Trong lĩnh vực giao tiếp không dây, tốc độ và sự ổn định luôn là nhu cầu cốt lõi cho người dùng. Các thiết bị Wi-Fi sớm dựa vào một ăng-ten duy nhất để truyền dữ liệu, khiến chúng dễ bị nhiễu môi trường và suy giảm tín hiệu, điều này hạn chế tốc độ và độ bao phủ. Tuy nhiên, với sự ra đời của công nghệ MIMO (đa đầu ra nhiều đầu vào), hiệu suất mạng không dây đã đạt được một bước nhảy định tính. Bài viết này đi sâu vào các nguyên tắc làm việc của công nghệ MIMO và khám phá cách nó cải thiện đáng kể tốc độ Wi-Fi.
Nguyên tắc của công nghệ MIMO
(a) Mimo là gì?
MIMO (đa đầu ra nhiều đầu vào) đề cập đến việc truyền và nhận dữ liệu đồng thời thông qua nhiều ăng-ten. So với các hệ thống entenna đơn truyền thống, MIMO sử dụng hai công nghệ chính: đa dạng không gian và ghép kênh không gian , tăng cường đáng kể hiệu quả truyền dữ liệu.
Sự đa dạng không gian : Bằng cách nhận nhiều bản sao của cùng một tín hiệu thông qua nhiều ăng -ten, MIMO khai thác sự khác biệt trong đường dẫn tín hiệu để cải thiện khả năng chống nhiễu và giảm tỷ lệ lỗi bit.
Ghép kênh không gian : Dữ liệu được chia thành nhiều luồng độc lập và được truyền song song thông qua các ăng -ten khác nhau, nhân thông lượng nhân. Ví dụ, cấu hình MIMO 2 × 2 (hai truyền + hai ăng -ten nhận) có thể tăng gấp đôi tốc độ dữ liệu.
(b) Công nghệ chính
Đ chùm : Động điều chỉnh động các pha tín hiệu ăng -ten để tập trung năng lượng vào các thiết bị đích, tăng cường cường độ tín hiệu và độ bao phủ.
Liên kết kênh : Kết hợp hai kênh 20 MHz vào kênh 40 MHz (ví dụ: trong 802.11n), tạo ra một đường cao tốc 'Data Data ' rộng hơn cho tốc độ cao hơn.
Cải thiện tốc độ thực tế từ MIMO
(a) LEAP tỷ lệ lý thuyết
Theo tiêu chuẩn 802.11n, MIMO đã tăng tốc độ lý thuyết từ 150 Mbps (ăng -ten đơn) lên 600 Mbps (cấu hình 4 × 4 MIMO). Tiêu chuẩn 802.11ac (Wi-Fi 5) đã giới thiệu MU-MIMO (MIMO nhiều người dùng), cho phép truyền dữ liệu đồng thời đến nhiều thiết bị, với tỷ lệ lý thuyết đạt tới 6,93 Gbps.
(b) Ưu điểm hiệu suất trong các kịch bản thực tế
Mạng gia đình : Trong các bố cục phức tạp, MIMO giảm 'vùng chết, ' Đảm bảo hoạt động trơn tru của các ứng dụng băng thông cao như phát trực tuyến 4K và chơi game trực tuyến. Ví dụ, bộ định tuyến ASUS RT-AX88U đạt được tốc độ thử nghiệm 2,4 Gbps bằng cách sử dụng 4 × 4 MIMO.
Môi trường doanh nghiệp : Trong cài đặt văn phòng mật độ cao, MIMO có thể phục vụ hàng chục thiết bị đồng thời, tránh tắc nghẽn mạng. APS của Cisco Catalyst 9100 tận dụng MU-MIMO để tăng gấp ba công suất người dùng đồng thời.
Công nghệ phái sinh của MIMO
(a) Mu-mimo
MIMO truyền thống hỗ trợ truyền đa luồng vào một thiết bị duy nhất, trong khi MU-MIMO cho phép các bộ định tuyến giao tiếp với nhiều thiết bị cùng một lúc. Chẳng hạn, bộ định tuyến gia đình có thể gửi luồng dữ liệu đến điện thoại thông minh, TV và máy tính xách tay một cách độc lập, giảm sự chậm trễ hàng đợi.
(b) Mimo lớn
Nguyên tắc : Triển khai hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm ăng -ten để tạo thành các dầm định hướng cao, cải thiện hiệu quả phổ và dung lượng mạng.
Ứng dụng : Kết hợp với Wi-Fi 6 (802.11ax), MIMO lớn hỗ trợ kết nối cho hàng ngàn thiết bị trong các kịch bản mật độ cao như sân vận động và sân bay.
Những thách thức và chiến lược tối ưu hóa cho MIMO
(a) Bố cục can thiệp môi trường và ăng -ten
Thử thách : Nhiều ăng -ten có thể giới thiệu nhiễu phản xạ tín hiệu (ví dụ: từ đồ nội thất kim loại trong nhà).
Giải pháp : Sử dụng các thuật toán ăng -ten thông minh (ví dụ: hình dạng thích ứng) để tối ưu hóa các đường dẫn tín hiệu.
(b) Khả năng tương thích thiết bị
Thử thách : Các thiết bị cũ hơn có thể không hỗ trợ các cấu hình MIMO nâng cao (ví dụ: giới hạn ở 1 × 1 MIMO).
Tối ưu hóa : Chọn bộ định tuyến với khả năng tương thích ngược để đảm bảo tính ổn định trong các mạng thiết bị hỗn hợp.
Triển vọng trong tương lai
Với sự gia tăng của 6G và Metaverse, MIMO Technology sẽ tiếp tục phát triển:
Các bề mặt thông minh có thể cấu hình lại (RIS) : Vật liệu có thể lập trình kiểm soát động lực điện từ, tích hợp với MIMO để đạt được tốc độ cực cao và độ trễ cực thấp.
Các băng tần Terahertz : MIMO sẽ đóng một vai trò quan trọng trong truyền thông Terahertz của 6G, hỗ trợ các ứng dụng như thực tế ảo và giao tiếp ba chiều.
Phần kết luận
Từ các trạm Wi-Fi đến 5G, MIMO Technology đã cách mạng hóa giao tiếp không dây thông qua sự hợp tác đa antenna. Nó không chỉ tăng tốc độ và sự ổn định mà còn đặt nền tảng cho thời đại của các thiết bị liên kết với các công nghệ phái sinh như MU-MIMO và MIMO lớn. Khi các thuật toán thông minh và vật liệu mới tiến lên, Mimo sẽ tiếp tục dẫn đầu làn sóng đổi mới trong các mạng không dây.
Quận Quảng Đông, Thâm Quyến, với tư cách là một cơ sở nghiên cứu và phát triển và dịch vụ thị trường, và được trang bị các hội thảo sản xuất tự động hơn 10.000m² và các trung tâm lưu trữ hậu cần.
: Email khiếu nại Khiếu nại@lb-link.com Trụ sở chính của Thâm Quyến: 10-11/F, Xây dựng A1, Công viên Ý tưởng Huaqiang, Guanguang Rd, Quận New Guangming, Thâm Quyến, Quảng Đông, Trung Quốc. Nhà máy Thâm Quyến: 5F, Tòa nhà C, No.32 Dafu Rd, Quận Longhua, Thâm Quyến, Quảng Đông, Trung Quốc. Nhà máy Jiangxi: Khu công nghiệp LB -Link, Qinghua Rd, Ganzhou, Jiangxi, Trung Quốc.
