Mis on MIMO?

1.   Mis on MIMO?

Praegusel vastastikuse seotuse ajastul näib, et mobiiltelefonid kui aken välismaailmaga suhtlemiseks on muutunud meie keha osaks.

Mobiiltelefon aga ei suuda iseseisvalt netis surfata, mobiiltelefoni sidevõrk on muutunud inimese jaoks sama oluliseks kui vesi ja elekter.Internetis surfates ei tunneta nende lavataguste kangelaste tähtsust.Kui lahkud, tunned, et ei suuda enam elada.

Oli aeg, Mobiiltelefonide internet oli liiklustasudega, keskmise inimese sissetulek on paarsada münti, aga 1MHz vaja kulutada münt.Nii et kui näete WiFi-ühendust, tunnete end turvaliselt.

Vaatame, kuidas traadita ruuter välja näeb.

8 antenni, see näeb välja nagu ämblikud.

Kas signaal võib läbida kahte või enamat seina?Või kahekordistub interneti kiirus?

Neid efekte saab saavutada ruuteriga ja see saavutatakse paljude antennidega, kuulsa MIMO-tehnoloogiaga.

MIMO, mis on mitme sisendiga mitme väljundiga.

Seda on raske ette kujutada, eks?Mis on Multi-input Multi-output, kuidas saavad antennid kõiki efekte saavutada?Kui surfate Internetis võrgukaabli kaudu, on arvuti ja Interneti vaheline ühendus loomulikult füüsiline kaabel.Kujutagem nüüd ette, kui kasutame antenne elektromagnetlainete abil õhu kaudu signaalide saatmiseks.Õhk toimib nagu traat, kuid on virtuaalne, signaalide edastamise kanal, mida nimetatakse traadita kanaliks.

Niisiis, kuidas saate Interneti kiiremaks muuta?

Jah sul on õigus!Seda saab lahendada veel mõne antenni, veel mõne virtuaalse juhtmega, mis on kokku pandud andmete saatmiseks ja vastuvõtmiseks.MIMO on loodud traadita kanali jaoks.

Sama mis traadita ruuterid, 4G tugijaam ja teie mobiiltelefon teeb sama asja.

Tänu MIMO tehnoloogiale, mis on 4G-ga tihedalt integreeritud, saame kogeda interneti kiiremat kiirust.Samal ajal on mobiiltelefonioperaatorite kulud oluliselt vähenenud;saame kulutada vähem, et kogeda kiiremat ja piiramatut Interneti-kiirust.Nüüd saame lõpuks vabaneda oma sõltuvusest WiFi-st ja surfame kogu aeg internetis.

Nüüd lubage mul tutvustada, mis on MIMO?

2.MIMO klassifikatsioon

Esiteks viitab varem mainitud MIMO võrgu kiiruse olulisele suurenemisele allalaadimisel.Seda seetõttu, et praegu on meil allalaadimiste järele palju suurem nõudlus.Mõelge sellele, võite alla laadida kümneid GHz videoid, kuid üles laadida enamasti vaid mõne MHz.

Kuna MIMO-d nimetatakse mitmeks sisendiks ja mitmeks väljundiks, luuakse mitu antenni mitut edastusteed.Muidugi ei toeta tugijaam mitte ainult mitme antenni edastamist, vaid ka mobiiltelefon peab vastama mitme antenni vastuvõtule.

Kontrollime järgmist lihtsat joonist: (Tegelikult on tugijaama antenn hiiglaslik ja mobiiltelefoni antenn on pisike ja peidetud. Kuid isegi erinevate võimalustega on need samadel sidepositsioonidel.)

Tugijaama ja mobiiltelefonide antennide arvu järgi võib selle jagada nelja tüüpi: SISO, SIMO, MISO ja MIMO.

SISO: üks sisend ja üks väljund

SIMO: üks sisend ja mitu väljundit

MISO: mitu sisendit ja üks väljund

MIMO: mitu väljundit ja mitu väljundit

Alustame SISO-ga:

Lihtsaima vormi saab MIMO terminites määratleda kui SISO – Single Input Single Output.See saatja töötab vastuvõtjana ühe antenniga.Puudub mitmekesisus ja täiendavat töötlemist pole vaja.

Üks antenn on tugijaama ja üks mobiiltelefoni jaoks;nad ei sega üksteist — nendevaheline ülekandetee on ainus ühendus.

Pole kahtlust, et selline süsteem on väga habras, on väike tee.Kõik ootamatud olukorrad ohustavad otseselt sidet.

SIMO on parem, kuna telefoni vastuvõtt on täiustatud.

Nagu näha, ei saa mobiiltelefon juhtmevaba keskkonda muuta, seega muutub ta ise – mobiiltelefon lisab endale antenni.

Nii võib tugijaamast saadetud sõnum mobiiltelefoni jõuda kahel viisil!Asi on selles, et nad mõlemad pärinevad tugijaama samast antennist ja saavad saata ainult samu andmeid.

Sellest tulenevalt pole vahet, kas kaotate igal marsruudil mõned andmed.Niikaua kui telefon suudab koopiat vastu võtta mis tahes teelt, kuigi maksimaalne võimsus jääb igal marsruudil samaks, kahekordistub andmete eduka vastuvõtmise tõenäosus.Seda nimetatakse ka vastuvõtu mitmekesisuseks.

Mis on MISO?

Ehk siis mobiiltelefonil on endiselt üks antenn ja tugijaamas suurendatakse antennide arvu kahele.Sel juhul edastatakse kahelt saatjaantennilt samad andmed.Ja vastuvõtja antenn on siis võimeline vastu võtma optimaalset signaali ja täpseid andmeid.

MISO kasutamise eeliseks on see, et mitu antenni ja andmed liiguvad vastuvõtjast saatjasse.Tugijaam saab siiski saata samu andmeid kahel viisil;pole vahet, kui kaotate mõned andmed;side võib normaalselt kulgeda.

Kuigi maksimaalne läbilaskevõime jääb samaks, on suhtluse edukus kahekordistunud.Seda meetodit nimetatakse ka edastamise mitmekesisuseks.

Lõpuks räägime MIMO-st.

Raadiolingi mõlemas otsas on rohkem kui üks antenn ja seda nimetatakse MIMO – mitme sisendiga mitu väljundit.MIMO-d saab kasutada nii kanali töökindluse kui ka läbilaskevõime parandamiseks.Tugijaam ja mobiilne pool saavad mõlemad kasutada kahte antenni nii saatmiseks kui ka vastuvõtmiseks ja see tähendab, et kiirus on kahekordistunud?

Nii on tugijaama ja mobiiltelefoni vahel neli edastusteed, mis tundub olevat palju keerulisem.Aga et olla kindel, kuna nii tugijaama kui ka mobiiltelefoni poolel on 2 antenni, siis saab korraga saata ja vastu võtta kahte andmeid.Kui palju siis MIMO maksimaalne läbilaskevõime suureneb võrreldes ühe teega?Eelnevast SIMO ja MISO analüüsist paistab, et maksimaalne võimsus sõltub mõlema poole antennide arvust.

MIMO süsteemid on üldiselt A*B MIMO;A tähendab tugijaama antennide arvu, B tähendab mobiiltelefoni antennide arvu.Mõelge 4*4 MIMO-le ja 4*2 MIMO-le.Mis te arvate, kumb maht on suurem?

4*4 MIMO suudab samaaegselt saata ja vastu võtta 4 kanalit ning selle maksimaalne võimsus võib ulatuda 4 korda SISO süsteemi omast.4 * 2 MIMO võib ulatuda SISO süsteemist ainult 2 korda.

Seda mitme antenni ja erinevate edastusteede kasutamist multipleksimisruumis erinevate andmete mitme koopia paralleelseks saatmiseks võimsuse suurendamiseks nimetatakse ruumijaotusega multipleksiks.

Niisiis, kas MIMO süsteemi maksimaalne edastusvõimsus on võimalik?Tuleme testi juurde.

Näitena võtame ikka tugijaama ja 2 antenniga mobiiltelefoni.Milline oleks ülekandetee nende vahel?

Nagu näha, läbivad neli teed sama hääbumise ja häirete ning kui andmed jõuavad mobiiltelefoni, ei suuda nad üksteist enam eristada.Kas see pole mitte sama, mis üks tee?Praegu ei ole 2 * 2 MIMO süsteem sama mis SISO süsteem?

Samamoodi võib 2*2 MIMO süsteem degenereeruda SIMO-ks, MISO-ks ja muudeks süsteemideks, mis tähendab, et ruumijaotusega multipleksi taandatakse edastuse mitmekesisusele või vastuvõtu diversiteetile, samuti on tugijaama ootused taandunud suure kiiruse taotlemisest. saamise edukuse määra tagamine.

Ja kuidas uuritakse MIMO süsteeme matemaatilisi sümboleid kasutades?

3.MIMO kanali saladus

Inseneridele meeldib kasutada matemaatilisi sümboleid.

Insenerid märkisid tugijaama kahe antenni andmed X1 ja X2, mobiiltelefonide antennide andmed Y1 ja Y2, neli edastusteed olid tähistatud kui H11, H12, H21, H22.

Sel viisil on lihtne arvutada Y1 ja Y2.Kuid mõnikord võib 2 * 2 MIMO võimsus ulatuda SISO-st kahekordseks, mõnikord mitte, mõnikord isegi muutuda SISO-ks.Kuidas sa seda seletad?

Seda probleemi saab seletada äsja mainitud kanalite korrelatsiooniga – mida kõrgem on korrelatsioon, seda keerulisem on iga edastusteed mobiili poolel eristada.Kui kanal on sama, muutuvad need kaks võrrandit üheks, seega on selle edastamiseks ainult üks viis.

Ilmselt seisneb MIMO kanali saladus edastustee sõltumatuse üle otsustamises.See tähendab, et saladus peitub H11, H12, H21 ja H22.Insenerid lihtsustavad võrrandit järgmiselt:

Insenerid püüdsid võrrandit H1, H12, H21 ja H22 lihtsustada, muutes võrrandit kompleksseteks ja lõpuks teisendades need valemiks.

Kaks sisendit X'1 ja X'2, korrutage λ1 ja λ2, saate Y'1 ja Y'2.Mida tähendavad λ1 ja λ2 väärtused?

On uus maatriks.Maatriksit, mille andmed on ainult ühe diagonaali kohta, nimetatakse diagonaalmaatriksiks.Nullist erinevate andmete arvu diagonaalil nimetatakse maatriksi auastmeks.2*2 MIMO puhul viitab see nullist erinevale väärtusele λ1 ja λ2.

Kui auaste on 1, tähendab see, et 2 * 2 MIMO süsteem on edastusruumis tugevalt korrelatsioonis, mis tähendab, et MIMO degenereerub SISO-ks või SIMO-ks ning saab kõiki andmeid vastu võtta ja edastada ainult samal ajal.

Kui auaste on 2, siis on süsteemil kaks suhteliselt sõltumatut ruumikanalit.See võib andmeid saata ja vastu võtta samal ajal.

Niisiis, kui auaste on 2, kas nende kahe edastuskanali võimsus on kaks korda suurem kui ühe?Vastus peitub λ1 ja λ2 suhtes, mida nimetatakse ka tingimuslikuks arvuks.

Kui tingimuslik arv on 1, tähendab see, et λ1 ja λ2 on samad;neil on kõrge iseseisvus.2*2 MIMO süsteemi võimsus võib ulatuda maksimumini.

Kui tingimuslik arv on suurem kui 1, tähendab see, et λ1 ja λ2 on erinevad.Samas on kaks ruumilist kanalit ja kvaliteet on erinev, siis paneb süsteem põhiressursi parema kvaliteediga kanalile.Sel viisil on 2*2 MIMO süsteemi võimsus 1 või 2 korda suurem kui SISO süsteem.

Teave genereeritakse aga kosmoseedastuse käigus pärast seda, kui tugijaam on andmed saatnud.Kuidas tugijaam teab, millal saata üks või kaks kanalit?

Ärge unustage ja nende vahel pole saladusi.Mobiiltelefon saadab tugijaamale viitamiseks oma mõõdetud kanali oleku, edastusmaatriksi järjestuse ja soovitused eelkodeerimiseks.

Siinkohal arvan, et näeme, et MIMO osutub selliseks.