MIMO آپ کی Wi-Fi کی رفتار کو کس طرح بڑھاتا ہے؟

وائرلیس مواصلات کے میدان میں ، رفتار اور استحکام ہمیشہ صارفین کے لئے بنیادی مطالبات رہے ہیں۔ ابتدائی وائی فائی ڈیوائسز نے ڈیٹا ٹرانسمیشن کے لئے ایک ہی اینٹینا پر انحصار کیا ، جس کی وجہ سے وہ ماحولیاتی مداخلت اور سگنل کی توجہ کا شکار ہوجاتے ہیں ، جس کی رفتار اور کوریج محدود ہے۔ تاہم ، MIMO (ایک سے زیادہ ان پٹ ایک سے زیادہ آؤٹ پٹ) ٹکنالوجی کی آمد کے ساتھ ، وائرلیس نیٹ ورک کی کارکردگی نے ایک معیار کی چھلانگ حاصل کی ہے۔ اس مضمون میں MIMO ٹکنالوجی کے ورکنگ اصولوں کو تلاش کیا گیا ہے اور اس کی کھوج کی گئی ہے کہ اس سے Wi-Fi کی رفتار میں کس طرح نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔

MIMO ٹکنالوجی کے اصول

(a) MIMO کیا ہے؟

ایم آئی ایم او (ایک سے زیادہ ان پٹ ایک سے زیادہ آؤٹ پٹ) سے مراد ایک ساتھ متعدد اینٹینا کے ذریعہ ڈیٹا کی بیک وقت ٹرانسمیشن اور استقبال ہے۔ روایتی سنگل اینٹینا سسٹم کے مقابلے میں ، MIMO دو اہم ٹکنالوجیوں کا استعمال کرتا ہے: مقامی تنوع اور مقامی ملٹی پلیکسنگ ، جس سے ڈیٹا ٹرانسمیشن کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔

• مقامی تنوع : ایک سے زیادہ اینٹینا کے ذریعہ ایک ہی سگنل کی متعدد کاپیاں موصول کرکے ، MIMO مداخلت کی مزاحمت کو بہتر بنانے اور بٹ غلطی کی شرح کو کم کرنے کے لئے سگنل کے راستوں میں اختلافات کا استحصال کرتا ہے۔

• مقامی ملٹی پلیکسنگ : ڈیٹا کو متعدد آزاد اسٹریمز میں تقسیم کیا جاتا ہے اور مختلف اینٹینا کے ذریعے متوازی طور پر منتقل کیا جاتا ہے ، جس میں ان پٹ کو ضرب دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، 2 × 2 MIMO کنفیگریشن (دو ٹرانسمیٹنگ + دو وصول کرنے والے اینٹینا) ڈیٹا کی شرح کو دوگنا کرسکتے ہیں۔

(b) کلیدی ٹیکنالوجیز

• بیم فارمنگ : متحرک طور پر اینٹینا سگنل کے مراحل کو ایڈجسٹ کرتا ہے تاکہ ہدف کے آلات کی طرف توانائی کی توجہ مرکوز کی جاسکے ، سگنل کی طاقت اور کوریج کو بڑھایا جاسکے۔

• چینل بانڈنگ : دو 20 میگا ہرٹز چینلز کو 40 میگا ہرٹز چینل (جیسے ، 802.11n میں) میں جوڑتا ہے ، جس سے تیز رفتار کے لئے وسیع تر 'ڈیٹا ہائی وے ' پیدا ہوتا ہے۔

ایم آئی ایم او سے عملی رفتار میں بہتری

(a) نظریاتی شرح چھلانگ

802.11N معیار کے تحت ، MIMO نے نظریاتی رفتار کو 150 MBPS (سنگل اینٹینا) سے بڑھا کر 600 MBPS (4 × 4 MIMO کنفیگریشن) کردیا۔
802.11ac (Wi-Fi 5) معیاری نے  Mu-Mimo  (ملٹی صارف Mimo) متعارف کرایا ، جس سے متعدد آلات میں بیک وقت ڈیٹا ٹرانسمیشن کو قابل بنایا گیا ، نظریاتی شرحیں 6.93 GBPs تک پہنچ گئیں۔

(b) حقیقی دنیا کے منظرناموں میں کارکردگی کے فوائد

• ہوم نیٹ ورکس : پیچیدہ ترتیب میں ، MIMO 'مردہ زون ، ' کو کم کرتا ہے ، '4K اسٹریمنگ اور آن لائن گیمنگ جیسے اعلی بینڈوتھ ایپلی کیشنز کے ہموار آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ASUS RT-AX88U روٹر 4 × 4 MIMO کا استعمال کرتے ہوئے 2.4 GBPS کی آزمائشی رفتار حاصل کرتا ہے۔

• انٹرپرائز ماحول : اعلی کثافت کے دفتر کی ترتیبات میں ، MIMO نیٹ ورک کی بھیڑ سے گریز کرتے ہوئے ، بیک وقت درجنوں آلات کی خدمت کرسکتا ہے۔ سسکو کی کاتالسٹ 9100 سیریز اے پی ایس کا فائدہ اٹھانے کے لئے میو مِمو کو ٹرپل ہم آہنگ صارف کی صلاحیت سے فائدہ اٹھانا۔

MIMO کی مشتق ٹیکنالوجیز

(a) mu-mimo

روایتی MIMO کسی ایک آلہ میں ملٹی اسٹریم ٹرانسمیشن کی حمایت کرتا ہے ، جبکہ MU-MIMO روٹرز کو بیک وقت متعدد آلات کے ساتھ بات چیت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک ہوم روٹر ڈیٹا اسٹریمز کو اسمارٹ فون ، ٹی وی اور لیپ ٹاپ کو آزادانہ طور پر بھیج سکتا ہے ، جس سے قطار میں تاخیر کو کم کیا جاسکتا ہے۔

(b) بڑے پیمانے پر میمو

• اصول : سپیکٹرم کی کارکردگی اور نیٹ ورک کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لئے انتہائی دشاتمک بیم بنانے کے لئے درجنوں یا اس سے بھی سیکڑوں اینٹینا بھی تعینات کرتا ہے۔

• درخواست : Wi-Fi 6 (802.11AX) کے ساتھ مل کر ، بڑے پیمانے پر MIMO اسٹیڈیم اور ہوائی اڈوں جیسے اعلی کثافت والے منظرناموں میں ہزاروں آلات کے لئے رابطے کی حمایت کرتا ہے۔

MIMO کے لئے چیلنجز اور اصلاح کی حکمت عملی

(a) ماحولیاتی مداخلت اور اینٹینا لے آؤٹ

• چیلنج : متعدد اینٹینا سگنل کی عکاسی مداخلت (جیسے ، گھر کے اندر دھات کے فرنیچر سے) متعارف کراسکتے ہیں۔

• حل : سگنل کے راستوں کو متحرک طور پر بہتر بنانے کے لئے ذہین اینٹینا الگورتھم (جیسے ، انکولی بیمفارمنگ) کا استعمال کریں۔

(b) ڈیوائس کی مطابقت

• چیلنج : پرانے ڈیوائسز اعلی درجے کی ایم آئی ایم او ترتیب کی حمایت نہیں کرسکتے ہیں (جیسے ، 1 × 1 ایم آئی ایم او تک محدود)۔

• اصلاح : مخلوط آلہ نیٹ ورکس میں استحکام کو یقینی بنانے کے لئے پسماندہ مطابقت کے ساتھ روٹرز کا انتخاب کریں۔

مستقبل کا نقطہ نظر

6 جی اور میٹاورس کے عروج کے ساتھ ، ایم آئی ایم او ٹکنالوجی تیار ہوتی رہے گی:

• قابل عمل ذہین سطحوں (RIS) : پروگرام کے قابل مواد متحرک طور پر برقی مقناطیسی لہروں کو کنٹرول کرتے ہیں ، جو انتہائی تیز رفتار اور انتہائی کم تاخیر کو حاصل کرنے کے لئے MIMO کے ساتھ مربوط ہوتے ہیں۔

• ٹیرہیرٹز فریکوینسی بینڈ : ایم آئی ایم او 6 جی کے ٹیرہارٹز مواصلات میں اہم کردار ادا کرے گا ، جس میں ورچوئل رئیلٹی اور ہولوگرافک مواصلات جیسے ایپلی کیشنز کی حمایت کی جائے گی۔

نتیجہ

ہوم وائی فائی سے لے کر 5 جی بیس اسٹیشنوں تک ، ایم آئی ایم او ٹکنالوجی نے ملٹی اینٹینا تعاون کے ذریعہ وائرلیس مواصلات میں انقلاب برپا کردیا ہے۔ اس سے نہ صرف رفتار اور استحکام میں اضافہ ہوتا ہے بلکہ MU-MIMO اور بڑے پیمانے پر MIMO جیسی مشتق ٹیکنالوجیز کے ساتھ باہم مربوط آلات کے دور کی بنیاد بھی ملتی ہے۔ ذہین الگورتھم اور نئے مواد کی پیش قدمی کے طور پر ، MIMO وائرلیس نیٹ ورکس میں جدت کی لہر کی قیادت کرتا رہے گا۔