Traadita suhtluse valdkonnas on kiirus ja stabiilsus alati olnud kasutajate peamised nõudmised. Varased WiFi-seadmed tuginesid ühele andmeedastusele ühele antennile, muutes need vastuvõtlikuks keskkonna häirete ja signaalide sumbumise suhtes, mis piiratud kiiruse ja katvuse suhtes. MIMO (mitme sisendiga mitme väljundiga) tehnoloogia tulekuga on juhtmevabade võrgu jõudlus saavutanud kvalitatiivse hüppe. See artikkel uurib MIMO tehnoloogia tööpõhimõtteid ja uurib, kuidas see WiFi kiirust märkimisväärselt parandab.
MIMO tehnoloogia põhimõtted
a) Mis on MIMO?
MIMO (mitme sisendiga mitme väljundiga) viitab andmete samaaegsele edastamisele ja vastuvõtmisele mitme antenni kaudu. Võrreldes traditsiooniliste üheanalüüsidega süsteemidega kasutab MIMO kahte peamist tehnoloogiat: ruumiline mitmekesisus ja ruumiline multipleksing , suurendades märkimisväärselt andmeedastuse tõhusust.
Ruumiline mitmekesisus : saades mitme antenni kaudu sama signaali mitu koopiat, kasutab MIMO signaaliteede erinevusi, et parandada häirete vastupidavust ja vähendada biti veamäärasid.
Ruumiline multipleksing : andmed jagatakse mitmeks sõltumatuks voog ja edastatakse paralleelselt erinevate antennide kaudu, korrutades läbilaskevõime. Näiteks 2 × 2 MIMO konfiguratsioon (kaks edastavat + kaks vastuvõtvat antenni) võib andmeedastuskiirust kahekordistada.
(b) põhitehnoloogiad
Beamforming : dünaamiliselt reguleerib antennisignaali faasid, et keskenduda energiat sihtseadmete poole, suurendades signaali tugevust ja katvust.
Kanali sidumine : ühendab kaks 20 MHz kanali 40 MHz kanalisse (nt 802.11n), luues suurema kiiruse jaoks laiema 'Data Highway '.
Praktiline kiiruse paranemine MIMO -st
a) teoreetiline määr hüpe
Standardi 802.11n kohaselt suurendas MIMO teoreetilisi kiirusi 150 Mbps (ühe antenn )lt 600 Mbps -ni (4 × 4 MIMO konfiguratsioon). 802.11ac (Wi-Fi 5) standard tutvustas MU-MIMO (mitme kasutaja MIMO), võimaldades samaaegset andmeedastust mitmesse seadmesse, teoreetiliste kiirusteni ulatuvad kuni 6,93 Gbps.
b) jõudlusprobleemid reaalsetes stsenaariumides
Koduvõrgud : keerulistes paigutustes vähendab MIMO 'surnud tsoone', tagades suure ribalaiusega rakenduste sujuva töö, nagu 4K voogesitus ja veebimängud. Näiteks Asus RT-AX88U ruuter saavutab testitud kiiruse 2,4 Gbps, kasutades 4 × 4 MIMO.
Ettevõtte keskkond : suure tihedusega kontoriseadetes võib MIMO samaaegselt teenindada kümneid seadmeid, vältides võrgu ummikuid. Cisco Catalyst 9100 seeria APS võimendab Mu-mimo kolmekordse samaaegse kasutajamahuni.
MIMO derivaatitehnoloogiad
a) mu-mimo
Traditsiooniline MIMO toetab mitme voolu ülekannet ühele seadmele, samas kui Mu-MIMO võimaldab ruuteritel üheaegselt suhelda mitme seadmega. Näiteks saab kodu ruuter saata andmevooge iseseisvalt nutitelefoni, telerisse ja sülearvutisse, vähendades järjekordade viivitusi.
(b) massiivne mimo
Põhimõte : juurutab kümneid või isegi sadu antennisid, et moodustada väga suundustalasid, parandades spektri tõhusust ja võrgumahtu.
Rakendus : koos Wi-Fi 6-ga (802.11ax) toetab massiivne MIMO ühenduvust tuhandete seadmete jaoks tihedusega stsenaariumides nagu staadionid ja lennujaamad.
Väljakutsed ja optimeerimisstrateegiad MIMO jaoks
a) keskkonna häired ja antenni paigutus
Väljakutse : mitmed antennid võivad sisestada signaali peegelduse häireid (nt siseruumides metallimööblilt).
Väljakutse : vanemad seadmed ei pruugi toetada täpsemaid MIMO konfiguratsioone (nt, piiratud 1 × 1 MIMO -ga).
Optimeerimine : valige segaseadme võrkudes stabiilsuse tagamiseks ruuterid, mille ühilduvus on tagantjärele ühilduvus.
Tulevikuväljavaade
6G tõusu ja metaversiooniga areneb MIMO tehnoloogia edasi:
Ümberkujundatavad intelligentsed pinnad (RIS) : programmeeritavad materjalid kontrollivad dünaamiliselt elektromagnetilisi laineid, integreerides MIMO-ga üliõriku kiiruse saavutamiseks ja ülimadala latentsuse saavutamiseks.
Teraherzi sagedusribad : MIMO mängib kriitilist rolli 6G Terahertzi kommunikatsioonis, toetades rakendusi nagu virtuaalne reaalsus ja holograafiline suhtlus.
Järeldus
Kodust Wi-Fi-le 5G tugijaamadeni on MIMO Technology muutnud traadita suhtluse mitmeastmelise koostöö kaudu. See mitte ainult ei suurenda kiirust ja stabiilsust, vaid loob ka aluse omavahel ühendatud seadmete ajastule, millel on derivaattehnoloogiad nagu Mu-Mimo ja massiivne MIMO. Intelligentsete algoritmide ja uute materjalide edenedes jätkab MIMO traadita võrkudes innovatsioonilaine.
Guangming District, Shenzhen kui teadus- ja arendus- ja turuteenuste baas ning varustatud enam kui 10 000 m² automatiseeritud tootmise töötubade ja logistikaladude keskustega.
