MIMO-технология (Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала

Опубликованно 20.11.2017 00:34

MIMO (Multiple Input Multiple Output, многоканальный вход – многоканальный выход) - это метод скоординированного использования различных радиоантенн в сети беспроводной связи, распространены в современных широкополосных маршрутизаторов на дому и в сетях LTE и WiMAX.Как это работает?

Маршрутизаторы Wi-Fi с MIMO технологии используются одни и те же сетевые протоколы, что один канал. Они обеспечивают более высокую производительность за счет увеличения эффективности передачи и приема данных по линии беспроводной связи. В частности, сетевого трафика между клиентом и маршрутизатором организуется в различных потоков, передаваемых параллельно, и последующего восстановления с принимающим устройством.

Технология MIMO может увеличить способность нагрузки, диапазон и надежность передачи высокого риска помех со стороны других беспроводных устройств.

Использование сетей WiFi

MIMO технология входит в стандартные версии 802.11 n. Его использование повышает производительность и доступность сетевых подключений, по сравнению с маршрутизаторами.

Количество антенн может варьироваться. Например, MIMO 2x2 предусматривает наличие двух антенн и двух передатчиков, способных осуществлять прием и передачу двух каналов.

Чтобы воспользоваться преимуществами этой технологии, и использовать все его преимущества, устройство, клиент и маршрутизатор должен установить между собой MIMO подключение к сети. В документации на используемое оборудование должно быть указано, поддерживает ли такую возможность. Другой простой способ проверить, относится ли к сети этой технологии, не. SU-MIMO и MU-MIMO

Первое поколение технологии, представленной в стандарте 802.11 n, поддержала уникальный (СВОЙ) метод. По сравнению с традиционными решениями, когда антенны маршрутизатора должны координироваться, чтобы общаться друг с клиентского устройства, SU-MIMO позволяет назначать каждый из них в разных группах.

Многопользовательской (MU) технология MIMO была создана для использования в сетях Wi-Fi 802.11 ac на частоте 5 ГГц. Если предыдущий стандарт требовал, чтобы маршрутизаторы, которые правили своих клиентов подключения поочередно (по одному), антенна MU-MIMO могут обеспечивать связь с несколькими клиентами одновременно. Многопользовательский способ повышения эффективности коммуникаций. Тем не менее, даже если маршрутизатор 802.11 ac необходима аппаратная поддержка технологий MIMO, есть и другие ограничения:он поддерживает ограниченное количество одновременных подключений (2-4) в зависимости от параметров антенны;согласование антенны обеспечивается только в одном направлении, от маршрутизатора до клиента.

MIMO и мобильной связи

Данная технология используется в различных типах беспроводных сетей. Она все чаще находит применение в сотовой связи (4G и 5G) несколькими способами:Network-MIMO – велел передачи сигнала между базовыми станциями;Massive MIMO – использование большого количества (сотни) антенн;миллиметровые волны: участие сверхвысокочастотных диапазонов, где полоса пропускания больше, чем в полосах, имеющих лицензии на 3G и 4G.Многопользовательские технологии

Чтобы понять, как работает MU-MIMO, следует рассматривать в качестве обработки пакетов данных традиционный беспроводной маршрутизатор. Он хорошо справляется с отправкой и получением данных, но только в одном направлении. Другими словами, он может держать связь только с одним устройством одновременно. Например, если загружается видео, то не может быть, в то же время, передача в консоли командной игры.

Пользователь может запустить несколько устройств в сети WiFi, и роутер очень быстро, в очереди ретрансляции на них биты данных. Однако, в то же время, он может только получить доступ к устройству, что является основной причиной снижения качества соединения, если пропускная способность Wi-Fi является слишком низкой.

Как это работает, то внимание на себя обращает мало. Тем не менее, эффективность работы маршрутизатора, который передает данные на несколько устройств одновременно, можно улучшить. Он будет более быстро и предоставит более интересные конфигурации сети. Именно поэтому появились разработки, аналогичные MU-MIMO, что, наконец, были включены в современные стандарты беспроводной связи. Эти достижения позволяют дополнительные маршрутизаторы напрямую взаимодействовать с несколькими устройствами.Краткая история: против МЮ

Одно-и многопользовательской MIMO, представляют собой различные формы общения маршрутизаторов с несколькими устройствами. Первый из них больше. Стандарт ЕГО и позволяла передача и прием данных сразу по нескольким потокам, в зависимости от количества антенн, каждая из которых может работать с несколькими устройствами. ЕГО был включен в обновление 802.11 n в 2007 году и постепенно стал внедряться в новые линии продукции.

Однако, SU-MIMO были ограничения в дополнение к требованиям, антенны. Несмотря на то, что может быть подключено несколько устройств, до сих пор приходится бороться с маршрутизатором, который может работать только с одним из них. Скорость передачи данных возросла, помехи стали меньше, проблема, но возможности для улучшения, существует много.

MU-MIMO-это стандарт, который был разработан Су-MIMO и SDMA (множественный доступ с пространственным разделением каналов). Технология позволяет базовой станции взаимодействовать с различными устройствами, используя отдельный поток для каждого из них, как будто все они имеют собственный маршрутизатор.

И, наконец, поддержку единой системы обмена СООБЩЕНИЯМИ была добавлена в обновлении стандарта 802.11 ac, в 2013 году, После нескольких лет развития, производители начали включать эту функцию в свои продукты.

Преимущества MU-MIMO

Это игра в технологии, потому что имеет огромное влияние на повседневное использование WiFi без прямого изменения пропускной способности или других ключевых параметров беспроводного соединения. Сети становятся гораздо эффективнее.

Для стабилизации подключение с ноутбука, телефона, планшета или компьютера, стандарт не требует, чтобы маршрутизатор нескольких антенн. Каждое из этих устройств может не делиться канала MIMO с другими. Это особенно заметно в передаче видео или выполнять другие сложные задачи. Скорость веб-субъективно повышается, и устанавливается соединение более надежным, хотя на самом деле становится более разумной организации сети. Также увеличивается количество одновременно обслуживаемых устройств.Ограничения MU-MIMO

Многопользовательские технологии множественного доступа имеет ряд ограничений, о которых стоит упомянуть. Существующие стандарты, поддерживает 4 устройства, но и позволяют добавить больше, и им придется делиться потока, что возвращает к проблемам SU-MIMO. Технология используется в основном в нисходящих каналов связи и ограничены, когда речь идет о исходящих вызовов. Кроме того, маршрутизатор MU-MIMO необходимо иметь больше информации об устройствах, и состояние каналов, которые требовали, по сравнению с предыдущими стандартами. Это усложняет управление и устранение неисправностей в беспроводных сетях.

MU-MIMO также направлена технология. Это означает, что 2 устройства, расположенные рядом, не могут одновременно пользоваться несколькими каналами. Например, если муж смотрит онлайн трансляции на телевидении, а рядом его женщина проводит игру PS4 в Vita через Remote Play, все равно придется делить пропускную способность. Маршрутизатор может обеспечить дискретных потоков только те устройства, которые находятся в разных направлениях.

Massive MIMO

По мере продвижения в сторону беспроводных сетей пятого поколения (5G) увеличение числа смартфонов и новых применений привело в 100 раз увеличить их потребностей в производительности в сравнении с LTE. Новая технология Massive MIMO, что в последние годы уделяется много внимания, имеет цель значительно увеличить показатели эффективности телекоммуникационных сетей до беспрецедентного уровня. Нехватка и дороговизна ресурсов, имеющихся в распоряжении трейдеров привлекает возможность увеличить пропускную способность в полосах частот ниже 6 ГГц.

Несмотря на значительный прогресс, Massive MIMO далеко от совершенства. Технология все еще находится в стадии расследования активное участие как в научных кругах, так и в промышленности, где инженеры стремятся достичь теоретических результатов с торгового решения.

Massive MIMO может помочь решить две основные проблемы пропускной способности и покрытия. Для операторов мобильной связи частотный диапазон по-прежнему остается низким и относительно дорогой ресурс, но это ключ к повышению скорости передачи сигнала. В городах интервал между станциями, обусловлен пропускной способности, а не покрытия, что требует реализации многих из них и приводит к дополнительным затратам. Massive MIMO позволяет увеличить емкость уже существующей сети. В районах, где развертывание базовых станций, за счет покрытия, эта технология позволяет увеличить радиус его действия.

Понятие

Massive MIMO кардинально меняет их текущей практики, с использованием большого числа последовательно и адаптивно работников службы антенны 4G (сотни или тысячи). Это помогает сосредоточиться передачи и приема энергии сигнала на небольших участках пространства, что значительно повысило производительность труда и эффективность использования энергии, особенно в сочетании одновременного программирования большого количества пользовательских терминалов (десятки или сотни). Метод был разработан, чтобы позволить заводу передачи с временным разделением (TDD), но потенциально может также использоваться в режиме двусторонней печати (ПДД) частота кроссовера.Технология MIMO: преимущества и недостатки

Преимущества этого метода состоит в широком использовании низкой стоимостью более низких компонентов, уменьшение задержки, упрощение уровней контроля доступа (MAC), устойчивость к случайным и преднамеренным помехам. Ожидаемая производительность зависит от среды распространения, обеспечивающий асимптотически ортогональные каналы (терминалы и эксперименты до сих пор не выявили каких-либо ограничений в этом смысле.

Однако, вместе с устранением многих новых проблем, которые требуют срочного решения. Например, в системах MIMO необходимо укреплять сотрудничество многих низкая стоимость компонентов низкая точность, собирать данные о состоянии канала и выделения ресурсов для вновь подключенных терминалов. Необходимо также использовать дополнительные степени свободы, предоставляемые избыток обслуживание антенн, сокращение внутреннего потребления энергоресурсов для достижения общей энергоэффективности и найти новые сценарии развертывания.

Рост количества 4G антенны, участвующих в реализации MIMO, как правило, требуется посещение каждой базовой станции для изменения конфигурации и проводов. Первоначальное развертывание сетей LTE потребовало установки нового оборудования. Это дало возможность вернуться к конфигурации MIMO 2x2 оригинал стандарта LTE. Изменения базовых станций, возникают только в крайних случаях, применение более высокого порядка зависит от операционной среды. Другая проблема заключается в том, что операция БАЛОВСТВО приводит к другому поведению в сети, чем предыдущая система, что создает некоторую неопределенность в планировании. Поэтому операторы, как правило, сначала использовать другие продукты, особенно если они могут быть развернуты с помощью обновления программного обеспечения.

Категория: Hi-Tech