MIMO nədir?

1.   MIMO nədir?

Bu bir-birinə bağlılıq dövründə xarici dünya ilə əlaqə qurmağımız üçün pəncərə kimi cib telefonları sanki bədənimizin bir hissəsinə çevrilib.

Lakin mobil telefon öz-özünə internetdə gəzə bilmir, mobil telefon rabitəsi şəbəkəsi insanlar üçün su və elektrik enerjisi qədər vacib hala gəlib.İnternetdə gəzəndə bu pərdəarxası qəhrəmanların əhəmiyyətini hiss etmirsən.Ayrılan kimi hiss edirsən ki, daha yaşaya bilməyəcəksən.

Vaxt var idi, cib telefonlarının interneti trafiklə doldurulurdu, orta adamın gəliri bir neçə yüz sikkədir, amma 1MHz bir sikkə xərcləmək lazımdır.Beləliklə, Wi-Fi görəndə özünüzü təhlükəsiz hiss edəcəksiniz.

Simsiz marşrutlaşdırıcının necə göründüyünü görək.

8 antena, hörümçəklərə bənzəyir.

Siqnal iki və ya daha çox divardan keçə bilərmi?Yoxsa internet sürəti ikiqat olacaq?

Bu effektləri bir marşrutlaşdırıcı ilə əldə etmək olar və buna çoxlu antenalar, məşhur MIMO texnologiyası ilə nail olunur.

Çox girişli Çox çıxış olan MIMO.

Bunu təsəvvür etmək çətindir, elə deyilmi?Multi-input Multi-output nədir, antenalar bütün effektləri necə əldə edə bilər?Şəbəkə kabeli ilə internetdə gəzdiyiniz zaman, kompüter və internet arasındakı əlaqə, təbii ki, fiziki bir kabeldir.İndi elektromaqnit dalğalarından istifadə edərək hava vasitəsilə siqnal göndərmək üçün antenalardan nə vaxt istifadə etdiyimizi təsəvvür edək.Hava tel kimi işləyir, lakin virtualdır, simsiz kanal adlanan siqnalların ötürülməsi üçün bir kanaldır.

Beləliklə, interneti necə daha sürətli edə bilərsiniz?

Bəli, sən haqlısan!Bu, məlumat göndərmək və qəbul etmək üçün bir neçə daha çox antena, bir neçə virtual tel ilə həll edilə bilər.MIMO simsiz kanal üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Simsiz marşrutlaşdırıcılar, 4G baza stansiyası və mobil telefonunuz eyni şeyi edir.

4G ilə sıx inteqrasiya olunmuş MIMO Texnologiyası sayəsində internetin daha sürətli sürətini yaşaya bilərik.Eyni zamanda, mobil telefon operatorlarının xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalıb;daha sürətli və limitsiz internet sürətini yaşamaq üçün daha az xərcləyə bilərik.İndi biz nəhayət Wi-Fi-dan asılılığımızdan qurtula və hər zaman internetdə gəzə bilərik.

İndi icazə verin, MIMO nədir?

2.MIMO təsnifatı

Əvvəlcə qeyd etdiyimiz MIMO yükləmə zamanı şəbəkə sürətinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına aiddir.Bunun səbəbi, hələ ki, yükləmələrə daha çox tələbatımız var.Fikir verin, onlarla GHz video yükləyə bilərsiniz, lakin əsasən bir neçə MHz yükləyə bilərsiniz.

MIMO çox giriş və çox çıxış adlandığından, çoxlu ötürmə yolları çoxlu antenalar tərəfindən yaradılır.Əlbəttə ki, yalnız baza stansiyası çoxlu antenanın ötürülməsini dəstəkləmir, həm də cib telefonu çoxlu antenna qəbulu ilə görüşməlidir.

Aşağıdakı sadə çertyojı yoxlayaq: (Əslində, baza stansiyasının antenası nəhəngdir, mobil telefonun antenası isə kiçik və gizlidir. Amma müxtəlif imkanlara malik olsalar da, onlar eyni ünsiyyət mövqelərindədirlər.)

Baza stansiyasının və mobil telefonların antenalarının sayına görə onu dörd növə bölmək olar: SISO, SIMO, MISO və MIMO.

SISO: Tək Giriş və Tək Çıxış

SIMO: Tək Giriş və Çox Çıxış

MISO: Çox Giriş və Tək Çıxış

MIMO: Çox Çıxış və Çox Çıxış

SISO ilə başlayaq:

Ən sadə forma MIMO terminlərində SISO – Tək Giriş Tək Çıxış kimi müəyyən edilə bilər.Bu ötürücü qəbuledici kimi bir antenna ilə işləyir.Heç bir müxtəliflik yoxdur və əlavə emal tələb olunmur.

Baza stansiyası üçün bir antena və mobil telefon üçün bir anten var;onlar bir-birlərinə mane olmurlar — aralarındakı ötürmə yolu yeganə əlaqədir.

Şübhə yoxdur ki, belə bir sistem çox kövrəkdir, kiçik bir yoldur.İstənilən gözlənilməz vəziyyət birbaşa ünsiyyət üçün təhlükə yaradacaq.

SIMO daha yaxşıdır, çünki telefonun qəbulu gücləndirilmişdir.

Gördüyünüz kimi, mobil telefon simsiz mühiti dəyişə bilməz, ona görə də özünü dəyişir – mobil telefon özünə antena əlavə edir.

Beləliklə, baza stansiyasından göndərilən mesaj iki yolla cib telefonuna çata bilər!Sadəcə olaraq, onların hər ikisi baza stansiyasında eyni antenadan gəlir və yalnız eyni məlumatları göndərə bilir.

Nəticədə, hər bir marşrutda bəzi məlumatların itirilməsinin əhəmiyyəti yoxdur.Telefon istənilən yoldan nüsxə ala bildiyi müddətcə, maksimum tutum hər marşrutda eyni qalmasına baxmayaraq, məlumatın uğurla qəbul edilməsi ehtimalı ikiqat artır.Buna qəbul müxtəlifliyi də deyilir.

MISO nədir?

Başqa sözlə, mobil telefonun hələ də bir antenası var və baza stansiyasında antenaların sayı ikiyə çatdırılıb.Bu halda, eyni məlumatlar iki ötürücü antenadan ötürülür.Bundan sonra qəbuledici antenna optimal siqnal və dəqiq məlumatları qəbul edə bilir.

MISO-dan istifadənin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, çoxsaylı antenalar və verilənlər qəbuledicidən ötürücüyə köçürülür.Baza stansiyası hələ də eyni məlumatları iki yolla göndərə bilər;bəzi məlumatların itirilməsinin əhəmiyyəti yoxdur;rabitə normal davam edə bilər.

Maksimum tutum eyni qalsa da, kommunikasiyanın müvəffəqiyyət dərəcəsi iki dəfə artıb.Bu üsula ötürmə müxtəlifliyi də deyilir.

Nəhayət, MIMO haqqında danışaq.

Radio bağlantısının hər iki ucunda birdən çox antena var və buna MIMO – Çox Girişli Çox Çıxış deyilir.MIMO həm kanalın möhkəmliyini, həm də kanal ötürücülüyünü təkmilləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.Baza stansiyası və mobil tərəf müstəqil olaraq göndərmək və qəbul etmək üçün iki antenadan istifadə edə bilər və bu, sürətin ikiqat artması deməkdir?

Bu şəkildə, baza stansiyası ilə cib telefonu arasında dörd ötürmə yolu var ki, bu da çox daha mürəkkəb görünür.Ancaq əmin olmaq üçün, baza stansiyası və mobil telefon tərəfinin hər ikisi 2 antenaya malik olduğundan, o, eyni vaxtda iki məlumat göndərə və qəbul edə bilər.Beləliklə, MIMO maksimum tutum artımı bir yola nisbətən nə qədərdir?SIMO və MISO-nun əvvəlki təhlilindən belə görünür ki, maksimum tutum hər iki tərəfdəki antenaların sayından asılıdır.

MIMO sistemləri ümumiyyətlə A*B MIMO kimidir;A baza stansiyasının antenalarının sayını, B mobil telefon antenalarının sayını bildirir.4*4 MIMO və 4*2 MIMO-nu düşünün.Sizcə, hansı tutum daha böyükdür?

4*4 MIMO eyni vaxtda 4 kanal göndərə və qəbul edə bilər və onun maksimum tutumu SISO sisteminin 4 qatına çata bilər.4*2 MIMO SISO sistemindən yalnız 2 dəfə çox ola bilər.

Tutumu artırmaq üçün paralel olaraq müxtəlif məlumatların birdən çox nüsxəsini göndərmək üçün multipleksləşmə məkanında çoxlu antena və müxtəlif ötürmə yollarından istifadə edilməsinə kosmik bölmə multipleksi deyilir.

Beləliklə, MIMO sistemində maksimum ötürmə qabiliyyəti ola bilərmi?Gəlin imtahana.

Biz hələ də nümunə kimi baza stansiyasını və 2 antenalı cib telefonu götürürük.Onların arasında ötürmə yolu necə olacaq?

Gördüyünüz kimi, dörd yol eyni solğunluq və müdaxilədən keçir və məlumatlar mobil telefona çatdıqda, onlar bir-birini daha ayırd edə bilmirlər.Bu bir yol deyilmi?Bu zaman 2*2 MIMO sistemi SISO sistemi ilə eyni deyil?

Eyni şəkildə, 2*2 MIMO sistemi SIMO, MISO və digər sistemlərə çevrilə bilər ki, bu da kosmik bölmə multipleksinin ötürülmə müxtəlifliyinə və ya qəbul müxtəlifliyinə endirilməsi deməkdir, baza stansiyasının gözləntiləri də yüksək sürəti izləməkdən pozulmuşdur. qəbulun müvəffəqiyyət dərəcəsini təmin etmək.

Və riyaziyyat simvollarından istifadə etməklə MIMO sistemləri necə öyrənilir?

3.MIMO kanalının sirri

Mühəndislər riyaziyyat simvollarından istifadə etməyi sevirlər.

Mühəndislər baza stansiyasındakı iki antenadan gələn məlumatları X1 və X2, mobil telefon antenalarından gələn məlumatları Y1 və Y2, dörd ötürmə yolu H11, H12, H21, H22 olaraq qeyd etdilər.

Y1 və Y2-ni bu şəkildə hesablamaq asandır.Ancaq bəzən 2*2 MIMO-nun tutumu SISO-nun ikiqatına çata bilər, bəzən çata bilmir, bəzən hətta SISO ilə eyni olur.Bunu necə izah edirsiniz?

Bu problemi bayaq qeyd etdiyimiz kanal korrelyasiyası ilə izah etmək olar - korrelyasiya nə qədər yüksək olarsa, mobil tərəfdən hər bir ötürmə yolunu ayırmaq bir o qədər çətindir.Kanal eynidirsə, iki tənlik bir olur, ona görə də onu ötürməyin yalnız bir yolu var.

Aydındır ki, MIMO kanalının sirri ötürmə yolunun müstəqilliyinin mühakiməsindədir.Yəni sirr H11, H12, H21 və H22-də yatır.Mühəndislər tənliyi aşağıdakı kimi sadələşdirirlər:

Mühəndislər H1, H12, H21 və H22-ni bəzi kompleks dəyişiklikləri, tənliyi sadələşdirməyə çalışdılar və nəticədə düstura çevrildilər.

İki giriş X'1 və X'2, λ1 və λ2-ni çoxaldın, Y'1 və Y'2 əldə edə bilərsiniz.λ1 və λ2 qiymətləri nə deməkdir?

Yeni bir matris var.Yalnız bir diaqonalda verilənləri olan matrisə diaqonal matris deyilir.Diaqonalda sıfırdan fərqli məlumatların sayı matrisin rütbəsi adlanır.2*2 MIMO-da λ1 və λ2-nin sıfırdan fərqli qiymətlərinə aiddir.

Əgər dərəcə 1-dirsə, bu o deməkdir ki, 2*2 MIMO sistemi ötürmə məkanında yüksək korrelyasiyaya malikdir, yəni MIMO SISO və ya SIMO-ya degenerasiya olunur və yalnız eyni zamanda bütün məlumatları qəbul edib ötürə bilər.

Əgər dərəcə 2-dirsə, o zaman sistemin iki nisbətən müstəqil fəza kanalı var.Eyni zamanda məlumat göndərə və qəbul edə bilər.

Beləliklə, dərəcə 2-dirsə, bu iki ötürmə kanalının tutumu bir kanaldan ikiqatdırmı?Cavab λ1 və λ2 nisbətindədir, buna şərti ədəd də deyilir.

Əgər şərti ədəd 1-dirsə, bu o deməkdir ki, λ1 və λ2 eynidir;yüksək müstəqilliyə malikdirlər.2*2 MIMO sisteminin tutumu maksimuma çata bilər.

Şərti ədəd 1-dən böyükdürsə, bu, λ1 və λ2-nin fərqli olduğunu bildirir.Bununla belə, iki məkan kanalı var və keyfiyyət fərqlidir, o zaman sistem əsas resursları daha keyfiyyətli kanala qoyacaqdır.Bu şəkildə 2*2 MIMO sisteminin tutumu SISO sisteminin 1 və ya 2 qatını təşkil edir.

Bununla belə, məlumat baza stansiyası məlumat göndərdikdən sonra kosmik ötürülmə zamanı yaradılır.Baza stansiyası bir və ya iki kanalın nə vaxt göndəriləcəyini necə bilir?

Unutmayın və onların arasında heç bir sirr yoxdur.Cib telefonu ölçülmüş kanal vəziyyətini, ötürmə matrisinin dərəcəsini və əvvəlcədən kodlaşdırma təkliflərini istinad üçün baza stansiyasına göndərəcək.

Bu nöqtədə düşünürəm ki, MIMO-nun belə bir şeyə çevrildiyini görə bilərik.