MIMO Wi-Fi жылдамдығын қалай арттырады?

Сымсыз байланыс саласында жылдамдық пен тұрақтылық әрқашан пайдаланушыларға өзекті сұраныс болды. Деректерді беру үшін бір антеннаға делінген ерте Wi-Fi құрылғылары, оларды қоршаған ортаға кедергі және сигнал беруге, жылдамдықты және қамтуға мүмкіндік береді. Алайда, MIMO-ның пайда болуымен (бірнеше кіріс бірнеше шығарылған) технологиямен сымсыз желінің жұмысы сапалы секіріске қол жеткізді. Бұл мақала MIMO технологиясының жұмыс принциптеріне беріліп, Wi-Fi жылдамдығын қалай жақсартады?

MIMO технологиясының принциптері

а) Мимо дегеніміз не?

MIMO (бірнеше рет шығарудан жасалған бірнеше шығару) бірнеше антенналар арқылы деректерді бір уақытта беру және қабылдауға жатады. Бір антенна жүйелерімен салыстырғанда MIMO екі негізгі технологияны қолданады: кеңістіктік әртүрлілік және кеңістіктік мультиплекстеу , деректерді беру тиімділігін едәуір жақсартатын.

• Кеңістіктік әртүрлілік : Бір сигналдың бірнеше көшірмесін бірнеше антенналар арқылы алу арқылы, MIMO кедергілерге төзімділікті жақсарту және қателіктер мөлшерлемесін азайту үшін сигнал жолдарындағы айырмашылықтарды пайдаланады.

• Кеңістіктік мультиплексинг : деректер бірнеше тәуелсіз ағындарға бөлінеді және әр түрлі антенналармен қатар, көбейту арқылы көбейту. Мысалы, 2 × 2 MIMO конфигурациясы (екі таратылған + екі Antenna) Деректер жылдамдығын екі есе көбейте алады.

(b) негізгі технологиялар

• BeamForming : Антеннаның сигналдық фазаларын динамикалық түрде реттейді, көзді мақсатты құрылғыларға, сигнал күшін және қамтуды жақсарту үшін.

• Арна байланысы : 20 МГц арнасын 40 МГц арнасын 40 МГц арнасына біріктіреді (мысалы, 802.11n), жоғары жылдамдық үшін кеңейтілген мәліметтер тас жолын жасайды.

MIMO-дан жылдамдықты жақсарту

(a) теориялық ставкалар

802.11н стандартында MIMO 150 Мбит / с-тан (жалғыз антенна) 700 Мбит / с-қа дейін (бір антенна) өседі (4 × 4 MIMO конфигурациясы).
802.11ac (Wi-Fi 5) стандарты  Mu-Mimo  (Multi-Moimo) енгізді, бірнеше құрылғыға бір уақытта деректерді беру, теориялық тарифтер 6,93 Гбит / с дейін.

(b) Дүниежүзілік сценарийлердегі артықшылықтар

• Үй желілері : күрделі орналасуларда, MIMO 4K ағынды және онлайн ойын сияқты жоғары өткізу қабілеттілігіндегі қосымшалардың үздіксіз жұмысын қамтамасыз етуді қамтамасыз етеді. Мысалы, Asus RT-AX8UU маршрутизаторы 4 × 4 мимо көмегімен 2,4 гбит / с жылдамдыққа жетеді.

• Кәсіпорын орталары : жоғары тығыздықты кеңсе параметрлерінде MIMO желінің кептелуіне жол бермеу үшін ондаған құрылғыларға қызмет ете алады. Cisco катализаторы 9100 сериялы AP-MIMO Mu-Mimo-ға үш есе бір мезгілде пайдалану қабілетіне дейін.

Мимо туынды технологиялары

(a) mu-mimo

Дәстүрлі MIMO бірнеше ағынды таратуды бір құрылғыға қолдайды, ал Mu-Mimo маршрутизаторларға бірнеше құрылғылармен бірнеше құрылғылармен байланысуға мүмкіндік береді. Мысалы, үй маршрутизаторы деректерді смартфонға, теледидарға және ноутбукке дербес жібере алады, кезекті кідірістерді азайтады.

(b) массивті мимо

• Принцип : жоғары бағытты арқалықтарды қалыптастыру, спектрдің тиімділігі мен желінің сыйымдылығын арттыру үшін ондаған немесе тіпті жүздеген антенналарды орналастырады.

• Қолдану : Wi-Fi 6 (802.111AX), массивті MIMO стадиондар мен әуежайлар сияқты тығыздық сценарийлеріндегі мыңдаған құрылғыларға қосылысты қолдайды.

Мимо үшін қиындықтар және оңтайландыру стратегиясы

(a) қоршаған орта кедергілері және антеннаның орналасуы

• Қиындық : Бірнеше антенналар сигнал шағылысу кедергілерін енгізе алады (мысалы, металл жиһаздардан).

• Шешім : Сигналдық жолдарды динамикалық оңтайландыру үшін антенна алгоритмдерін (мысалы, бейімделгіш бұрмалау) қолданыңыз.

(b) Құрылғының үйлесімділігі

• Challenge : Ескі құрылғылар MIMO жетілдірілген конфигурацияларды қолдамауы мүмкін (мысалы, 1 × 1 мимомен шектелген).

• Оңтайландыру : Аралас-құрылғы желілеріндегі тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін кері үйлесімділігі бар маршрутизаторларды таңдаңыз.

Болашақ көзқарас

6G және METAVERE-тің жоғарылауымен MIMO технологиясы дамиды:

• Қайта конфигурацияланатын зияткерлік беттер (RIS) : бағдарламаланатын материалдар ультра жоғары жылдамдықпен және ультра төмен кідірістерге қол жеткізу үшін MIMO-мен біріктіретін электромагниттік толқындарды динамикалық түрде басқарады.

• Terahertz жиілік диапазондары : MIMO 6G-дің Terahertz коммуникацияларында, виртуалды шындық және голографиялық байланыс сияқты қосымшаларды қолдайтын маңызды рөл атқарады.

Қорытынды

Үйдегі Wi-Fi-дің негізгі станцияларынан MIMO технологиясы көп антенна арқылы ынтымақтастық арқылы сымсыз байланысқа ие. Бұл жылдамдық пен тұрақтылықты арттырып қана қоймай, сонымен қатар Mu-Mimo және MIMO сияқты туынды технологиялары бар аралас құрылғылар дәуірінің негізі бар. Интеллектуалды алгоритмдер мен жаңа материалдармен алға жылжу ретінде Мимо сымсыз желілердегі инновация толқынын жалғастырады.