- Wat is MIMO?
In hierdie era van onderling verbondenheid, lyk dit asof selfone, as die venster vir ons om met die buitewêreld te kommunikeer, deel van ons liggame geword het.
Maar die selfoon kan nie op sy eie op die internet blaai nie, selfoonkommunikasienetwerk het dieselfde belangrik geword as water en elektrisiteit vir mense.Wanneer jy op die internet blaai, voel jy nie die belangrikheid van hierdie agter-die-skerms-helde nie.Sodra jy weg is, voel jy dat jy nie meer kan lewe nie.
Daar was 'n tyd, Selfone se internet is gehef deur verkeer, die gemiddelde persoon se inkomste is 'n paar honderd munte, maar 1MHz moet 'n muntstuk spandeer.Dus, wanneer jy Wi-Fi sien, sal jy veilig voel.
Kom ons kyk hoe 'n draadlose router lyk.
8 antennas, dit lyk soos spinnekoppe.
Kan die sein deur twee of meer mure gaan?Of sal die internetspoed verdubbel?
Hierdie effekte kan deur 'n roeteerder verkry word, en dit word bereik met baie antennas, die bekende MIMO-tegnologie.
MIMO, wat Multi-invoer Multi-uitset is.
Dit is moeilik om dit voor te stel, nie waar nie?Wat is Multi-invoer Multi-uitvoer, hoe kan antennas alle effekte bereik?Wanneer jy deur 'n netwerkkabel op die internet blaai, is die verbinding tussen die rekenaar en die internet natuurlik 'n fisiese kabel.Kom ons stel ons nou voor wanneer ons antennas gebruik om seine deur die lug te stuur deur elektromagnetiese golwe te gebruik.Die lug tree op soos 'n draad, maar is virtueel, 'n kanaal vir die oordrag van seine wat 'n draadlose kanaal genoem word.
So, hoe kan jy die internet vinniger maak?
Ja jy is reg!Dit kan opgelos word deur nog 'n paar antennas, nog 'n paar virtuele drade saam om data te stuur en te ontvang.MIMO is ontwerp vir die draadlose kanaal.
Dieselfde as draadlose routers, 4G-basisstasie en jou selfoon doen dieselfde ding.
Danksy MIMO Tegnologie, wat stewig geïntegreer is met 4G, kan ons die vinniger spoed van die internet ervaar.Terselfdertyd het selfoonoperateurs se koste aansienlik verminder;ons kan minder bestee om vinniger en onbeperkte internetspoed te ervaar.Nou kan ons uiteindelik ontslae raak van ons afhanklikheid van Wi-Fi en heeltyd op die internet blaai.
Laat ek nou voorstel wat MIMO is?
2.MIMO-klassifikasie
Eerstens, die MIMO wat ons vroeër genoem het, verwys na die aansienlike toename in netwerkspoed in die aflaai.Dit is omdat ons vir nou 'n baie groter vraag na aflaaie het.Dink daaroor, jy kan dosyne GHz-video's aflaai, maar laai meestal net 'n paar MHz op.
Aangesien MIMO veelvuldige insette en veelvuldige uitsette genoem word, word veelvuldige transmissiepaaie deur veelvuldige antennas geskep.Natuurlik ondersteun die basisstasie nie net veelvuldige antenna-oordrag nie, maar die selfoon moet ook met veelvuldige antenna-ontvangs voldoen.
Kom ons kyk na die volgende eenvoudige tekening: (Trouens, die basisstasie-antenna is groot, en die selfoonantenna is klein en versteek. Maar selfs met verskillende vermoëns is hulle in dieselfde kommunikasieposisies.)
Volgens die aantal antennas van basisstasie en selfone kan dit in vier tipes verdeel word: SISO, SIMO, MISO en MIMO.
SISO: Enkel-invoer en Enkel-uitset
SIMO: Enkele invoer en veelvuldige uitvoer
MISO: Veelvuldige insette en enkeluitvoer
MIMO: veelvuldige uitvoer en veelvuldige uitvoer
Kom ons begin met die SISO:
Die eenvoudigste vorm kan in MIMO-terme gedefinieer word as SISO – Single Input Single Output.Hierdie sender werk met een antenna soos die ontvanger.Daar is geen diversiteit nie, en geen bykomende verwerking word vereis nie.
Daar is een antenna vir die basisstasie en een vir die selfoon;hulle meng nie met mekaar in nie—die oordragpad tussen hulle is die enigste verbinding.
Daar is geen twyfel dat so 'n stelsel is baie broos, is 'n klein pad.Enige onverwagte situasies sal direk 'n bedreiging vir kommunikasie inhou.
SIMO is beter omdat die ontvangs van die telefoon verbeter word.
Soos jy kan sien, kan die selfoon nie die draadlose omgewing verander nie, so dit verander self – die selfoon voeg 'n antenna by homself.
Op hierdie manier kan die boodskap wat vanaf die basisstasie gestuur word die selfoon op twee maniere bereik!Dit is net dat hulle albei van dieselfde antenna by die basisstasie af kom en net dieselfde data kan stuur.
Gevolglik maak dit nie saak of jy sekere data op elke roete verloor nie.Solank die foon 'n kopie van enige pad kan ontvang, al bly die maksimum kapasiteit dieselfde op elke roete, verdubbel die waarskynlikheid om data suksesvol te ontvang.Dit word ook ontvang diversiteit genoem.
Wat is MISO?
Met ander woorde, die selfoon het steeds een antenna, en die aantal antennas in die basisstasie word tot twee vermeerder.In hierdie geval word dieselfde data vanaf die twee sender-antennas versend.En ontvanger antenna is dan in staat om die optimale sein en presiese data te ontvang.
Die voordeel van die gebruik van MISO is dat die veelvuldige antennas en die data van die ontvanger na die sender verskuif word.Die basisstasie kan steeds dieselfde data op twee maniere stuur;dit maak nie saak of jy sommige data verloor nie;die kommunikasie kan normaal verloop.
Alhoewel die maksimum kapasiteit dieselfde bly, het die sukseskoers van kommunikasie verdubbel.Hierdie metode word ook oordragdiversiteit genoem.
Laastens, kom ons praat oor MIMO.
Daar is meer as een antenna aan weerskante van die radioskakel, en dit word MIMO -Multiple Input Multiple Output genoem.MIMO kan gebruik word om verbeterings in beide kanaalrobuustheid sowel as kanaaldeurset te verskaf.Die basisstasie en mobiele kant kan albei twee antennas gebruik om onafhanklik te stuur en te ontvang, en dit beteken dat die spoed verdubbel word?
Op hierdie manier is daar vier transmissieroetes tussen die basisstasie en die selfoon, wat blykbaar baie meer ingewikkeld is.Maar om seker te wees, omdat die basisstasie en selfoonkant albei 2 antennas het, kan dit twee data gelyktydig stuur en ontvang.So, hoeveel verhoog MIMO maksimum kapasiteit in vergelyking met een pad?Uit die vorige ontleding van SIMO en MISO blyk dit dat die maksimum kapasiteit afhang van die aantal antennas aan beide kante.
Die MIMO-stelsels is oor die algemeen as A*B MIMO;A beteken die aantal basisstasie se antennas, B beteken die aantal selfoonantennas.Dink aan 4*4 MIMO en 4*2 MIMO.Wat dink jy watter kapasiteit is groter?
4*4 MIMO kan 4 kanale gelyktydig stuur en ontvang, en sy maksimum kapasiteit kan 4 keer dié van die SISO-stelsel bereik.4*2 MIMO kan slegs 2 keer die SISO-stelsel bereik.
Die gebruik van veelvuldige antennas en verskillende transmissiepaaie in die multiplekseringsruimte om veelvuldige kopieë van verskillende data parallel te stuur om kapasiteit te verhoog, word ruimteverdelingsmultipleks genoem.
So, kan die maksimum transmissiekapasiteit in die MIMO-stelsel?Kom ons kom by die toets.
Ons neem steeds die basisstasie en selfoon met 2 antennas as voorbeeld.Wat sou die oordragpad tussen hulle wees?
Soos jy kan sien, gaan die vier paaie deur dieselfde vervaag en inmenging, en wanneer data die selfoon bereik, kan hulle mekaar nie meer onderskei nie.Is dit nie dieselfde as een pad nie?Op hierdie tydstip is die 2*2 MIMO-stelsel nie dieselfde as die SISO-stelsel nie?
Op dieselfde manier kan 2*2 MIMO-stelsel ontaard in SIMO, MISO en ander stelsels, wat beteken dat ruimteverdelingsmultipleks verminder word tot transmissiediversiteit of die ontvangdiversiteit, die verwagting van die basisstasie het ook gedegenereer van die strewe na hoë spoed na die versekering van die ontvangsukseskoers.
En hoe word MIMO-stelsels bestudeer met behulp van wiskundige simbole?
3.Die geheim van die MIMO-kanaal
Ingenieurs hou daarvan om wiskundesimbole te gebruik.
Ingenieurs het die data van die twee antennas op die basisstasie as X1 en X2 gemerk, die data van die selfoonantennas as Y1 en Y2, die vier transmissiepaaie is gemerk as H11, H12, H21, H22.
Dit is maklik om Y1 en Y2 op hierdie manier te bereken.Maar soms kan die kapasiteit van 2*2 MIMO dubbel van SISO bereik, soms nie, soms word selfs dieselfde as SISO.Hoe verduidelik jy dit?
Hierdie probleem kan verklaar word deur die kanaalkorrelasie wat ons sopas genoem het—hoe hoër die korrelasie, hoe moeiliker is dit om elke transmissiepad aan die mobiele kant te onderskei.As die kanaal dieselfde is, word die twee vergelykings een, so daar is net een manier om dit oor te dra.
Natuurlik lê die geheim van die MIMO-kanaal in die oordeel van die transmissiepad se onafhanklikheid.Dit wil sê, die geheim lê in H11, H12, H21 en H22.Ingenieurs vereenvoudig die vergelyking soos volg:
Ingenieurs het probeer om die H1, H12, H21 en H22 te vereenvoudig deur 'n paar komplekse veranderinge, die vergelyking en uiteindelik omgeskakel na die formule.
Twee insette X'1 en X'2, vermenigvuldig die λ1 en λ2, jy kan Y'1 en Y'2 kry.Wat beteken die waardes van λ1 en λ2?
Daar is 'n nuwe matriks.'n Matriks met data op slegs een diagonaal word 'n diagonale matriks genoem.Die aantal nie-nul data op die diagonaal word die rangorde van die matriks genoem.In 2*2 MIMO verwys dit na die Nie-nul waardes van λ1 en λ2.
As die rang 1 is, beteken dit dat die 2*2 MIMO-stelsel hoogs gekorreleer is in transmissieruimte, wat beteken dat MIMO na SISO of SIMO ontaard en net alle data op dieselfde tyd kan ontvang en versend.
As die rang 2 is, het die stelsel twee relatief onafhanklike ruimtelike kanale.Dit kan data op dieselfde tyd stuur en ontvang.
Dus, as die rang 2 is, is die kapasiteit van hierdie twee transmissiekanale dubbel dié van een?Die antwoord lê in die verhouding van λ1 en λ2, wat ook die voorwaardelike getal genoem word.
As die voorwaardelike getal 1 is, beteken dit λ1 en λ2 is dieselfde;hulle het hoë onafhanklikheid.Die kapasiteit van die 2*2 MIMO-stelsel kan die maksimum bereik.
As die voorwaardelike getal hoër as 1 is, beteken dit dat die λ1 en λ2 verskil.Daar is egter twee ruimtelike kanale, en die kwaliteit is anders, dan sal die stelsel die hoofbronne op die kanaal plaas met beter kwaliteit.Op hierdie manier is 2*2 MIMO-stelselkapasiteit 1 of 2 keer van die SISO-stelsel.
Die inligting word egter tydens ruimteoordrag gegenereer nadat die basisstasie die data gestuur het.Hoe weet die basisstasie wanneer om een kanaal of twee kanale te stuur?
Moenie vergeet nie, en daar is geen geheime tussen hulle nie.Die selfoon sal sy gemete kanaaltoestand, die transmissiematriks se rangorde en voorstelle vir voorafkodering na die basisstasie stuur vir verwysing.
Op hierdie stadium dink ek ons kan sien dat MIMO so iets blyk te wees.
Postyd: 20-Apr-2021