- Што е MIMO?
Во оваа ера на меѓусебна поврзаност, мобилните телефони, како прозорец за комуникација со надворешниот свет, се чини дека станаа дел од нашите тела.
Но, мобилниот телефон не може сам да сурфа на интернет, комуникациската мрежа за мобилни телефони стана исто толку важна како и водата и струјата за луѓето.Кога сурфате на интернет, не ја чувствувате важноста на овие херои од зад сцената.Откако ќе заминете, се чувствувате како да не можете повеќе да живеете.
Имаше време, интернетот на мобилните телефони се наплаќаше од сообраќајот, приходот на просечниот човек е неколку стотици монети, но 1 MHz треба да потроши паричка.Така, кога ќе видите Wi-Fi, ќе се чувствувате безбедно.
Ајде да видиме како изгледа безжичниот рутер.
8 антени, изгледа како пајаци.
Дали сигналот може да помине низ два или повеќе ѕида?Или ќе се удвои брзината на интернетот?
Овие ефекти може да се постигнат со рутер, а се постигнува со многу антени, познатата MIMO технологија.
MIMO, кој е повеќе влезен повеќе излез.
Тешко е да се замисли тоа, нели?Што е Multi-input Multi-output, како антените можат да ги постигнат сите ефекти?Кога сурфате на интернет преку мрежен кабел, врската помеѓу компјутерот и интернетот е очигледно физички кабел.Сега да замислиме кога користиме антени за испраќање сигнали низ воздухот користејќи електромагнетни бранови.Воздухот делува како жица, но е виртуелен, канал за пренос на сигнали наречен безжичен канал.
Значи, како можете да го направите интернетот побрз?
Да во право си!Може да се реши со уште неколку антени, уште неколку виртуелни жици заедно за испраќање и примање податоци.MIMO е дизајниран за безжичен канал.
Исто како безжичните рутери, базната станица 4G и вашиот мобилен телефон го прават истото.
Благодарение на MIMO технологијата, која е цврсто интегрирана со 4G, можеме да ја доживееме поголемата брзина на интернетот.Истовремено, цената на мобилните телефонски оператори значително се намали;можеме да трошиме помалку за да доживееме побрза и неограничена брзина на интернет.Сега конечно можеме да се ослободиме од зависноста од Wi-Fi и постојано да сурфаме на интернет.
Сега, дозволете ми да воведам што е MIMO?
2.Класификација MIMO
Пред сè, MIMO што го споменавме претходно се однесува на значителното зголемување на брзината на мрежата при преземањето.Тоа е затоа што, засега, имаме многу посилна побарувачка за преземања.Размислете за тоа, може да преземете десетици видеа GHz, но да прикачувате главно само неколку MHz.
Бидејќи MIMO се нарекува повеќекратен влез и повеќе излези, повеќе патеки за пренос се креираат од повеќе антени.Се разбира, не само што базната станица поддржува пренос со повеќе антени, туку и мобилниот телефон треба да се сретне со повеќекратен прием на антени.
Ајде да го провериме следниот едноставен цртеж: (Всушност, антената на базната станица е огромна, а антената на мобилниот телефон е мала и скриена. Но, дури и со различни способности, тие се на исти комуникациски позиции.)
Според бројот на антени на базната станица и мобилните телефони, може да се подели на четири типа: SISO, SIMO, MISO и MIMO.
SISO: Еден влез и еден излез
SIMO: единечен влез и повеќекратен излез
MISO: повеќекратен влез и единечен излез
MIMO: повеќекратен излез и повеќекратен излез
Да почнеме со SISO:
Наједноставната форма може да се дефинира во MIMO термини како SISO – Single Input Single Output.Овој предавател работи со една антена како приемник.Нема разновидност и не е потребна дополнителна обработка.
Има една антена за базната станица и една за мобилниот телефон;тие не се мешаат едни со други - патот на пренос меѓу нив е единствената врска.
Нема сомнение дека таков систем е многу кревок, е мал пат.Сите неочекувани ситуации директно ќе претставуваат закана за комуникациите.
SIMO е подобар бидејќи приемот на телефонот е подобрен.
Како што можете да видите, мобилниот телефон не може да ја промени безжичната средина, па затоа се менува сам – мобилниот телефон си додава антена на себе.
На овој начин, пораката испратена од базната станица може да стигне до мобилниот телефон на два начина!Само што и двајцата доаѓаат од иста антена на базната станица и можат да испраќаат само исти податоци.
Како резултат на тоа, не е важно дали ќе изгубите некои податоци на секоја рута.Сè додека телефонот може да прими копија од која било патека, иако максималниот капацитет останува ист на секоја рута, веројатноста за успешно примање податоци се удвојува.Ова се нарекува и прими разновидност.
Што е МИСО?
Со други зборови, мобилниот телефон сè уште има една антена, а бројот на антени во базната станица е зголемен на две.Во овој случај, истите податоци се пренесуваат од двете антени на предавателот.И тогаш антената на приемникот може да го прими оптималниот сигнал и точните податоци.
Предноста на користењето на MISO е тоа што повеќекратните антени и податоците се преместуваат од приемникот до предавателот.Базната станица сè уште може да ги испраќа истите податоци на два начина;не е важно дали ќе изгубите некои податоци;комуникацијата може да продолжи нормално.
Иако максималниот капацитет останува ист, стапката на успешност на комуникацијата е двојно зголемена.Овој метод се нарекува и преносна разновидност.
Конечно, ајде да зборуваме за MIMO.
Има повеќе од една антена на двата краја на радио врската, и тоа се нарекува MIMO – Повеќекратен влез повеќекратен излез.MIMO може да се користи за да обезбеди подобрувања и во робусноста на каналот и во пропусната моќ на каналот.Базната станица и мобилната страна можат да користат две антени за независно испраќање и примање, а тоа значи дека брзината е двојно зголемена?
На овој начин, постојат четири правци за пренос помеѓу базната станица и мобилниот телефон, што се чини дека е многу покомплицирано.Но, за да бидете сигурни, бидејќи базната станица и страната на мобилниот телефон и двете имаат по 2 антени, може да испраќа и прима два податоци истовремено.Значи, колку се зголемува максималниот капацитет на MIMO во споредба со една патека?Од претходната анализа на SIMO и MISO, се чини дека максималниот капацитет зависи од бројот на антени од двете страни.
MIMO системите се генерално како A*B MIMO;A значи број на антени на базната станица, B значи број на антени за мобилни телефони.Размислете за 4*4 MIMO и 4*2 MIMO.Што мислите кој капацитет е поголем?
4*4 MIMO може да испраќа и прима 4 канали истовремено, а неговиот максимален капацитет може да достигне 4 пати поголем од оној на системот SISO.4*2 MIMO може да достигне само 2 пати повеќе од SISO системот.
Ова со користење на повеќе антени и различни патеки за пренос во просторот за мултиплексирање за да се испраќаат повеќе копии од различни податоци паралелно за да се зголеми капацитетот се нарекува мултиплекс на поделба на просторот.
Значи, дали може максималниот преносен капацитет во системот MIMO?Ајде да дојдеме на тестот.
Сè уште ги земаме како пример базната станица и мобилниот телефон со 2 антени.Каков би бил преносниот пат меѓу нив?
Како што можете да видите, четирите патеки минуваат низ истото избледување и пречки, а кога податоците ќе стигнат до мобилниот телефон, тие повеќе не можат да се разликуваат.Зарем ова не е исто како една патека?Во моментов, системот 2*2 MIMO не е ист како системот SISO?
На ист начин, 2*2 MIMO системот може да се дегенерира во SIMO, MISO и други системи, што значи мултиплекс на поделба на просторот е сведена на разновидност на пренос или разновидност на примање, очекувањата на базната станица исто така се дегенерираа од следење голема брзина на обезбедување стапка на успех на примање.
И како се изучуваат MIMO системите користејќи математички симболи?
3.Тајната на каналот MIMO
Инженерите сакаат да користат математички симболи.
Инженерите ги означија податоците од двете антени на базната станица како X1 и X2, податоците од антените на мобилните телефони како Y1 и Y2, четирите патеки за пренос беа означени како H11, H12, H21, H22.
Лесно е да се пресметаат Y1 и Y2 на овој начин.Но, понекогаш, капацитетот од 2*2 MIMO може да достигне двојно од SISO, понекогаш не може, понекогаш дури и да стане ист како SISO.Како го објаснувате?
Овој проблем може да се објасни со корелацијата на каналот што штотуку ја спомнавме - колку е поголема корелацијата, толку е потешко да се разликува секоја патека на пренос на мобилната страна.Ако каналот е ист, тогаш двете равенки стануваат едно, така што има само еден начин да се пренесе.
Очигледно, тајната на каналот MIMO лежи во проценката на независноста на патеката за пренос.Односно, тајната лежи во H11, H12, H21 и H22.Инженерите ја поедноставуваат равенката на следниов начин:
Инженерите се обидоа да ги поедностават H1, H12, H21 и H22, преку некои сложени промени, равенката и на крајот ја претворија во формулата.
Два влеза X'1 и X'2, помножете ги λ1 и λ2, можете да добиете Y'1 и Y'2.Што значат вредностите на λ1 и λ2?
Има нова матрица.Матрицата со податоци на само една дијагонала се нарекува дијагонална матрица.Бројот на не-нула податоци на дијагоналата се нарекува ранг на матрицата.Во 2*2 MIMO, тоа се однесува на не-нула вредности на λ1 и λ2.
Ако рангирањето е 1, тоа значи дека системот 2*2 MIMO е во голема корелација во просторот за пренос, што значи дека MIMO дегенерира во SISO или SIMO и може само да ги прима и пренесува сите податоци во исто време.
Ако рангот е 2, тогаш системот има два релативно независни просторни канали.Може да испраќа и прима податоци во исто време.
Значи, ако рангирањето е 2, дали капацитетот на овие два преносни канали е двојно поголем од еден?Одговорот лежи во односот λ1 и λ2, кој се нарекува и условен број.
Ако условниот број е 1, тоа значи дека λ1 и λ2 се исти;имаат висока независност.Капацитетот на системот 2*2 MIMO може да достигне максимум.
Ако условниот број е поголем од 1, тоа значи дека λ1 и λ2 се различни.Сепак, постојат два просторни канали, а квалитетот е различен, тогаш системот ќе ги стави главните ресурси на каналот со подобар квалитет.На овој начин, капацитетот на системот 2*2 MIMO е 1 или 2 пати поголем од системот SISO.
Меѓутоа, информациите се генерираат за време на вселенскиот пренос откако базната станица ќе ги испрати податоците.Како базната станица знае кога да испрати еден или два канали?
Не заборавајте, и меѓу нив нема никакви тајни.Мобилниот телефон ќе ја испрати својата измерена состојба на каналот, рангирањето на матрицата за пренос и предлозите за претходно кодирање до базната станица за референца.
Во овој момент, мислам дека можеме да видиме дека MIMO се покажува како такво нешто.
Време на објавување: Април-20-2021