MIMO ni nini?

1.   MIMO ni nini?

Katika enzi hii ya kuunganishwa, simu za rununu, kama dirisha la sisi kuwasiliana na ulimwengu wa nje, inaonekana kuwa sehemu ya miili yetu.

Lakini simu ya mkononi haiwezi kuperuzi mtandao yenyewe, mtandao wa mawasiliano ya simu za mkononi umekuwa muhimu sawa na maji na umeme kwa binadamu.Unapovinjari mtandaoni, huoni umuhimu wa mashujaa hawa walio nyuma ya pazia.Mara tu unapoondoka, unahisi kama huwezi kuishi tena.

Kulikuwa na wakati, mtandao wa simu za mkononi ulishtakiwa na trafiki, mapato ya mtu wa kawaida ni sarafu mia chache, lakini 1MHz inahitaji kutumia sarafu.Kwa hiyo, unapoona Wi-Fi, utahisi salama.

Hebu tuone jinsi router isiyo na waya inaonekana.

Antena 8, inaonekana kama buibui.

Je, ishara inaweza kupitia kuta mbili au zaidi?Au kasi ya mtandao itaongezeka maradufu?

Madhara haya yanaweza kupatikana kwa router, na inafanikiwa kwa antenna nyingi, teknolojia maarufu ya MIMO.

MIMO, ambayo ni pato la Multi-input.

Ni vigumu kufikiria hilo, sivyo?Je! Pato nyingi za Pembejeo nyingi ni nini, antena zinawezaje kufikia athari zote?Unapotumia mtandao kupitia kebo ya mtandao, unganisho kati ya kompyuta na mtandao ni kebo ya kimwili, ni wazi.Sasa hebu tufikirie tunapotumia antena kutuma ishara kupitia hewani kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme.Hewa hufanya kama waya lakini ni ya mtandaoni, njia ya kusambaza mawimbi inayoitwa chaneli isiyotumia waya.

Kwa hivyo, unawezaje kufanya mtandao haraka?

Ndiyo, uko sahihi!Inaweza kutatuliwa kwa antena chache zaidi, waya chache zaidi pepe pamoja ili kutuma na kupokea data.MIMO imeundwa kwa ajili ya chaneli isiyo na waya.

Sawa na vipanga njia visivyotumia waya, kituo cha msingi cha 4G na simu yako ya mkononi inafanya vivyo hivyo.

Shukrani kwa Teknolojia ya MIMO, ambayo imeunganishwa vyema na 4G, tunaweza kupata kasi ya kasi ya mtandao.Sambamba na hilo, gharama za waendeshaji simu zimepungua kwa kiasi kikubwa;tunaweza kutumia kidogo ili kutumia kasi ya mtandao ya haraka na isiyo na kikomo.Sasa tunaweza hatimaye kuondokana na utegemezi wetu kwenye Wi-Fi na kuvinjari mtandao kila wakati.

Sasa, wacha nijulishe MIMO ni nini?

2.Uainishaji wa MIMO

Kwanza kabisa, MIMO tuliyotaja hapo awali inahusu ongezeko kubwa la kasi ya mtandao katika upakuaji.Hiyo ni kwa sababu, kwa sasa, tuna mahitaji makubwa zaidi ya vipakuliwa.Fikiria kuhusu hilo, unaweza kupakua video kadhaa za GHz lakini upakie zaidi MHz chache tu.

Kwa kuwa MIMO inaitwa pembejeo nyingi na matokeo mengi, njia nyingi za maambukizi zinaundwa na antena nyingi.Bila shaka, sio tu kituo cha msingi kinasaidia maambukizi ya antenna nyingi, lakini simu ya mkononi pia inahitaji kukutana na mapokezi ya antenna nyingi.

Hebu tuangalie mchoro ufuatao rahisi: (Kwa kweli, antena ya kituo cha msingi ni kubwa, na antena ya simu ya mkononi ni ndogo na imefichwa. Lakini hata kwa uwezo tofauti, wako katika nafasi sawa za mawasiliano.)

Kwa mujibu wa idadi ya antenna za kituo cha msingi na simu za mkononi, inaweza kugawanywa katika aina nne: SISO, SIMO, MISO na MIMO.

SISO: Ingizo Moja na Pato Moja

SIMO: Ingizo Moja na Pato Nyingi

MISO: Ingizo Nyingi na Pato Moja

MIMO: Pato Nyingi na Pato Nyingi

Wacha tuanze na SISO:

Fomu rahisi zaidi inaweza kufafanuliwa katika maneno ya MIMO kama SISO - Ingizo Moja la Pato Moja.Transmita hii hufanya kazi na antena moja kama des kipokeaji.Hakuna utofauti, na hakuna usindikaji wa ziada unaohitajika.

Kuna antenna moja kwa kituo cha msingi na moja kwa simu ya mkononi;haziingiliani—njia ya maambukizi kati yao ndiyo muunganisho pekee.

Hakuna shaka kwamba mfumo huo ni tete sana, ni barabara ndogo.Hali zozote zisizotarajiwa zitaleta tishio moja kwa moja kwa mawasiliano.

SIMO ni bora zaidi kwa sababu mapokezi ya simu yameimarishwa.

Kama unaweza kuona, simu ya mkononi haiwezi kubadilisha mazingira ya wireless, kwa hiyo inabadilika yenyewe - simu ya mkononi inaongeza antena yenyewe.

Kwa njia hii, ujumbe uliotumwa kutoka kituo cha msingi unaweza kufikia simu ya mkononi kwa njia mbili!Ni kwamba wote wawili wanatoka kwa antenna moja kwenye kituo cha msingi na wanaweza kutuma data sawa tu.

Kwa hivyo, haijalishi ikiwa utapoteza baadhi ya data kwenye kila njia.Maadamu simu inaweza kupokea nakala kutoka kwa njia yoyote, ingawa uwezo wa juu unabaki sawa kwenye kila njia, uwezekano wa kupokea data kwa ufanisi huongezeka maradufu.Hii pia inaitwa kupokea tofauti.

MISO ni nini?

Kwa maneno mengine, simu ya mkononi bado ina antenna moja, na idadi ya antenna katika kituo cha msingi imeongezeka hadi mbili.Katika kesi hii, data sawa hupitishwa kutoka kwa antena mbili za transmitter.Na antena ya mpokeaji basi inaweza kupokea ishara bora na data kamili.

Faida ya kutumia MISO ni kwamba antena nyingi na data huhamishwa kutoka kwa mpokeaji hadi kwa transmita.Kituo cha msingi bado kinaweza kutuma data sawa kwa njia mbili;haijalishi ikiwa utapoteza data fulani;mawasiliano yanaweza kuendelea kama kawaida.

Ingawa uwezo wa juu unabaki kuwa sawa, kasi ya mafanikio ya mawasiliano imeongezeka maradufu.Njia hii pia inaitwa utofauti wa kusambaza.

Hatimaye, hebu tuzungumze kuhusu MIMO.

Kuna zaidi ya antena moja kwenye ncha zote za kiungo cha redio, na hii inaitwa MIMO -Ingizo la Pato Nyingi.MIMO inaweza kutumika kutoa maboresho katika uimara wa chaneli na pia upitishaji wa chaneli.Kituo cha msingi na upande wa rununu vinaweza kutumia antena mbili kutuma na kupokea kwa kujitegemea, na inamaanisha kasi imeongezeka maradufu?

Kwa njia hii, kuna njia nne za maambukizi kati ya kituo cha msingi na simu ya mkononi, ambayo inaonekana kuwa ngumu zaidi.Lakini kuwa na uhakika, kwa sababu kituo cha msingi na upande wa simu ya mkononi zote zina antena 2, inaweza kutuma na kupokea data mbili kwa wakati mmoja.Kwa hivyo uwezo wa juu wa MIMO unaongezeka kiasi gani kulinganisha na njia moja?Kutoka kwa uchambuzi wa awali wa SIMO na MISO, inaonekana kwamba uwezo wa juu unategemea idadi ya antenna pande zote mbili.

Mifumo ya MIMO kwa ujumla ni kama A*B MIMO;A ina maana idadi ya antena za kituo cha msingi, B inamaanisha idadi ya antena za simu ya mkononi.Fikiria 4*4 MIMO na 4*2 MIMO.Unafikiri ni uwezo gani ni mkubwa zaidi?

4 * 4 MIMO inaweza kutuma na kupokea njia 4 kwa wakati mmoja, na uwezo wake wa juu unaweza kufikia mara 4 ya mfumo wa SISO.4*2 MIMO inaweza kufikia mara 2 tu ya mfumo wa SISO.

Hii kwa kutumia antena nyingi na njia tofauti za upokezaji katika nafasi ya kuzidisha ili kutuma nakala nyingi za data tofauti sambamba ili kuongeza uwezo huitwa multiplex ya mgawanyiko wa nafasi.

Kwa hivyo, uwezo wa juu wa maambukizi katika mfumo wa MIMO unaweza?Tuje kwenye mtihani.

Bado tunachukua kituo cha msingi na simu ya rununu na antena 2 kama mfano.Je, njia ya maambukizi ingekuwaje kati yao?

Kama unaweza kuona, njia nne hupita kwa kufifia na kuingiliwa sawa, na data inapofikia simu ya rununu, haiwezi kutofautisha tena.Je, hii si sawa na njia moja?Kwa wakati huu, mfumo wa 2*2 MIMO si sawa na mfumo wa SISO?

Kwa njia hiyo hiyo, mfumo wa 2*2 MIMO unaweza kuharibika na kuwa SIMO, MISO, na mifumo mingine, ambayo ina maana kwamba sehemu ya mgawanyiko wa nafasi hupunguzwa kwa utofauti wa upitishaji au utofauti wa kupokea, matarajio ya kituo cha msingi pia yamepungua kutokana na kufuata kasi ya juu hadi. kuhakikisha kiwango cha mafanikio cha kupokea.

Na mifumo ya MIMO inasomwa vipi kwa kutumia alama za hesabu?

3.Siri ya kituo cha MIMO

Wahandisi wanapenda kutumia alama za hesabu.

Wahandisi walitia alama data kutoka kwa antena mbili kwenye kituo cha msingi kama X1 na X2, data kutoka kwa antena za simu ya mkononi kama Y1 na Y2, njia nne za upokezaji ziliwekwa alama kama H11, H12, H21, H22.

Ni rahisi kuhesabu Y1 na Y2 kwa njia hii.Lakini wakati mwingine, uwezo wa 2 * 2 MIMO unaweza kufikia mara mbili ya SISO, wakati mwingine hauwezi, wakati mwingine hata kuwa sawa na SISO.Je, unaielezeaje?

Tatizo hili linaweza kuelezewa na uunganisho wa kituo ambacho tumetaja hivi punde—kadiri uwiano unavyokuwa wa juu, ndivyo inavyokuwa vigumu kutofautisha kila njia ya upitishaji na upande wa rununu.Ikiwa chaneli ni sawa, basi milinganyo miwili inakuwa moja, kwa hivyo kuna njia moja tu ya kuisambaza.

Kwa wazi, siri ya kituo cha MIMO iko katika hukumu ya uhuru wa njia ya maambukizi.Hiyo ni, siri iko katika H11, H12, H21, na H22.Wahandisi hurahisisha mlinganyo kama ifuatavyo:

Wahandisi walijaribu kurahisisha H1, H12, H21, na H22, kupitia baadhi ya mabadiliko changamano, mlinganyo na hatimaye kubadilishwa kuwa fomula.

Ingizo mbili X'1 na X'2, zidisha λ1na λ2, unaweza kupata Y'1 na Y'2.Thamani za λ1 na λ2 zinamaanisha nini?

Kuna matrix mpya.Matrix yenye data kwenye diagonal moja tu inaitwa matrix ya diagonal.Idadi ya data isiyo ya sifuri kwenye diagonal inaitwa cheo cha matrix.Katika 2*2 MIMO, inarejelea maadili yasiyo ya sifuri ya λ1 na λ2.

Ikiwa cheo ni 1, inamaanisha kuwa mfumo wa 2*2 MIMO una uhusiano mkubwa katika nafasi ya upokezaji, ambayo ina maana kwamba MIMO hupungua hadi SISO au SIMO na inaweza tu kupokea na kusambaza data zote kwa wakati mmoja.

Ikiwa cheo ni 2, basi mfumo una njia mbili za anga zinazojitegemea.Inaweza kutuma na kupokea data kwa wakati mmoja.

Kwa hivyo, ikiwa nafasi ni 2, je, uwezo wa njia hizi mbili za upitishaji ni mara mbili ya moja?Jibu liko katika uwiano wa λ1 na λ2, ambayo pia huitwa nambari ya masharti.

Ikiwa nambari ya masharti ni 1, inamaanisha λ1 na λ2 ni sawa;wana uhuru wa hali ya juu.Uwezo wa mfumo wa 2 * 2 MIMO unaweza kufikia kiwango cha juu.

Ikiwa nambari ya masharti ni kubwa kuliko 1, inamaanisha λ1 na λ2 ni tofauti.Hata hivyo, kuna njia mbili za anga, na ubora ni tofauti, basi mfumo utaweka rasilimali kuu kwenye kituo na ubora bora.Kwa njia hii, uwezo wa mfumo wa 2 * 2 MIMO ni mara 1 au 2 ya mfumo wa SISO.

Walakini, habari hutolewa wakati wa upitishaji wa nafasi baada ya kituo cha msingi kutuma data.Je, kituo cha msingi kinajuaje wakati wa kutuma chaneli moja au chaneli mbili?

Usisahau, na hakuna siri kati yao.Simu ya mkononi itatuma hali iliyopimwa ya kituo, kiwango cha matriki ya upokezaji, na mapendekezo ya kuweka msimbo mapema kwenye kituo cha msingi kwa marejeleo.

Kwa wakati huu, nadhani tunaweza kuona kwamba MIMO inageuka kuwa kitu kama hicho.