Unsa ang MIMO?

1.   Unsa ang MIMO?

Niini nga panahon sa interconnectedness, ang mga mobile phone, ingon nga bintana alang kanato sa pagpakigsulti sa kalibutan sa gawas, daw nahimong bahin sa atong mga lawas.

Apan ang mobile phone dili maka-surf sa internet sa iyang kaugalingon, ang mobile phone network sa komunikasyon nahimo nga parehas nga hinungdanon sa tubig ug kuryente alang sa mga tawo.Kung mag-surf ka sa internet, dili nimo mabati ang importansya niining mga bayani sa likod sa mga eksena.Sa higayon nga mobiya ka, gibati nimo nga dili ka na mabuhi.

Adunay usa ka panahon, ang Internet sa mga mobile phone gi-charge tungod sa trapiko, ang kasagaran nga kita sa tawo pipila ka gatus ka mga sensilyo, apan ang 1MHz kinahanglan nga mogasto og usa ka sensilyo.Busa, kung makakita ka og Wi-Fi, mobati ka nga luwas.

Atong tan-awon kung unsa ang hitsura sa usa ka wireless router.

8 ka antenna, murag mga lawalawa.

Mahimo bang moagi ang signal sa duha o daghan pa nga mga dingding?O modoble ba ang internet speed?

Kini nga mga epekto mahimong makab-ot sa usa ka router, ug kini makab-ot sa daghang mga antenna, ang bantog nga teknolohiya sa MIMO.

MIMO, nga mao ang Multi-input Multi output.

Lisod hunahunaon kana, di ba?Unsa ang Multi-input Multi-output, sa unsang paagi makab-ot sa mga antenna ang tanan nga mga epekto?Kung mag-surf ka sa internet pinaagi sa usa ka network cable, ang koneksyon tali sa computer ug internet usa ka pisikal nga kable, klaro.Karon atong mahanduraw kung mogamit kita og mga antenna aron magpadala mga signal pinaagi sa hangin gamit ang mga electromagnetic wave.Ang hangin naglihok sama sa usa ka wire apan virtual, usa ka agianan sa pagpasa sa mga signal nga gitawag ug wireless channel.

Busa, unsaon nimo paghimo sa internet nga mas paspas?

Oo, husto ka!Mahimo kini masulbad pinaagi sa pipila pa nga mga antenna, pipila pa nga virtual nga mga wire nga magkauban aron magpadala ug makadawat mga datos.Ang MIMO gidisenyo alang sa wireless channel.

Parehas sa mga wireless router, 4G base station ug imong mobile phone ang nagbuhat sa parehas nga butang.

Salamat sa MIMO Technology, nga hugot nga gihiusa sa 4G, atong masinati ang mas paspas nga tulin sa internet.Dungan niini, ang gasto sa mga operator sa mobile phone mius-os pag-ayo;gamay ra ang atong gasto para makasinati ug mas paspas ug walay limit nga internet speed.Karon mahimo na namon nga mawala ang among pagsalig sa Wi-Fi ug mag-surf sa internet sa tanan nga oras.

Karon, ipaila nako kung unsa ang MIMO?

2.Klasipikasyon sa MIMO

Una sa tanan, ang MIMO nga among gihisgutan sa sayo pa nagtumong sa hinungdanon nga pagtaas sa katulin sa network sa pag-download.Kana tungod kay, sa pagkakaron, kami adunay mas kusog nga panginahanglan alang sa mga pag-download.Hunahunaa kini, mahimo nimong i-download ang daghang mga GHz nga mga video apan mag-upload kasagaran pipila lang ka MHz.

Tungod kay ang MIMO gitawag nga daghang input ug daghang mga output, daghang mga agianan sa transmission ang gihimo sa daghang mga antenna.Siyempre, dili lamang ang base station nagsuporta sa daghang transmission sa antenna, apan ang mobile phone kinahanglan usab nga makigtagbo sa daghang pagdawat sa antenna.

Atong susihon ang mosunod nga yano nga drowing: (Sa pagkatinuod, ang base station antenna dako kaayo, ug ang mobile phone antenna gamay ug tinago. Apan bisan sa lain-laing mga kapabilidad, sila anaa sa samang mga posisyon sa komunikasyon.)

Sumala sa gidaghanon sa mga antenna sa base station ug mga mobile phone, kini mahimong bahinon ngadto sa upat ka matang: SISO, SIMO, MISO ug MIMO.

SISO: Single Input ug Single Output

SIMO: Usa ka Input ug Daghang Output

MISO: Daghang Input ug Single Output

MIMO: Daghang Output ug Daghang Output

Magsugod ta sa SISO:

Ang pinakasimple nga porma mahimong mahubit sa mga termino sa MIMO isip SISO - Single Input Single Output.Kini nga transmitter naglihok sa usa ka antenna ingon des ang tigdawat.Walay kalainan, ug walay dugang nga pagproseso nga gikinahanglan.

Adunay usa ka antenna alang sa base station ug usa alang sa mobile phone;dili sila manghilabot sa usag usa—ang agianan sa transmission tali kanila mao ra ang koneksyon.

Walay duhaduha nga ang maong sistema huyang kaayo, usa ka gamay nga dalan.Ang bisan unsang wala damha nga mga sitwasyon direkta nga maghatag usa ka hulga sa mga komunikasyon.

Mas maayo ang SIMO tungod kay gipalambo ang pagdawat sa telepono.

Sama sa imong makita, ang mobile phone dili makausab sa wireless nga palibot, mao nga kini nag-usab sa iyang kaugalingon - ang mobile phone nagdugang sa usa ka antenna sa iyang kaugalingon.

Niining paagiha, ang mensahe nga gipadala gikan sa base station makaabot sa mobile phone sa duha ka paagi!Kini ra nga silang duha gikan sa parehas nga antenna sa base station ug mahimo ra ipadala ang parehas nga datos.

Ingon usa ka sangputanan, dili igsapayan kung mawala ang pipila nga mga datos sa matag ruta.Hangtud nga ang telepono makadawat usa ka kopya gikan sa bisan unsang agianan, bisan kung ang labing kataas nga kapasidad nagpabilin nga parehas sa matag ruta, ang posibilidad nga makadawat mga datos nga malampuson nga doble.Gitawag usab kini nga makadawat nga pagkalainlain.

Unsa ang MISO?

Sa laing pagkasulti, ang mobile phone aduna pay usa ka antenna, ug ang gidaghanon sa mga antenna sa base station gidugangan ngadto sa duha.Sa kini nga kaso, ang parehas nga datos gipasa gikan sa duha nga mga antena sa transmitter.Ug ang antenna sa tigdawat makadawat dayon sa labing kaayo nga signal ug eksakto nga datos.

Ang bentaha sa paggamit sa MISO mao nga ang daghang mga antenna ug ang datos gibalhin gikan sa tigdawat hangtod sa transmitter.Ang base station makapadala gihapon sa samang datos sa duha ka paagi;kini dili igsapayan kon ikaw mawad-an sa pipila ka mga data;ang komunikasyon mahimong magpadayon sa normal.

Bisan kung ang labing taas nga kapasidad nagpabilin nga parehas, ang rate sa kalampusan sa komunikasyon nagdoble.Kini nga pamaagi gitawag usab nga transmit diversity.

Sa katapusan, maghisgot ta bahin sa MIMO.

Adunay labaw pa sa usa ka antenna sa bisan asa nga tumoy sa link sa radyo, ug kini gitawag nga MIMO -Multiple Input Multiple Output.Ang MIMO mahimong magamit aron mahatagan ang mga pag-uswag sa parehas nga kalig-on sa channel ingon man ang throughput sa channel.Ang base station ug mobile nga bahin mahimong magamit ang duha ka antenna aron ipadala ug makadawat nga independente, ug kini nagpasabut nga ang katulin doble?

Niining paagiha, adunay upat ka mga ruta sa transmission tali sa base station ug sa mobile phone, nga ingon og labi ka komplikado.Apan ang sigurado, tungod kay ang base station ug ang bahin sa mobile phone parehas nga adunay 2 nga antenna, mahimo kini magpadala ug makadawat duha ka data nga dungan.Busa unsa ka dako ang MIMO maximum capacity increase itandi sa usa ka dalan?Gikan sa miaging pag-analisa sa SIMO ug MISO, morag ang kinatas-ang kapasidad nagdepende sa gidaghanon sa mga antenna sa duha ka kilid.

Ang mga sistema sa MIMO kasagaran sama sa A*B MIMO;Ang A nagpasabot sa gidaghanon sa mga antenna sa base station, ang B nagpasabot sa gidaghanon sa mga antenna sa mobile phone.Hunahunaa ang 4*4 MIMO ug 4*2 MIMO.Unsa sa imong hunahuna kung unsang kapasidad ang mas dako?

Ang 4*4 MIMO makapadala ug makadawat ug 4 ka channel nga dungan, ug ang pinakataas nga kapasidad niini makaabot ug 4 ka pilo sa sistema sa SISO.Ang 4 * 2 MIMO mahimo ra makaabot sa 2 ka beses sa sistema sa SISO.

Kini gamit ang daghang antennae ug lainlain nga mga agianan sa transmission sa multiplexing space aron magpadala daghang mga kopya sa lainlaing data nga managsama aron madugangan ang kapasidad gitawag nga space division multiplex.

Busa, mahimo ba ang maximum nga kapasidad sa transmission sa MIMO system?Adto ta sa pagsulay.

Gikuha gihapon namo ang base station ug mobile phone nga adunay 2 antennas isip pananglitan.Unsa man ang agianan sa transmission tali kanila?

Sama sa imong nakita, ang upat ka mga agianan moagi sa parehas nga pagkupas ug pagpanghilabot, ug kung ang data makaabut sa mobile phone, dili na sila makaila sa usag usa.Dili ba parehas kini sa usa ka dalan?Niini nga panahon, ang 2 * 2 MIMO nga sistema dili parehas sa sistema sa SISO?

Sa parehas nga paagi, ang 2 * 2 MIMO nga sistema mahimo’g madaot sa SIMO, MISO, ug uban pang mga sistema, nga nagpasabut nga ang space division multiplex gipakunhod sa pagkalainlain sa transmission o pagkalainlain sa pagdawat, ang pagpaabut sa base station usab nadaot gikan sa pagpadayon sa taas nga tulin sa pagsiguro sa pagdawat sa kalampusan rate.

Ug giunsa gitun-an ang mga sistema sa MIMO gamit ang mga simbolo sa matematika?

3.Ang sekreto sa MIMO channel

Ang mga inhenyero ganahang mogamit ug mga simbolo sa matematika.

Gimarkahan sa mga inhenyero ang datos gikan sa duha ka antenna sa base station nga X1 ug X2, ang datos gikan sa mga antenna sa mobile phone ingon Y1 ug Y2, ang upat nga mga agianan sa transmission gimarkahan nga H11, H12, H21, H22.

Sayon nga kuwentahon ang Y1 ug Y2 niining paagiha.Apan usahay, ang kapasidad sa 2*2 MIMO mahimong moabot sa doble sa SISO, usahay dili, usahay mahimong parehas sa SISO.Giunsa nimo kini pagpatin-aw?

Kini nga problema mahimong ipatin-aw pinaagi sa channel correlation nga bag-o lang namong gihisgutan-ang mas taas nga correlation, mas lisud ang pag-ila sa matag transmission path sa mobile nga bahin.Kung ang channel parehas, nan ang duha ka mga equation mahimong usa, mao nga adunay usa ra ka paagi sa pagpadala niini.

Dayag nga, ang sekreto sa MIMO channel anaa sa paghukom sa kagawasan sa transmission path.Sa ato pa, ang sekreto anaa sa H11, H12, H21, ug H22.Gipasimple sa mga inhenyero ang equation sama sa mosunod:

Gisulayan sa mga inhenyero nga pasimplehon ang H1, H12, H21, ug H22, pinaagi sa pipila ka komplikado nga mga pagbag-o, ang equation ug sa katapusan nakabig sa pormula.

Duha ka input X'1 ug X'2, i-multiply ang λ1ug λ2, makuha nimo ang Y'1 ug Y'2.Unsa ang gipasabut sa mga kantidad sa λ1 ug λ2?

Adunay bag-ong matrix.Ang usa ka matrix nga adunay datos sa usa lamang ka diagonal gitawag nga diagonal matrix.Ang gidaghanon sa dili-zero nga datos sa diagonal gitawag nga ranggo sa matrix.Sa 2*2 MIMO, kini nagtumong sa Non-zero nga mga kantidad sa λ1 ug λ2.

Kung ang ranggo mao ang 1, kini nagpasabut nga ang 2 * 2 MIMO nga sistema adunay kalabotan sa transmission space, nga nagpasabut nga ang MIMO degenerate sa SISO o SIMO ug mahimo ra makadawat ug ipadala ang tanan nga datos sa parehas nga oras.

Kung ang ranggo 2, nan ang sistema adunay duha nga medyo independente nga spatial channel.Makapadala ug makadawat kinig datos sa samang higayon.

Busa, kung ang ranggo 2, doble ba ang kapasidad niining duha ka transmission channel kaysa sa usa?Ang tubag anaa sa ratio sa λ1 ug λ2, nga gitawag usab nga conditional number.

Kung 1 ang conditional number, nagpasabot nga ang λ1 ug λ2 managsama ra;sila adunay taas nga kagawasan.Ang kapasidad sa 2 * 2 MIMO nga sistema makaabot sa maximum.

Kung ang conditional number mas taas kay sa 1, kini nagpasabot nga ang λ1 ug λ2 magkalahi.Bisan pa, adunay duha ka spatial nga mga agianan, ug ang kalidad lahi, unya ang sistema magbutang sa mga nag-unang kapanguhaan sa channel nga adunay mas maayo nga kalidad.Niining paagiha, ang kapasidad sa sistema sa 2 * 2 MIMO 1 o 2 ka beses sa sistema sa SISO.

Bisan pa, ang kasayuran nahimo sa panahon sa transmission sa wanang pagkahuman ipadala sa base station ang datos.Giunsa pagkahibalo sa base station kung kanus-a magpadala usa ka channel o duha ka channel?

Ayaw kalimti, ug walay sekreto tali kanila.Ipadala sa mobile phone ang gisukod nga kahimtang sa channel, ranggo sa transmission matrix, ug mga sugyot alang sa precoding sa base station alang sa pakisayran.

Niini nga punto, sa akong hunahuna makita naton nga ang MIMO nahimo nga ingon usa ka butang.