շրջանաձև կամ միակողմանի ճառագայթման օրինաչափություն):

Անհրաժեշտ էհստակ հասկանալ, որ ոչ բոլոր Wi-Fi հաճախորդները և WiFi մուտքի կետերը նույնն են MIMO-ի տեսանկյունից:
Առկա են 1x1, 2x1, 3x3 և այլն հաճախորդներ: Օրինակ, բջջային սարքերը, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, ամենից հաճախ աջակցում են MIMO 1x 1, երբեմն 1x 2: Դա պայմանավորված է երկու հիմնական խնդիրներով.
1. ցածր էներգիայի սպառման և մարտկոցի երկար կյանք ապահովելու անհրաժեշտությունը,
2. փոքր փաթեթում մի քանի ալեհավաքներ համապատասխան տարածությամբ դասավորելու դժվարություն:
Նույնը վերաբերում է այլ շարժական սարքերին՝ պլանշետային համակարգիչներին, PDA-ներին և այլն:

Բարձրակարգ դյուրակիր համակարգիչները բավականին հաճախ արդեն աջակցում են MIMO մինչև 3x3 (MacBook Pro և այլն):

ԵկեքԴիտարկենք հիմնական տեսակները MIMO WiFi ցանցերում.
Առայժմ բաց կթողնենք հաղորդիչների և ստացողների թվի մանրամասները: Կարևոր է հասկանալ սկզբունքը.

Առաջին տեսակը. Բազմազանություն WiFi սարքի վրա ազդանշան ստանալու ժամանակ

Եթե ​​ընդունման կետում կան առնվազն երկու զուգակցված ընդունիչներ, որոնք ունեն ալեհավաքի բազմազանություն,
ապա միանգամայն հնարավոր է վերլուծել բոլոր պատճենները յուրաքանչյուր ստացողի վրա՝ լավագույն ազդանշաններն ընտրելու համար:
Ավելին, այս ազդանշաններով կարող են իրականացվել տարբեր մանիպուլյացիաներ, բայց մեզ, առաջին հերթին, հետաքրքրում է
MRC (Maximum Ratio Combined) տեխնոլոգիայի միջոցով դրանք համատեղելու հնարավորությունը։ MRC տեխնոլոգիան ավելի մանրամասն կքննարկվի ստորև:

Երկրորդ տեսակ. Բազմազանություն WiFi սարքին ազդանշան ուղարկելիս

Եթե ​​ուղարկման կետում կան առնվազն երկու միացված WiFi հաղորդիչներ՝ տարածված ալեհավաքներով, ապա հնարավոր է դառնում ուղարկել միանման ազդանշանների խումբ՝ ավելացնելու տեղեկատվության կրկնօրինակների քանակը, մեծացնել փոխանցման հուսալիությունը և նվազեցնել տվյալների վերաուղարկման անհրաժեշտությունը: ռադիոալիք կորստի դեպքում.

Երրորդ տեսակ. WiFi սարքի վրա ազդանշանների տարածական մուլտիպլեքսավորում
(ազդանշանի համակցում)

Եթե ​​ուղարկման կետում և ընդունման կետում կան առնվազն երկու միացված WiFi հաղորդիչներ՝ առանձնացված ալեհավաքներով, ապա հնարավոր է դառնում տարբեր ազդանշանների միջոցով ուղարկել տարբեր տեղեկությունների հավաքածու՝ նման տեղեկատվական հոսքերը մեկում վիրտուալ միավորելու հնարավորություն ստեղծելու համար: տվյալների փոխանցման ալիք, որի ընդհանուր թողունակությունը ձգտում է առանձին հոսքերի գումարին, որոնցից այն բաղկացած է: Սա կոչվում է Տարածական բազմապատկում: Բայց այստեղ չափազանց կարևոր է ապահովել բոլոր աղբյուրների ազդանշանների բարձրորակ տարանջատման հնարավորությունը, որը պահանջում է մեծ SNR - ազդանշան/աղմուկ հարաբերակցությունը.

MRC տեխնոլոգիա (առավելագույն հարաբերակցությունը համակցված ) օգտագործվում է բազմաթիվ ժամանակակից մուտքի կետերում Wi-Fi կորպորատիվ դաս.
M.R.C. ուղղված է ազդանշանի մակարդակի բարձրացմանն ուղղված ուղղությամբ Wi-Fi հաճախորդը դեպի WiFi 802.11 մուտքի կետ:
Աշխատանքի ալգորիթմ M.R.C. ներառում է մի քանի ալեհավաքների և ստացողների վրա բոլոր ուղղակի և արտացոլված ազդանշանների հավաքումը բազմուղիների տարածման ընթացքում: Հաջորդը հատուկ պրոցեսոր է ( DSP ) յուրաքանչյուր ընդունիչից ընտրում է լավագույն ազդանշանը և կատարում համակցությունը: Փաստորեն, մաթեմատիկական մշակումն իրականացնում է վիրտուալ փուլային տեղաշարժ՝ ավելացվող ազդանշանների հետ դրական միջամտություն ստեղծելու համար: Այսպիսով, ստացված ընդհանուր ազդանշանը զգալիորեն ավելի լավ բնութագրեր ունի, քան բոլոր սկզբնականները:

M.R.C. թույլ է տալիս զգալիորեն ավելի լավ աշխատանքային պայմաններ ապահովել ցածր էներգիայի շարժական սարքերի համար ստանդարտ ցանցում Wi-Fi .

WiFi 802.11n համակարգերում Բազմուղիների տարածման առավելություններն օգտագործվում են մի քանի ռադիոազդանշաններ միաժամանակ փոխանցելու համար: Այս ազդանշաններից յուրաքանչյուրը կոչվում է « տարածական հոսքեր», ուղարկվում է առանձին ալեհավաքից՝ օգտագործելով առանձին հաղորդիչ։ Քանի որ ալեհավաքների միջև կա որոշակի հեռավորություն, յուրաքանչյուր ազդանշան հետևում է մի փոքր այլ ճանապարհով դեպի ստացող: Այս էֆեկտը կոչվում է « տարածական բազմազանություն« Ընդունիչը հագեցած է նաև մի քանի ալեհավաքներով՝ իրենց առանձին ռադիոմոդուլներով, որոնք ինքնուրույն վերծանում են մուտքային ազդանշանները, և յուրաքանչյուր ազդանշան զուգակցվում է այլ ընդունող ռադիոմոդուլների ազդանշանների հետ։ Արդյունքում տվյալների մի քանի հոսքեր են ստացվում միաժամանակ։ Սա զգալիորեն ավելի բարձր թողունակություն է ապահովում, քան նախորդ 802.11 WiFi համակարգերը, բայց նաև պահանջում է 802.11n-ի ունակ հաճախորդ:

Հիմա եկեք մի փոքր ավելի խորանանք այս թեմայի մեջ.
WiFi սարքերում MIMO հնարավոր է ամբողջ մուտքային տեղեկատվության հոսքը բաժանել մի քանի տարբեր տվյալների հոսքերի՝ օգտագործելով տարածական մուլտիպլեքսավորում՝ դրանց հետագա ուղարկման համար: Մի քանի հաղորդիչներ և ալեհավաքներ օգտագործվում են նույն հաճախականության ալիքով տարբեր հոսքեր ուղարկելու համար: Սա պատկերացնելու եղանակներից մեկն այն է, որ ինչ-որ տեքստային արտահայտություն կարող է փոխանցվել այնպես, որ առաջին բառն ուղարկվի մեկ հաղորդիչի միջոցով, երկրորդը՝ մեկ այլ հաղորդիչի և այլն:
Բնականաբար, ընդունող կողմը պետք է աջակցի միևնույն ֆունկցիոնալությանը (MIMO)՝ զանազան ազդանշանները լիովին մեկուսացնելու, դրանք նորից հավաքելու և համատեղելու համար՝ կրկին տարածական մուլտիպլեքսավորման միջոցով: Այս կերպ մենք հնարավորություն ենք ստանում վերականգնել սկզբնական տեղեկատվական հոսքը։ Ներկայացված տեխնոլոգիան թույլ է տալիս տվյալների մեծ հոսքը բաժանել ավելի փոքր հոսքերի մի շարքի և դրանք միմյանցից առանձին փոխանցել: Ընդհանուր առմամբ, դա հնարավորություն է տալիս ավելի արդյունավետ օգտագործել ռադիո միջավայրը և մասնավորապես Wi-Fi-ի համար հատկացված հաճախականությունները:

WiFi 802.11n տեխնոլոգիա նաև սահմանում է, թե ինչպես կարող է MIMO-ն օգտագործվել ընդունիչում SNR-ի բարելավման համար՝ օգտագործելով փոխանցող ճառագայթային ձևավորում: Այս տեխնիկայի միջոցով հնարավոր է վերահսկել յուրաքանչյուր ալեհավաքից ազդանշանների ուղարկման գործընթացը, որպեսզի ստացողի մոտ ստացված ազդանշանի պարամետրերը բարելավվեն: Այլ կերպ ասած, ի լրումն բազմաթիվ տվյալների հոսքեր ուղարկելու, մի քանի հաղորդիչներ կարող են օգտագործվել ընդունման կետում ավելի բարձր SNR-ի հասնելու համար և, որպես հետևանք, հաճախորդի մոտ տվյալների ավելի բարձր արագության:
Պետք է նշել հետևյալ բաները.
1. Wi-Fi 802.11n ստանդարտում սահմանված հաղորդման ճառագայթների ձևավորման կարգը պահանջում է համագործակցություն ստացողի հետ (իրականում հաճախորդի սարքի հետ)՝ ստացողի ազդանշանի վիճակի վերաբերյալ արձագանք ստանալու համար: Այստեղ անհրաժեշտ է աջակցություն ունենալ այս ֆունկցիոնալության համար ալիքի երկու կողմերում՝ և՛ հաղորդիչի, և՛ ստացողի վրա:
2. Այս ընթացակարգի բարդության պատճառով փոխանցման ճառագայթային ձևավորումը չի ապահովվել առաջին սերնդի 802.11n չիպերում և՛ տերմինալի, և՛ մուտքի կետի կողմից: Ներկայումս հաճախորդի սարքերի համար գոյություն ունեցող չիպերի մեծ մասը նույնպես չի աջակցում այս գործառույթը:
3. Ցանցերի կառուցման լուծումներ կան Wi-Fi , որոնք թույլ են տալիս լիովին վերահսկել ճառագայթման օրինաչափությունը Access Points-ում՝ առանց հաճախորդի սարքերից հետադարձ կապ ստանալու անհրաժեշտության:

Հայտարարություններ ստանալու համար, երբ հրապարակվում են նոր թեմատիկ հոդվածներ կամ հայտնվում են նոր նյութեր կայքում, առաջարկում ենք.

Միացե՛ք մեր խմբին