- Apa itu MIMO?
Dalam era kesalinghubungan ini, telefon bimbit, sebagai tingkap untuk kita berkomunikasi dengan dunia luar, nampaknya telah menjadi sebahagian daripada tubuh kita.
Tetapi telefon bimbit tidak boleh melayari internet sendiri, rangkaian komunikasi telefon bimbit telah menjadi sama pentingnya dengan air dan elektrik untuk manusia.Apabila anda melayari internet, anda tidak merasakan kepentingan wira di belakang tabir ini.Bila dah pergi, rasa macam tak boleh hidup lagi.
Ada masanya, Internet telefon bimbit dicaj oleh trafik, pendapatan purata orang adalah beberapa ratus syiling, tetapi 1MHz perlu membelanjakan satu syiling.Jadi, apabila anda melihat Wi-Fi, anda akan berasa selamat.
Mari lihat rupa penghala wayarles.
8 antena, ia kelihatan seperti labah-labah.
Bolehkah isyarat melalui dua atau lebih dinding?Atau adakah kelajuan internet akan berganda?
Kesan ini boleh dicapai oleh penghala, dan ia dicapai dengan banyak antena, teknologi MIMO yang terkenal.
MIMO, iaitu Multi-input Multi output.
Sukar untuk membayangkannya, bukan?Apakah Multi-input Multi-output, bagaimana antena boleh mencapai semua kesan?Apabila anda melayari internet melalui kabel rangkaian, sambungan antara komputer dan internet adalah kabel fizikal, jelas.Sekarang mari kita bayangkan apabila kita menggunakan antena untuk menghantar isyarat melalui udara menggunakan gelombang elektromagnet.Udara bertindak seperti wayar tetapi adalah maya, saluran untuk menghantar isyarat yang dipanggil saluran tanpa wayar.
Jadi, bagaimana anda boleh menjadikan internet lebih pantas?
Ya, kamu betul!Ia boleh diselesaikan dengan beberapa lagi antena, beberapa lagi wayar maya bersama-sama untuk menghantar dan menerima data.MIMO direka untuk saluran wayarles.
Sama seperti penghala wayarles, stesen pangkalan 4G dan telefon mudah alih anda melakukan perkara yang sama.
Terima kasih kepada Teknologi MIMO, yang disepadukan rapat dengan 4G, kami boleh mengalami kelajuan internet yang lebih pantas.Pada masa yang sama, kos pengendali telefon mudah alih telah berkurangan dengan ketara;kita boleh berbelanja lebih sedikit untuk mengalami kelajuan internet yang lebih pantas dan tanpa had.Kini kami akhirnya boleh menyingkirkan kebergantungan kami pada Wi-Fi dan melayari internet sepanjang masa.
Sekarang, izinkan saya memperkenalkan apa itu MIMO?
2.Klasifikasi MIMO
Pertama sekali, MIMO yang kami nyatakan sebelum ini merujuk kepada peningkatan ketara dalam kelajuan rangkaian dalam muat turun.Ini kerana, buat masa ini, kami mempunyai permintaan yang lebih kuat untuk muat turun.Fikirkanlah, anda boleh memuat turun berpuluh-puluh video GHz tetapi memuat naik kebanyakannya hanya beberapa MHz.
Memandangkan MIMO dipanggil berbilang input dan berbilang output, berbilang laluan penghantaran dicipta oleh berbilang antena.Sudah tentu, bukan sahaja stesen pangkalan menyokong penghantaran berbilang antena, tetapi telefon mudah alih juga perlu bertemu dengan penerimaan antena berbilang.
Mari kita periksa lukisan mudah berikut: (Malah, antena stesen pangkalan adalah besar, dan antena telefon mudah alih adalah kecil dan tersembunyi. Tetapi walaupun dengan keupayaan yang berbeza, ia berada dalam kedudukan komunikasi yang sama.)
Mengikut bilangan antena stesen pangkalan dan telefon bimbit, ia boleh dibahagikan kepada empat jenis: SISO, SIMO, MISO dan MIMO.
SISO: Input Tunggal dan Output Tunggal
SIMO: Input Tunggal dan Keluaran Berbilang
MISO: Berbilang Input dan Output Tunggal
MIMO: Berbilang Output dan Berbilang Output
Mari kita mulakan dengan SISO:
Bentuk yang paling mudah boleh ditakrifkan dalam istilah MIMO sebagai SISO – Input Tunggal Output Tunggal.Pemancar ini beroperasi dengan satu antena sebagai des penerima.Tiada kepelbagaian, dan tiada pemprosesan tambahan diperlukan.
Terdapat satu antena untuk stesen pangkalan dan satu untuk telefon bimbit;mereka tidak mengganggu satu sama lain—laluan penghantaran antara mereka adalah satu-satunya sambungan.
Tidak dinafikan bahawa sistem sedemikian sangat rapuh, adalah jalan kecil.Sebarang situasi yang tidak dijangka secara langsung akan menimbulkan ancaman kepada komunikasi.
SIMO adalah lebih baik kerana penerimaan telefon dipertingkatkan.
Seperti yang anda lihat, telefon bimbit tidak boleh menukar persekitaran wayarles, jadi ia mengubah dirinya sendiri - telefon bimbit menambah antena pada dirinya sendiri.
Dengan cara ini, mesej yang dihantar dari stesen pangkalan boleh sampai ke telefon bimbit dalam dua cara!Cuma mereka berdua datang dari antena yang sama di stesen pangkalan dan hanya boleh menghantar data yang sama.
Akibatnya, tidak mengapa jika anda kehilangan beberapa data pada setiap laluan.Selagi telefon boleh menerima salinan dari mana-mana laluan, walaupun kapasiti maksimum kekal sama pada setiap laluan, kebarangkalian untuk menerima data berjaya berganda.Ini juga dipanggil menerima kepelbagaian.
Apakah MISO?
Dalam erti kata lain, telefon bimbit masih mempunyai satu antena, dan bilangan antena di stesen pangkalan ditambah kepada dua.Dalam kes ini, data yang sama dihantar dari dua antena pemancar.Dan antena penerima kemudiannya dapat menerima isyarat optimum dan data yang tepat.
Kelebihan menggunakan MISO ialah berbilang antena dan data dipindahkan dari penerima ke pemancar.Stesen pangkalan masih boleh menghantar data yang sama dalam dua cara;tidak kira jika anda kehilangan beberapa data;komunikasi boleh berjalan seperti biasa.
Walaupun kapasiti maksimum kekal sama, kadar kejayaan komunikasi telah meningkat dua kali ganda.Kaedah ini juga dipanggil menghantar kepelbagaian.
Akhirnya, mari kita bercakap tentang MIMO.
Terdapat lebih daripada satu antena di kedua-dua hujung pautan radio, dan ini dipanggil MIMO – Berbilang Input Berbilang Output.MIMO boleh digunakan untuk menyediakan penambahbaikan dalam kedua-dua kekukuhan saluran dan juga daya pemprosesan saluran.Stesen pangkalan dan bahagian mudah alih boleh menggunakan dua antena untuk menghantar dan menerima secara bebas, dan ini bermakna kelajuannya meningkat dua kali ganda?
Dengan cara ini, terdapat empat laluan penghantaran antara stesen pangkalan dan telefon bimbit, yang nampaknya jauh lebih rumit.Tetapi yang pasti, kerana stesen pangkalan dan bahagian telefon bimbit kedua-duanya mempunyai 2 antena, ia boleh menghantar dan menerima dua data secara serentak.Jadi berapakah peningkatan kapasiti maksimum MIMO berbanding dengan satu laluan?Daripada analisis SIMO dan MISO sebelum ini, nampaknya kapasiti maksimum bergantung kepada bilangan antena di kedua-dua belah.
Sistem MIMO biasanya sebagai A*B MIMO;A bermaksud bilangan antena stesen pangkalan, B bermaksud bilangan antena telefon bimbit.Fikirkan 4*4 MIMO dan 4*2 MIMO.Pada pendapat anda, apakah kapasiti yang lebih besar?
4*4 MIMO boleh menghantar dan menerima 4 saluran serentak, dan kapasiti maksimumnya boleh mencapai 4 kali ganda daripada sistem SISO.4*2 MIMO hanya boleh mencapai 2 kali ganda sistem SISO.
Ini menggunakan berbilang antena dan laluan penghantaran berbeza dalam ruang pemultipleksan untuk menghantar berbilang salinan data berbeza secara selari untuk meningkatkan kapasiti dipanggil pemultipleks pembahagian ruang.
Jadi, bolehkah kapasiti penghantaran maksimum dalam sistem MIMO?Mari datang ke ujian.
Kami masih mengambil stesen pangkalan dan telefon bimbit dengan 2 antena sebagai contoh.Apakah laluan penghantaran antara mereka?
Seperti yang anda lihat, empat laluan itu melalui pudar dan gangguan yang sama, dan apabila data sampai ke telefon bimbit, mereka tidak lagi dapat membezakan antara satu sama lain.Bukankah ini sama dengan satu jalan?Pada masa ini, sistem 2*2 MIMO tidak sama dengan sistem SISO?
Dengan cara yang sama, sistem 2*2 MIMO boleh merosot kepada SIMO, MISO, dan sistem lain, yang bermaksud pemultipleks pembahagian ruang dikurangkan kepada kepelbagaian penghantaran atau kepelbagaian penerimaan, jangkaan stesen pangkalan juga telah merosot daripada mengejar kelajuan tinggi untuk memastikan kadar kejayaan menerima.
Dan bagaimanakah sistem MIMO dikaji menggunakan simbol matematik?
3.Rahsia saluran MIMO
Jurutera suka menggunakan simbol matematik.
Jurutera menandakan data daripada dua antena di stesen pangkalan sebagai X1 dan X2, data daripada antena telefon mudah alih sebagai Y1 dan Y2, empat laluan penghantaran ditandakan sebagai H11, H12, H21, H22.
Mudah untuk mengira Y1 dan Y2 dengan cara ini.Tetapi kadangkala, kapasiti 2*2 MIMO boleh mencecah dua kali ganda SISO, kadang-kadang tidak, kadang-kadang menjadi sama dengan SISO.Bagaimana anda menerangkannya?
Masalah ini boleh dijelaskan oleh korelasi saluran yang baru kami sebutkan—semakin tinggi korelasi, semakin sukar untuk membezakan setiap laluan penghantaran dengan bahagian mudah alih.Jika saluran adalah sama, maka kedua-dua persamaan menjadi satu, jadi hanya ada satu cara untuk menghantarnya.
Jelas sekali, rahsia saluran MIMO terletak pada pertimbangan kebebasan laluan penghantaran.Maksudnya, rahsianya terletak pada H11, H12, H21, dan H22.Jurutera memudahkan persamaan seperti berikut:
Jurutera cuba untuk memudahkan H1, H12, H21, dan H22, melalui beberapa perubahan kompleks, persamaan dan akhirnya ditukar kepada formula.
Dua input X'1 dan X'2, darabkan λ1dan λ2, anda boleh mendapat Y'1 dan Y'2.Apakah maksud nilai λ1 dan λ2?
Terdapat matriks baru.Matriks dengan data pada hanya satu pepenjuru dipanggil matriks pepenjuru.Bilangan data bukan sifar pada pepenjuru dipanggil pangkat matriks.Dalam 2*2 MIMO, ia merujuk kepada nilai Bukan sifar λ1 dan λ2.
Jika pangkat adalah 1, ia bermakna sistem 2*2 MIMO sangat berkorelasi dalam ruang penghantaran, yang bermaksud MIMO merosot kepada SISO atau SIMO dan hanya boleh menerima dan menghantar semua data pada masa yang sama.
Jika pangkat adalah 2, maka sistem mempunyai dua saluran spatial yang agak bebas.Ia boleh menghantar dan menerima data pada masa yang sama.
Jadi, jika pangkatnya ialah 2, adakah kapasiti kedua-dua saluran penghantaran ini dua kali ganda daripada satu?Jawapannya terletak pada nisbah λ1 dan λ2, yang juga dipanggil nombor bersyarat.
Jika nombor bersyarat ialah 1, ia bermakna λ1 dan λ2 adalah sama;mereka mempunyai kemerdekaan yang tinggi.Kapasiti sistem 2*2 MIMO boleh mencapai maksimum.
Jika nombor bersyarat lebih tinggi daripada 1, bermakna λ1 dan λ2 adalah berbeza.Walau bagaimanapun, terdapat dua saluran spatial, dan kualitinya berbeza, maka sistem akan meletakkan sumber utama pada saluran dengan kualiti yang lebih baik.Dengan cara ini, kapasiti sistem 2*2 MIMO ialah 1 atau 2 kali ganda daripada sistem SISO.
Walau bagaimanapun, maklumat dijana semasa penghantaran angkasa lepas selepas stesen pangkalan menghantar data.Bagaimanakah stesen pangkalan mengetahui masa untuk menghantar satu saluran atau dua saluran?
Jangan lupa, dan tiada rahsia antara mereka.Telefon mudah alih akan menghantar keadaan saluran yang diukur, kedudukan matriks penghantaran dan cadangan untuk prapengekodan ke stesen pangkalan untuk rujukan.
Pada ketika ini, saya fikir kita dapat melihat bahawa MIMO ternyata menjadi perkara sedemikian.
Masa siaran: Apr-20-2021