- რა არის MIMO?
ურთიერთკავშირის ამ ეპოქაში, მობილური ტელეფონები, როგორც გარე სამყაროსთან კომუნიკაციის ფანჯარა, თითქოს ჩვენი სხეულის ნაწილი გახდა.
მაგრამ მობილურ ტელეფონს არ შეუძლია ინტერნეტში დამოუკიდებლად სერფინგი, მობილური ტელეფონის საკომუნიკაციო ქსელი ისეთივე მნიშვნელოვანი გახდა, როგორც წყალი და ელექტროენერგია ადამიანისთვის.როცა ინტერნეტში სრიალებ, ვერ გრძნობ ამ კულისებში არსებული გმირების მნიშვნელობას.როგორც კი წახვალ, გრძნობ, რომ ცხოვრება აღარ შეგიძლია.
იყო დრო, მობილური ტელეფონების ინტერნეტი ირიცხებოდა ტრაფიკით, საშუალო ადამიანის შემოსავალი რამდენიმე ასეული მონეტაა, მაგრამ 1 MHz-ს სჭირდება მონეტის დახარჯვა.ასე რომ, როდესაც დაინახავთ Wi-Fi-ს, თავს დაცულად იგრძნობთ.
ვნახოთ, როგორ გამოიყურება უკაბელო როუტერი.
8 ანტენა, ობობებს ჰგავს.
შეუძლია თუ არა სიგნალს გავლა ორ ან მეტ კედელში?ანუ ინტერნეტის სიჩქარე გაორმაგდება?
ამ ეფექტების მიღწევა შესაძლებელია როუტერის საშუალებით და ეს მიიღწევა მრავალი ანტენით, ცნობილი MIMO ტექნოლოგიით.
MIMO, რომელიც არის მრავალ შეყვანის მრავალ გამომავალი.
ძნელი წარმოსადგენია, არა?რა არის Multi-Input Multi-output, როგორ შეუძლიათ ანტენებმა მიაღწიონ ყველა ეფექტს?როდესაც ინტერნეტში სერფინგით ქსელის კაბელის საშუალებით, კავშირი კომპიუტერსა და ინტერნეტს შორის არის ფიზიკური კაბელი, ცხადია.ახლა წარმოვიდგინოთ, როდის ვიყენებთ ანტენებს ჰაერში სიგნალების გასაგზავნად ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყენებით.ჰაერი მოქმედებს როგორც მავთული, მაგრამ არის ვირტუალური, სიგნალების გადაცემის არხი, რომელსაც უწოდებენ უკაბელო არხს.
მაშ, როგორ შეგიძლიათ გახადოთ ინტერნეტი უფრო სწრაფი?
Კი, მართალი ხარ!ეს შეიძლება გადაწყდეს კიდევ რამდენიმე ანტენით, კიდევ რამდენიმე ვირტუალური მავთულით ერთად მონაცემების გასაგზავნად და მისაღებად.MIMO განკუთვნილია უკაბელო არხისთვის.
ისევე, როგორც უკაბელო მარშრუტიზატორები, 4G საბაზო სადგური და თქვენი მობილური ტელეფონი იგივეს აკეთებს.
MIMO ტექნოლოგიის წყალობით, რომელიც მჭიდროდ არის ინტეგრირებული 4G-თან, ჩვენ შეგვიძლია განვიცადოთ ინტერნეტის უფრო სწრაფი სიჩქარე.ამავდროულად, მნიშვნელოვნად შემცირდა მობილური ტელეფონის ოპერატორების ღირებულება;ჩვენ შეგვიძლია ნაკლები დავხარჯოთ, რათა გამოვიყენოთ უფრო სწრაფი და შეუზღუდავი ინტერნეტის სიჩქარე.ახლა ჩვენ შეგვიძლია საბოლოოდ გავთავისუფლდეთ Wi-Fi-ზე დამოკიდებულებისგან და მუდმივად ვიაროთ ინტერნეტში.
ახლა გაგაცნობთ რა არის MIMO?
2.MIMO კლასიფიკაცია
უპირველეს ყოვლისა, MIMO, რომელიც ადრე აღვნიშნეთ, ეხება ქსელის სიჩქარის მნიშვნელოვან ზრდას გადმოტვირთვისას.ეს იმიტომ, რომ, ამჟამად, ჩვენ გვაქვს ბევრად უფრო დიდი მოთხოვნა ჩამოტვირთვებზე.დაფიქრდით, შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ათობით გიგაჰერციანი ვიდეო, მაგრამ ატვირთოთ ძირითადად მხოლოდ რამდენიმე MHz.
ვინაიდან MIMO ეწოდება მრავალჯერადი შეყვანის და მრავალი გამომავალი, გადაცემის მრავალი გზა იქმნება მრავალი ანტენით.რა თქმა უნდა, არა მხოლოდ საბაზო სადგური მხარს უჭერს მრავალჯერადი ანტენის გადაცემას, არამედ მობილურ ტელეფონს ასევე სჭირდება მრავალჯერადი ანტენის მიღება.
მოდით შევამოწმოთ შემდეგი მარტივი ნახაზი: (სინამდვილეში, საბაზო სადგურის ანტენა უზარმაზარია, ხოლო მობილური ტელეფონის ანტენა არის პატარა და ფარული. მაგრამ თუნდაც განსხვავებული შესაძლებლობებით, ისინი იმავე საკომუნიკაციო პოზიციებზე არიან.)
საბაზო სადგურისა და მობილური ტელეფონების ანტენების რაოდენობის მიხედვით ის შეიძლება დაიყოს ოთხ ტიპად: SISO, SIMO, MISO და MIMO.
SISO: ერთი შეყვანა და ერთი გამომავალი
SIMO: ერთი შეყვანა და მრავალჯერადი გამომავალი
MISO: მრავალჯერადი შეყვანა და ერთი გამომავალი
MIMO: მრავალჯერადი გამომავალი და მრავალჯერადი გამომავალი
დავიწყოთ SISO:
უმარტივესი ფორმა შეიძლება განისაზღვროს MIMO ტერმინებით, როგორც SISO – Single Input Single Output.ეს გადამცემი მუშაობს ერთი ანტენით, როგორც მიმღები.არ არის მრავალფეროვნება და არ არის საჭირო დამატებითი დამუშავება.
არის ერთი ანტენა საბაზო სადგურისთვის და ერთი მობილური ტელეფონისთვის;ისინი არ ერევიან ერთმანეთს - მათ შორის გადაცემის გზა ერთადერთი კავშირია.
ეჭვგარეშეა, რომ ასეთი სისტემა ძალიან მყიფეა, არის პატარა გზა.ნებისმიერი მოულოდნელი სიტუაცია პირდაპირ საფრთხეს უქმნის კომუნიკაციებს.
SIMO უკეთესია, რადგან ტელეფონის მიღება გაუმჯობესებულია.
როგორც ხედავთ, მობილური ტელეფონი ვერ ცვლის უკაბელო გარემოს, ამიტომ ის თავად იცვლება – მობილური ანტენას ამატებს თავის თავს.
ამ გზით, საბაზო სადგურიდან გაგზავნილი შეტყობინება მობილურ ტელეფონს ორი გზით აღწევს!უბრალოდ, ორივე მოდის ერთი ანტენიდან საბაზო სადგურზე და მხოლოდ ერთი და იგივე მონაცემების გაგზავნა შეუძლიათ.
შედეგად, არ აქვს მნიშვნელობა, დაკარგავთ თუ არა გარკვეულ მონაცემებს თითოეულ მარშრუტზე.სანამ ტელეფონს შეუძლია მიიღოს ასლი ნებისმიერი მარშრუტიდან, მიუხედავად იმისა, რომ მაქსიმალური სიმძლავრე უცვლელი რჩება თითოეულ მარშრუტზე, მონაცემების წარმატებით მიღების ალბათობა ორმაგდება.ამას ასევე უწოდებენ მრავალფეროვნების მიღებას.
რა არის MISO?
ანუ მობილურ ტელეფონს ჯერ კიდევ აქვს ერთი ანტენა, საბაზო სადგურში კი ანტენების რაოდენობა ორამდეა გაზრდილი.ამ შემთხვევაში, ერთი და იგივე მონაცემები გადადის ორი გადამცემის ანტენიდან.და მიმღების ანტენას შეუძლია მიიღოს ოპტიმალური სიგნალი და ზუსტი მონაცემები.
MISO-ს გამოყენების უპირატესობა ის არის, რომ მრავალი ანტენა და მონაცემები გადადის მიმღებიდან გადამცემში.საბაზო სადგურს კვლავ შეუძლია ერთი და იგივე მონაცემების გაგზავნა ორი გზით;არ აქვს მნიშვნელობა დაკარგავს თუ არა გარკვეულ მონაცემებს;კომუნიკაცია შეიძლება ნორმალურად გაგრძელდეს.
მიუხედავად იმისა, რომ მაქსიმალური ტევადობა იგივე რჩება, კომუნიკაციის წარმატების მაჩვენებელი გაორმაგდა.ამ მეთოდს ასევე უწოდებენ გადაცემის მრავალფეროვნებას.
და ბოლოს, მოდით ვისაუბროთ MIMO-ზე.
რადიოკავშირის ორივე ბოლოში არის ერთზე მეტი ანტენა და ამას ეწოდება MIMO - მრავალჯერადი შეყვანის მრავალჯერადი გამომავალი.MIMO შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც არხის გამძლეობის, ასევე არხის გამტარუნარიანობის გასაუმჯობესებლად.საბაზო სადგურს და მობილურ მხარეს შეუძლიათ გამოიყენონ ორი ანტენა დამოუკიდებლად გასაგზავნად და მისაღებად და ეს ნიშნავს რომ სიჩქარე გაორმაგებულია?
ამ გზით, არსებობს ოთხი გადაცემის მარშრუტი საბაზო სადგურსა და მობილურ ტელეფონს შორის, რაც, როგორც ჩანს, ბევრად უფრო რთულია.მაგრამ რა თქმა უნდა, რადგან საბაზო სადგურს და მობილურ ტელეფონს ორივეს აქვს 2 ანტენა, მას შეუძლია ერთდროულად გაგზავნოს და მიიღოს ორი მონაცემი.ასე რომ, რამდენად იზრდება MIMO მაქსიმალური სიმძლავრე ერთ ბილიკთან შედარებით?SIMO-სა და MISO-ს წინა ანალიზიდან ჩანს, რომ მაქსიმალური სიმძლავრე დამოკიდებულია ორივე მხარის ანტენების რაოდენობაზე.
MIMO სისტემები ზოგადად არის A*B MIMO;A ნიშნავს საბაზო სადგურის ანტენების რაოდენობას, B ნიშნავს მობილური ტელეფონის ანტენების რაოდენობას.იფიქრეთ 4*4 MIMO და 4*2 MIMO.როგორ ფიქრობთ, რომელი ტევადობა უფრო დიდია?
4*4 MIMO-ს შეუძლია ერთდროულად 4 არხის გაგზავნა და მიღება, ხოლო მისი მაქსიმალური სიმძლავრე შეიძლება 4-ჯერ აღემატებოდეს SISO სისტემას.4*2 MIMO-ს შეუძლია SISO სისტემაზე მხოლოდ 2-ჯერ მიაღწიოს.
მრავალჯერადი ანტენის და გადაცემის სხვადასხვა გზის გამოყენებით მულტიპლექსირების სივრცეში, რათა პარალელურად გაგზავნოს სხვადასხვა მონაცემების მრავალი ასლი, რათა გაზარდოს მოცულობა, ეწოდება სივრცის გაყოფის მულტიპლექსს.
ასე რომ, შეუძლია თუ არა გადაცემის მაქსიმალური სიმძლავრე MIMO სისტემაში?მოდი გამოცდაზე მივიდეთ.
ჩვენ მაინც ავიღოთ საბაზო სადგური და მობილური ტელეფონი 2 ანტენით.როგორი იქნება მათ შორის გადაცემის გზა?
როგორც ხედავთ, ოთხი გზა გადის ერთსა და იმავე გაქრობასა და ჩარევას და როდესაც მონაცემები მობილურ ტელეფონში აღწევს, ისინი ვეღარ განასხვავებენ ერთმანეთს.ეს არ არის იგივე, რაც ერთი გზა?ამ დროს, 2*2 MIMO სისტემა არ არის იგივე, რაც SISO სისტემა?
ანალოგიურად, 2*2 MIMO სისტემა შეიძლება გადაგვარდეს SIMO, MISO და სხვა სისტემებში, რაც ნიშნავს, რომ სივრცის გაყოფის მულტიპლექსი მცირდება გადაცემის მრავალფეროვნებამდე ან მიმღების მრავალფეროვნებამდე. მიღების წარმატების მაჩვენებელი.
და როგორ ხდება MIMO სისტემების შესწავლა მათემატიკური სიმბოლოების გამოყენებით?
3.MIMO არხის საიდუმლო
ინჟინრებს უყვართ მათემატიკის სიმბოლოების გამოყენება.
ინჟინრებმა აღნიშნეს მონაცემები საბაზო სადგურზე ორი ანტენიდან, როგორც X1 და X2, მობილური ტელეფონის ანტენების მონაცემები, როგორც Y1 და Y2, გადაცემის ოთხი გზა აღნიშნეს როგორც H11, H12, H21, H22.
ამ გზით ადვილია Y1 და Y2 გამოთვლა.მაგრამ ხანდახან, 2*2 MIMO-ს სიმძლავრემ შეიძლება მიაღწიოს SISO-ს ორჯერ, ზოგჯერ ვერ, ზოგჯერ კი გახდეს იგივე, რაც SISO.როგორ ხსნით ამას?
ეს პრობლემა შეიძლება აიხსნას არხის კორელაციით, რომელიც ახლახან აღვნიშნეთ - რაც უფრო მაღალია კორელაცია, მით უფრო რთულია თითოეული გადაცემის ბილიკის გარჩევა მობილურ მხარეს.თუ არხი იგივეა, მაშინ ორი განტოლება ხდება ერთი, ასე რომ მისი გადაცემის მხოლოდ ერთი გზა არსებობს.
ცხადია, MIMO არხის საიდუმლო მდგომარეობს გადაცემის ბილიკის დამოუკიდებლობის შეფასებაში.ანუ საიდუმლო დევს H11, H12, H21 და H22.ინჟინრები ამარტივებს განტოლებას შემდეგნაირად:
ინჟინრები ცდილობდნენ გაემარტივებინათ H1, H12, H21 და H22, გარკვეული კომპლექსური ცვლილებების მეშვეობით, განტოლება და საბოლოოდ გადაკეთდნენ ფორმულაში.
ორი შეყვანა X'1 და X'2, გაამრავლეთ λ1 და λ2, შეგიძლიათ მიიღოთ Y'1 და Y'2.რას ნიშნავს λ1 და λ2 მნიშვნელობები?
არის ახალი მატრიცა.მატრიცას მონაცემებით მხოლოდ ერთ დიაგონალზე ეწოდება დიაგონალური მატრიცა.დიაგონალზე ნულოვანი მონაცემების რაოდენობას მატრიცის რანგი ეწოდება.2*2 MIMO-ში ეს ეხება λ1 და λ2-ის არანულოვან მნიშვნელობებს.
თუ რანგი არის 1, ეს ნიშნავს, რომ 2*2 MIMO სისტემა მაღალ კორელაციაშია გადაცემის სივრცეში, რაც ნიშნავს, რომ MIMO გადაგვარდება SISO ან SIMO-მდე და შეუძლია მხოლოდ ერთდროულად მიიღოს და გადასცეს ყველა მონაცემი.
თუ რანგი არის 2, მაშინ სისტემას აქვს ორი შედარებით დამოუკიდებელი სივრცითი არხი.მას შეუძლია ერთდროულად გაგზავნოს და მიიღოს მონაცემები.
ასე რომ, თუ წოდება არის 2, არის თუ არა ამ ორი გადაცემის არხის სიმძლავრე ორჯერ ვიდრე ერთი?პასუხი მდგომარეობს λ1 და λ2-ის თანაფარდობაში, რომელსაც პირობით რიცხვსაც უწოდებენ.
თუ პირობითი რიცხვი არის 1, ეს ნიშნავს, რომ λ1 და λ2 იგივეა;მათ აქვთ მაღალი დამოუკიდებლობა.2*2 MIMO სისტემის სიმძლავრე მაქსიმუმს აღწევს.
თუ პირობითი რიცხვი 1-ზე მეტია, ეს ნიშნავს, რომ λ1 და λ2 განსხვავებულია.თუმცა არის ორი სივრცითი არხი და ხარისხი განსხვავებულია, მაშინ სისტემა არხზე ძირითად რესურსებს უკეთესი ხარისხით დააყენებს.ამ გზით, 2*2 MIMO სისტემის სიმძლავრე 1 ან 2-ჯერ აღემატება SISO სისტემას.
თუმცა, ინფორმაცია იქმნება კოსმოსური გადაცემის დროს მას შემდეგ, რაც საბაზო სადგური აგზავნის მონაცემებს.როგორ იცის საბაზო სადგურმა, როდის გაგზავნოს ერთი ან ორი არხი?
არ დაგავიწყდეთ და მათ შორის საიდუმლოებები არ არის.მობილური ტელეფონი ცნობისთვის საბაზო სადგურს გაუგზავნის თავის გაზომილ არხის მდგომარეობას, გადაცემის მატრიცის წოდებას და წინადადებებს წინასწარ კოდირებისთვის.
ამ ეტაპზე, ვფიქრობ, ჩვენ ვხედავთ, რომ MIMO აღმოჩნდება ასეთი რამ.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-20-2021