Hvað er MIMO?

1.   Hvað er MIMO?

Á þessu tímum samtengingar virðast farsímar, sem gluggi okkar til samskipta við umheiminn, vera orðinn hluti af líkama okkar.

En farsíminn getur ekki vafrað á netinu sjálfur, samskiptanet farsíma er orðið jafn mikilvægt og vatn og rafmagn fyrir manneskjur.Þegar þú vafrar á netinu finnurðu ekki mikilvægi þessara hetja á bakvið tjöldin.Þegar þú ert farinn líður þér eins og þú getir ekki lifað lengur.

Það var tími, farsímanetið var gjaldfært af umferð, tekjur meðalmannsins eru nokkur hundruð mynt, en 1MHz þarf að eyða mynt.Svo, þegar þú sérð Wi-Fi, muntu líða öruggur.

Við skulum sjá hvernig þráðlaus leið lítur út.

8 loftnet, það lítur út eins og köngulær.

Getur merkið farið í gegnum tvo eða fleiri veggi?Eða mun nethraðinn tvöfaldast?

Þessi áhrif er hægt að ná með beini og það er náð með mörgum loftnetum, hinni frægu MIMO tækni.

MIMO, sem er Multi-input Multi output.

Það er erfitt að ímynda sér það, ekki satt?Hvað er Multi-input Multi-output, hvernig geta loftnet náð öllum áhrifum?Þegar þú vafrar um netið í gegnum netsnúru er tengingin milli tölvunnar og internetsins augljóslega líkamleg kapall.Nú skulum við ímynda okkur þegar við notum loftnet til að senda merki um loftið með rafsegulbylgjum.Loftið virkar eins og vír en er sýndarrás, rás til að senda merki sem kallast þráðlaus rás.

Svo, hvernig geturðu gert internetið hraðara?

Já þú hefur rétt fyrir þér!Það er hægt að leysa það með nokkrum fleiri loftnetum, nokkrum fleiri sýndarvírum saman til að senda og taka á móti gögnum.MIMO er hannað fyrir þráðlausu rásina.

Sama og þráðlausir beinir, 4G grunnstöð og farsíminn þinn gerir það sama.

Þökk sé MIMO tækni, sem er þétt samþætt 4G, getum við upplifað hraðari hraða internetsins.Á sama tíma hefur kostnaður farsímafyrirtækja lækkað verulega;við getum eytt minna til að upplifa hraðari og ótakmarkaðan nethraða.Nú getum við loksins losað okkur við háð okkar á Wi-Fi og vafrað á netinu allan tímann.

Nú, leyfðu mér að kynna hvað MIMO er?

2.MIMO flokkun

Í fyrsta lagi vísar MIMO sem við nefndum áðan til verulegrar aukningar á nethraða í niðurhalinu.Það er vegna þess að í bili höfum við miklu meiri eftirspurn eftir niðurhali.Hugsaðu um það, þú gætir halað niður heilmikið af GHz myndböndum en hlaðið upp að mestu aðeins nokkrum MHz.

Þar sem MIMO er kallað margfeldi inntak og margar úttak, eru margar sendingarleiðir búnar til með mörgum loftnetum.Að sjálfsögðu styður grunnstöðin ekki aðeins sendingu með mörgum loftnetum heldur þarf farsíminn einnig að mæta mörgum loftnetsmóttöku.

Við skulum athuga eftirfarandi einfalda teikningu: (Raunar er loftnet grunnstöðvarinnar risastórt og farsímaloftnetið er pínulítið og falið. En jafnvel með mismunandi getu eru þau í sömu samskiptastöðum.)

Samkvæmt fjölda loftneta grunnstöðvar og farsíma má skipta því í fjórar gerðir: SISO, SIMO, MISO og MIMO.

SISO: Single Input og Single Output

SIMO: Single Input og Multiple Output

MISO: Margfalt inntak og stakt úttak

MIMO: Margfeldi úttak og margfalt úttak

Byrjum á SISO:

Einfaldasta form er hægt að skilgreina í MIMO skilmálum sem SISO – Single Input Single Output.Þessi sendir starfar með einu loftneti eins og móttakarinn.Það er engin fjölbreytni og engin viðbótarvinnsla er nauðsynleg.

Það er eitt loftnet fyrir grunnstöðina og eitt fyrir farsímann;þeir trufla ekki hvort annað - flutningsleiðin á milli þeirra er eina tengingin.

Það er enginn vafi á því að slíkt kerfi er mjög viðkvæmt, er lítill vegur.Allar óvæntar aðstæður munu beinlínis skapa ógn við samskipti.

SIMO er betra vegna þess að móttaka símans er aukin.

Eins og þú sérð getur farsíminn ekki breytt þráðlausu umhverfi, þannig að hann breytir sjálfum sér – farsíminn bætir loftneti við sig.

Þannig geta skilaboðin sem send eru frá stöðinni náð í farsímann á tvo vegu!Það er bara þannig að þeir koma bæði frá sama loftnetinu í stöðinni og geta bara sent sömu gögnin.

Þar af leiðandi skiptir engu máli þó að einhver gögn tapist á hverri leið.Svo lengi sem síminn getur tekið á móti afriti af hvaða slóð sem er, jafnvel þó hámarksgetan sé sú sama á hverri leið, tvöfaldast líkurnar á að gögnin berist.Þetta er einnig kallað móttaka fjölbreytni.

Hvað er MISO?

Með öðrum orðum, farsíminn er enn með eitt loftnet og fjölda loftneta í grunnstöðinni er fjölgað í tvö.Í þessu tilviki eru sömu gögn send frá tveimur sendiloftnetunum.Og móttakaraloftnet er þá fær um að taka á móti bestu merkinu og nákvæmum gögnum.

Kosturinn við að nota MISO er að mörg loftnetin og gögnin eru færð frá móttakara yfir í sendi.Grunnstöðin getur samt sent sömu gögnin á tvo vegu;það skiptir ekki máli ef þú tapar einhverjum gögnum;samskiptin geta farið eðlilega fram.

Þrátt fyrir að hámarksgetan sé sú sama, hefur árangur samskipta tvöfaldast.Þessi aðferð er einnig kölluð send fjölbreytni.

Að lokum skulum við tala um MIMO.

Það eru fleiri en eitt loftnet í hvorum enda útvarpstengilsins og þetta er kallað MIMO -Multiple Input Multiple Output.MIMO er hægt að nota til að bæta bæði rásstyrkleika og rásafköst.Grunnstöðin og farsímahliðin geta bæði notað tvö loftnet til að senda og taka á móti sjálfstætt, og það þýðir að hraðinn er tvöfaldaður?

Þannig eru fjórar sendingarleiðir á milli grunnstöðvar og farsíma, sem virðist vera mun flóknara.En til að vera viss, þar sem grunnstöðin og farsímahliðin eru bæði með 2 loftnet, getur hún sent og tekið á móti tveimur gögnum samtímis.Svo hversu mikið hækkar MIMO hámarksgeta í samanburði við eina leið?Af fyrri greiningu á SIMO og MISO virðist hámarksgetan ráðast af fjölda loftneta beggja vegna.

MIMO kerfin eru almennt sem A*B MIMO;A þýðir fjölda loftneta grunnstöðvar, B þýðir fjölda farsímaloftneta.Hugsaðu um 4*4 MIMO og 4*2 MIMO.Hvað heldurðu að afkastageta sé meiri?

4*4 MIMO getur sent og tekið á móti 4 rásum samtímis og hámarksgeta þess getur náð 4 sinnum meiri en SISO kerfið.4*2 MIMO getur aðeins náð 2 sinnum SISO kerfið.

Þetta með því að nota mörg loftnet og mismunandi flutningsleiðir í margföldunarrýminu til að senda mörg afrit af mismunandi gögnum samhliða til að auka afkastagetu er kallað geimskiptingarmultiplex.

Svo, getur hámarks flutningsgeta í MIMO kerfinu?Við skulum koma að prófinu.

Við tökum samt grunnstöðina og farsímann með 2 loftnetum sem dæmi.Hver væri flutningsleiðin á milli þeirra?

Eins og þú sérð fara slóðirnar fjórar í gegnum sömu dofnun og truflun og þegar gögn berast í farsímann geta þær ekki lengur greint hvort annað.Er þetta ekki það sama og ein leið?Á þessum tíma er 2*2 MIMO kerfið ekki það sama og SISO kerfið?

Á sama hátt getur 2*2 MIMO kerfi hrörnað í SIMO, MISO og önnur kerfi, sem þýðir að geimskiptingarfjölbreytileiki minnkar í sendingarfjölbreytileika eða móttökufjölbreytileika, væntingar grunnstöðvar hafa einnig hrakað frá því að sækjast eftir miklum hraða til tryggja árangur viðtöku.

Og hvernig eru MIMO kerfi rannsökuð með stærðfræðitáknum?

3.Leyndarmál MIMO rásarinnar

Verkfræðingar elska að nota stærðfræðitákn.

Verkfræðingar merktu gögnin frá loftnetunum tveimur á grunnstöðinni sem X1 og X2, gögnin frá farsímaloftnetunum sem Y1 og Y2, sendileiðirnar fjórar voru merktar sem H11, H12, H21, H22.

Auðvelt er að reikna Y1 og Y2 á þennan hátt.En stundum getur getu 2*2 MIMO náð tvöföldun af SISO, stundum ekki, stundum jafnvel orðið sú sama og SISO.Hvernig útskýrirðu það?

Þetta vandamál má útskýra með rásfylgninni sem við nefndum nýlega - því meiri fylgnin er, því erfiðara er að greina hverja sendingarleið á farsímahliðinni.Ef rásin er sú sama, þá verða jöfnurnar tvær að einni, þannig að það er aðeins ein leið til að senda hana.

Augljóslega liggur leyndarmál MIMO rásarinnar í dómnum um sjálfstæði flutningsleiðarinnar.Það er, leyndarmálið liggur í H11, H12, H21 og H22.Verkfræðingar einfalda jöfnuna sem hér segir:

Verkfræðingar reyndu að einfalda H1, H12, H21 og H22, með nokkrum flóknum breytingum, jöfnunni og að lokum breytt í formúluna.

Tveir inntak X'1 og X'2, margfaldaðu λ1 og λ2, þú getur fengið Y'1 og Y'2.Hvað þýða gildin á λ1 og λ2?

Það er nýtt fylki.Fylki með gögnum á aðeins einni ská er kallað skáfylki.Fjöldi gagna sem ekki eru núll á ská er kallaður röð fylkisins.Í 2*2 MIMO vísar það til gildanna sem eru ekki núll λ1 og λ2.

Ef röðin er 1 þýðir það að 2*2 MIMO kerfið er mjög fylgni í sendingarrými, sem þýðir að MIMO hrörnar í SISO eða SIMO og getur aðeins tekið á móti og sent öll gögn á sama tíma.

Ef röðin er 2, þá hefur kerfið tvær tiltölulega sjálfstæðar staðbundnar rásir.Það getur sent og tekið á móti gögnum á sama tíma.

Svo, ef röðin er 2, er afkastageta þessara tveggja flutningsrása tvöfalt meiri en einnar?Svarið liggur í hlutfallinu λ1 og λ2, sem einnig er kallað skilyrta talan.

Ef skilyrta talan er 1 þýðir það að λ1 og λ2 eru eins;þeir hafa mikið sjálfstæði.Afkastageta 2*2 MIMO kerfisins getur náð hámarki.

Ef skilyrta talan er hærri en 1 þýðir það að λ1 og λ2 eru mismunandi.Hins vegar eru tvær staðbundnar rásir, og gæðin eru mismunandi, þá mun kerfið setja helstu auðlindir á rásina með betri gæðum.Þannig er 2*2 MIMO kerfisgeta 1 eða 2 sinnum af SISO kerfinu.

Hins vegar verða upplýsingarnar til við geimsendingar eftir að grunnstöðin sendir gögnin.Hvernig veit grunnstöðin hvenær hún á að senda eina rás eða tvær rásir?

Ekki gleyma, og það eru engin leyndarmál á milli þeirra.Farsíminn mun senda mælda rásarstöðu sína, röð sendingarfylkis og tillögur að forkóðun til grunnstöðvarinnar til viðmiðunar.

Á þessum tímapunkti held ég að við getum séð að MIMO reynist vera slíkt.