- Cosa hè MIMO?
In questa era di interconnessione, i telefunini mobili, cum'è a finestra per noi di cumunicà cù u mondu esternu, pare chì sò diventati una parte di i nostri corpi.
Ma u telefuninu ùn pò micca navigà in Internet per sè stessu, a rete di cumunicazione di u telefuninu hè diventata a listessa impurtante cum'è l'acqua è l'electricità per l'omu.Quandu navigate in Internet, ùn sentite micca l'impurtanza di questi eroi dietro i sceni.Una volta partiti, vi sentite chì ùn pudete più campà.
Ci era un tempu, l'internet di i telefuni mobili hè stata caricata da u trafficu, l'ingudu di a persona media hè uni pochi di centu muniti, ma 1MHz hà bisognu di gastru una munita.Allora, quandu vi vede Wi-Fi, vi sentite sicuru.
Videmu com'è un router wireless.
8 antenne, s'assumiglia spider.
U signale pò passà per dui o più muri?O a velocità di Internet duppià?
Questi effetti ponu esse ottenuti da un router, è hè ottenutu cù parechje antenne, a famosa tecnulugia MIMO.
MIMO, chì hè Multi-input Multi output.
Hè difficiuli di imaginà chì, nò?Cosa hè Multi-input Multi-output, cumu l'antenne ponu ottene tutti l'effetti?Quandu navigate in Internet via un cable di rete, a cunnessione trà l'urdinatore è l'internet hè un cable fisicu, ovviamente.Avà imaginemu quandu usemu antenne per mandà segnali attraversu l'aria cù onde elettromagnetiche.L'aria agisce cum'è un filu ma hè virtuale, un canale per trasmette signali chjamatu canale wireless.
Allora, cumu pudete fà l'internet più veloce?
Iè, avete ragione !Pò esse risolta da uni pochi di più antenne, uni pochi di più fili virtuali inseme per mandà è riceve dati.MIMO hè pensatu per u canali wireless.
U listessu cum'è i routers wireless, a stazione di basa 4G è u vostru telefuninu facenu a stessa cosa.
Grazie à a Tecnulugia MIMO, chì hè strettamente integrata cù 4G, pudemu sperimentà a velocità più veloce di l'internet.Simultaneamente, u costu di l'operatori di u telefuninu mobile hà riduciutu significativamente;pudemu spende menu per sperimentà una velocità di Internet più veloce è illimitata.Avà pudemu finalmente liberà di a nostra dipendenza da u Wi-Fi è navigà in Internet tuttu u tempu.
Avà, lasciami presentà ciò chì hè MIMO?
2.Classificazione MIMO
Prima di tuttu, u MIMO chì avemu citatu prima si riferisce à l'aumentu significativu di a velocità di a rete in u scaricamentu.Hè perchè, per avà, avemu una dumanda assai più forte di scaricamentu.Pensate à questu, pudete scaricà decine di video GHz, ma caricate soprattuttu solu uni pochi MHz.
Siccomu MIMO hè chjamatu input multiple è multiple outputs, i percorsi di trasmissione multipli sò creati da parechje antenne.Di sicuru, micca solu a stazione di basa sustene a trasmissione di antenne multiple, ma u telefuninu hà ancu bisognu di scuntrà cù una ricezione di antenne multiple.
Cuntrollamu u seguente disegnu simplice: (In fattu, l'antenna di a stazione di basa hè enormosa, è l'antenna di u telefuninu hè chjuca è oculata. Ma ancu cù diverse capacità, sò in i stessi pusizioni di cumunicazione).
Sicondu u numeru di antenne di stazioni base è telefunini, pò esse divisu in quattru tipi: SISO, SIMO, MISO è MIMO.
SISO: Single Input è Single Output
SIMO: Input Single è Multiple Output
MISO: Input Multiple è Single Output
MIMO: Multiple Output è Multiple Output
Cuminciamu cù u SISO:
A forma più simplice pò esse definita in termini MIMO cum'è SISO - Single Input Single Output.Stu trasmettitore opera cù una sola antenna cum'è u ricevitore.Ùn ci hè micca diversità, è ùn hè micca bisognu di trasfurmazioni supplementari.
Ci hè una antenna per a stazione di basa è una per u telefuninu;ùn interferiscenu micca cù l'altri - a via di trasmissione trà elli hè l'unica cunnessione.
Ùn ci hè dubbitu chì un tali sistema hè assai fragile, hè una strada chjuca.Qualchese situazione inespettata ponu direttamente una minaccia per e cumunicazioni.
SIMO hè megliu perchè a ricezione di u telefunu hè rinfurzata.
Comu pudete vede, u telefuninu ùn pò micca cambià l'ambienti wireless, cusì si cambia - u telefuninu aghjusta una antenna per ellu stessu.
In questu modu, u messagiu mandatu da a stazione di basa pò ghjunghje à u telefuninu in dui maneri!Hè solu chì tutti dui venenu da a listessa antenna à a stazione di basa è ponu solu mandà i stessi dati.
In u risultatu, ùn importa micca s'ellu perdi qualchi dati nantu à ogni rotta.Sempre chì u telefunu pò riceve una copia da ogni percorsu, ancu s'è a capacità massima resta a stessa in ogni strada, a probabilità di riceve dati cù successu duppiu.Questu hè ancu chjamatu riceve diversità.
Cosa hè MISO?
In altre parolle, u telefuninu hà sempre una antenna, è u numeru di antenne in a stazione di basa hè aumentatu à dui.In questu casu, i stessi dati sò trasmessi da e duie antenne di trasmettitore.È l'antenna di u ricevitore hè allora capaci di riceve u segnu ottimali è e dati esatti.
U vantaghju di usà MISO hè chì l'antenni multipli è e dati sò spustati da u receptore à u trasmettitore.A stazione di basa pò ancu mandà i stessi dati in dui maneri;ùn importa s'è vo perde qualchi dati;a cumunicazione pò prucede normalmente.
Ancu s'è a capacità massima ferma a stessa, a rata di successu di cumunicazione hà duppiatu.Stu metudu hè ancu chjamatu trasmette a diversità.
Infine, parlemu di MIMO.
Ci hè più di una antenna à ogni estremità di u ligame radio, è questu hè chjamatu MIMO -Multiple Input Multiple Output.MIMO pò esse aduprata per furnisce megliurenze in a robustezza di u canali è in u throughput di u canali.A stazione di basa è u latu mobile ponu aduprà duie antenne per mandà è riceve indipindentamente, è significa chì a velocità hè doppia?
In questu modu, ci sò quattru rotte di trasmissione trà a stazione di basa è u telefuninu, chì pare esse assai più cumplicatu.Ma per esse sicuru, perchè a stazione di basa è u telefuninu mobile anu duie antenne 2, pò mandà è riceve dui dati simultaneamente.Allora quantu aumenta a capacità massima MIMO paragunà à una strada?Da l'analisi precedente di SIMO è MISO, pare chì a capacità massima dipende da u nùmeru di antenne in i dui lati.
I sistemi MIMO sò generalmente cum'è A * B MIMO;A significa u numeru di antenne di a stazione di basa, B significa u numeru di antenne di telefuninu.Pensate à 4 * 4 MIMO è 4 * 2 MIMO.Chì pensate chì a capacità hè più grande?
4 * 4 MIMO pò mandà è riceve 4 canali simultaneamente, è a so capacità massima pò ghjunghje à 4 volte quella di u sistema SISO.4 * 2 MIMO pò ghjunghje solu 2 volte u sistema SISO.
Questu utilizendu parechje antenne è diverse camini di trasmissione in u spaziu di multiplexing per mandà parechje copie di dati diffirenti in parallelu per aumentà a capacità hè chjamatu multiplex di divisione spaziale.
Allora, pò a capacità massima di trasmissione in u sistema MIMO?Andemu à a prova.
Pigliamu sempre a stazione di basa è u telefuninu mobile cù antenne 2 per esempiu.Chì saria a via di trasmissione trà elli?
Comu pudete vede, i quattru percorsi passanu per u listessu fading è interferenza, è quandu i dati ghjunghjenu à u telefuninu, ùn ponu più distingue.Ùn hè micca u listessu per una strada?À questu tempu, u sistema 2 * 2 MIMO ùn hè micca listessu chì u sistema SISO?
In u listessu modu, u sistema MIMO 2 * 2 pò degenerate in SIMO, MISO, è altri sistemi, chì significa chì u multiplex di divisione spaziale hè ridutta à a diversità di trasmissione o a diversità di riceve, l'aspettativa di a stazione di basa hè ancu degenerata da a persecuzione di l'alta velocità. assicurendu a rata di successu di riceve.
E cumu sò studiati i sistemi MIMO cù simboli matematichi?
3.U sicretu di u canali MIMO
L'ingegneri amanu aduprà simboli matematichi.
L'ingegneri anu marcatu i dati da e duie antenne nantu à a stazione base cum'è X1 è X2, i dati da l'antenne di u telefuninu mobile cum'è Y1 è Y2, i quattru camini di trasmissione sò stati marcati cum'è H11, H12, H21, H22.
Hè facilitu per calculà Y1 è Y2 in questu modu.Ma qualchì volta, a capacità di 2 * 2 MIMO pò ghjunghje à u doppiu di SISO, qualchì volta ùn pò micca, qualchì volta ancu diventà u listessu cum'è SISO.Cumu spiegà ?
Stu prublema pò esse spiegatu da a correlazione di u canali chì avemu appena citatu - più alta hè a correlazione, u più difficiule hè di distinguish ogni percorsu di trasmissione in u latu mobile.Se u canali hè u listessu, e duie equazioni diventanu una, cusì ci hè solu una manera di trasmette.
Ovviamente, u sicretu di u canali MIMO si trova in u ghjudiziu di l'indipendenza di a strada di trasmissione.Questu hè, u sicretu si trova in H11, H12, H21 è H22.L'ingegneri simplificà l'equazioni cusì:
Ingegneri pruvatu à simplificà u H1, H12, H21, è H22, attraversu qualchi cambiamenti cumplessu, l'equazzioni è eventualmente cunvertisce à a formula.
Dui inputs X'1 è X'2, multiplicate λ1 è λ2, pudete ottene Y'1 è Y'2.Que signifient les valeurs de λ1 et λ2 ?
Ci hè una nova matrice.Una matrice cù dati nantu à una sola diagonale hè chjamata matrice diagonale.U numaru di dati non-zero nantu à a diagonale hè chjamatu u rangu di a matrice.In 2*2 MIMO, si riferisce à i valori Non-zero di λ1 è λ2.
Se u rangu hè 1, significa chì u sistema MIMO 2 * 2 hè assai correlatu in u spaziu di trasmissione, chì significa chì MIMO degenera à SISO o SIMO è pò solu riceve è trasmette tutte e dati in u stessu tempu.
Se u rangu hè 2, allora u sistema hà dui canali spaziali relativamente indipendenti.Si pò mandà è riceve dati à u listessu tempu.
Allora, se u rangu hè 2, a capacità di sti dui canali di trasmissione hè u doppiu di quellu di unu?A risposta si trova in u rapportu di λ1 è λ2, chì hè ancu chjamatu u numeru condicionale.
Se u numeru condicionale hè 1, significa chì λ1 è λ2 sò listessi ;anu una alta indipendenza.A capacità di u sistema 2 * 2 MIMO pò ghjunghje à u massimu.
Se u numeru condizionale hè più altu di 1, significa chì λ1 è λ2 sò diffirenti.Tuttavia, ci sò dui canali spaziali, è a qualità hè sfarente, allura u sistema metterà i risorsi principali nantu à u canali cù una qualità megliu.In questu modu, a capacità di u sistema 2 * 2 MIMO hè 1 o 2 volte di u sistema SISO.
In ogni casu, l'infurmazione hè generata durante a trasmissione spaziale dopu chì a stazione di basa manda i dati.Cumu a stazione di basa sapi quandu mandà un canale o dui canali?
Ùn vi scurdate, è ùn ci sò micca sicreti trà elli.U telefuninu hà da mandà u so statu di u canale misuratu, u rangu di a matrice di trasmissione, è suggerimenti per precodificà à a stazione di basa per riferimentu.
À questu puntu, pensu chì pudemu vede chì MIMO hè una tale cosa.
Tempu di post: Apr-20-2021