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¿Qué es la compatibilidad con mimo en un enrutador? ¿Qué es Mimo en wifi?

Datos móviles LTE se refiere a la generación 4G . Con su ayuda, la velocidad y eficiencia de la transmisión de datos aumenta aproximadamente 10 veces, en comparación con 3G red. Sin embargo, sucede a menudo que la velocidad de recepción y transmisión, incluso en la nueva generación, deja mucho que desear. Esto depende directamente de la calidad de la señal procedente de la estación base. Para solucionar este problema, utilice antenas externas.

Por su diseño, LTE Las antenas pueden ser: convencionales y MIMO ( doble) . Con un sistema convencional se pueden alcanzar velocidades de hasta 50 Mbit/s. MIMO Sin embargo, puede duplicar esta velocidad. Esto se hace instalando dos antenas en un sistema (caja), ubicadas a poca distancia entre sí. Reciben y transmiten simultáneamente una señal a través de dos cables separados al receptor. Debido a esto, se produce tal aumento de velocidad.

MIMO (Múltiples entradas y múltiples salidas -entrada múltiple salida múltiple) es una tecnología utilizada en sistemas de comunicación inalámbrica (WIFI, WI-MAX, redes de comunicación celular), lo que permite mejorar significativamente la eficiencia espectral del sistema, la velocidad máxima de transferencia de datos y la capacidad de la red. La principal forma de lograr los beneficios anteriores es transmitir datos desde el origen al destino a través de múltiples conexiones de radio, de donde la tecnología recibe su nombre.

Características de la propagación de ondas de radio.

Las ondas emitidas por distintos sistemas de radio inalámbricos en el rango superior a 100 MHz se comportan en muchos aspectos como rayos de luz. Cuando las ondas de radio encuentran cualquier superficie durante la propagación, dependiendo del material y el tamaño del obstáculo, parte de la energía se absorbe, otra parte la atraviesa y el resto se refleja. Además, la energía de la señal reflejada y transmitida puede cambiar la dirección de su propagación adicional y la señal misma se divide en varias ondas. Cada una de las ondas que llegan al receptor forma el llamado camino de propagación de la señal. Además, debido al hecho de que diferentes ondas se reflejan en diferentes números de obstáculos y recorren diferentes distancias, diferentes caminos tienen diferentes tiempos. retrasos.

Distribución de la energía de la señal al interactuar con un obstáculo.

En condiciones urbanas densas, debido a una gran cantidad de obstáculos como edificios, árboles, automóviles, etc., muy a menudo surge una situación en la que entre abonados equipo (EM)y antenas de estaciones base (BTS) no hay visibilidad directa. En este caso, la única opción para que la señal llegue al receptor es a través de ondas reflejadas. Sin embargo, como se señaló anteriormente, una señal reflejada repetidamente ya no tiene la energía original y puede llegar tarde. Una dificultad particular también surge por el hecho de que los objetos no siempre permanecen estacionarios y la situación puede cambiar significativamente con el tiempo. Esto plantea el problema de los trayectos múltiples.distribución señal - uno de los problemas más importantes en los sistemas de comunicación inalámbrica.

Para combatir la propagación de señales por trayectos múltiples, se utiliza la diversidad de recepción: diversidad recepción .

Su esencia radica en el hecho de que para recibir una señal no se utiliza una, sino generalmente dos antenas ubicadas a cierta distancia entre sí. Así, el destinatario no tiene una, sino dos copias de la señal transmitida, que llegaron por diferentes vías. Esto hace posible recolectar más energía de la señal original, porque Las ondas recibidas por una antena pueden no ser recibidas por otra y viceversa. Esta disposición de interfaz de radio puede denominarse Entrada única y salida múltiple (SIMO). También se puede aplicar el enfoque inverso: cuando se utilizan varias antenas para transmitir y una para recibir, este esquema se denomina Salida única de entrada múltiple (MISO).

Como resultado, llegamos al esquema de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). En este caso se instalan varias antenas para transmisión y recepción. Sin embargo, a diferencia de los esquemas anteriores, este esquema de diversidad permite no sólo combatir la propagación de señales por trayectos múltiples, sino que también, debido al uso de varias antenas para transmisión y recepción, cada par de antenas transmisoras/receptoras puede asociarse con un camino separado para transmitir información. . Como resultado, en teoría, es posible aumentar la velocidad de transferencia de datos tantas veces como se utilicen antenas adicionales.

Cómo funciona MIMO

Como se señaló anteriormente, para organizar la tecnología MIMO es necesario instalar varias antenas en los lados transmisor y receptor. Normalmente, se instala un número igual de antenas en la entrada y salida del sistema, porque en este caso, se alcanza la velocidad máxima de transferencia de datos. Para mostrar el número de antenas en recepción y transmisión junto con el nombre de la tecnología. "MIMO"generalmente referido como "AxB"donde A es el número de antenas en la entrada del sistema y B está en la salida.

La tecnología MIMO requiere algunos cambios en la estructura del transmisor en comparación con los sistemas convencionales. En primer lugar, se necesita un divisor de flujo en el lado transmisor, que dividirá los datos destinados a la transmisión en varios subflujos de baja velocidad, cuyo número depende del número de antenas. Por ejemplo, para MIMO 2x2 y una velocidad de datos de entrada de 100 Mbit/s, el divisor creará 2 flujos de 50 Mbit/s cada uno. A continuación, cada uno de estos flujos debe transmitirse a través de su propia antena. En una de las posibles formas de organizar la tecnología MIMO, la señal se transmite desde cada antena con una polarización diferente, lo que permite identificarla al recibirla.

En el lado receptor, varias antenas reciben la señal del aire. Además, las antenas en el lado receptor también están instaladas con cierta diversidad espacial, asegurando así una recepción diversa. Las señales recibidas llegan a receptores cuyo número corresponde al número de antenas y vías de transmisión. Además, cada uno de los receptores recibe señales de todas las antenas del sistema. Cada uno de estos sumadores extrae del flujo total la energía de la señal únicamente del camino del que es responsable. Dependiendo del principio de funcionamiento del sistema, la señal transmitida puede repetirse después de un cierto tiempo o transmitirse con un ligero retraso a través de otras antenas.

El principio de organización de las comunicaciones por radio discutido anteriormente se refiere al llamado MIMO de usuario único (SU-MIMO), donde solo hay un transmisor y un receptor de información. En este caso, tanto el emisor como el receptor sólo pueden coordinar claramente sus acciones. Este esquema es adecuado, por ejemplo, para organizar la comunicación en una oficina doméstica entre dos dispositivos. A su vez, la mayoría de los sistemas, como WI-FI, WIMAX y sistemas de comunicación celular, son multiusuario, es decir. Tienen un solo centro y varios objetos remotos, con cada uno de los cuales es necesario organizar una comunicación por radio. En este caso se solucionan dos problemas: por un lado, la estación base transmite una señal a muchos suscriptores a través del mismo sistema de antena (MIMO Broadcast), y al mismo tiempo recibe una señal a través de las mismas antenas de varios suscriptores (MIMO Broadcast). MAC - Múltiples canales de acceso).

Principio de organización de la tecnología MIMO

Aplicación de MIMO

En la última década, la tecnología MIMO ha sido una de las formas más relevantes de aumentar el rendimiento y la capacidad de los sistemas de comunicación inalámbrica. Veamos algunos ejemplos del uso de MIMO en varios sistemas de comunicación.

El estándar WiFi 802.11n es uno de los ejemplos más llamativos del uso de la tecnología MIMO. Según él, permite mantener velocidades de hasta 300 Mbit/s. Además, el estándar anterior 802.11g sólo permitía 50 Mbit/s. Además de aumentar las tasas de transferencia de datos, el nuevo estándar, gracias a MIMO, también permite una mejor calidad de servicio en áreas con baja intensidad de señal.

El estándar WiMAX también tiene dos versiones que introducen nuevas capacidades a los usuarios que utilizan la tecnología MIMO. El primero, 802.16e, proporciona servicios de acceso de banda ancha móvil. Le permite transmitir información a velocidades de hasta 40 Mbit/s en la dirección desde la estación base hasta el equipo del abonado. Sin embargo, MIMO en 802.16e se considera una opción y se utiliza en la configuración más simple: 2x2. En la próxima versión, 802.16m MIMO se considera una tecnología obligatoria, con posible configuración 4x4. En este caso, WiMAX ya se puede clasificar como un sistema de comunicación celular, es decir, su cuarta generación (debido a la alta velocidad de transferencia de datos). En el caso del uso móvil se pueden alcanzar teóricamente velocidades de 100 Mbit/s. En una versión fija, la velocidad puede alcanzar 1 Gbit/s.

De mayor interés es el uso de la tecnología MIMO en sistemas de comunicación celular. Esta tecnología se ha utilizado desde la tercera generación de sistemas de comunicación celular. Por ejemplo, en la norma UMTS en Rel. 6 se utiliza junto con la tecnología HSPA que admite velocidades de hasta 20 Mbit/s y en Rel. 7 - con HSPA+, donde la velocidad de transferencia de datos alcanza los 40 Mbit/s. Sin embargo, MIMO aún no ha encontrado un uso generalizado en los sistemas 3G.

sistemas 4G, concretamente LTE, también permiten el uso de MIMO en configuraciones de hasta 8x8. En teoría, esto permitiría transmitir datos desde la estación base al abonado a más de 300 Mbit/s. Otro punto positivo importante es la calidad de la conexión estable incluso en el borde de la celda.. En este caso, incluso a una distancia considerable de la estación base, o cuando se encuentre en una habitación remota, solo se observará una ligera disminución en la velocidad de transferencia de datos.

Por tanto, la tecnología MIMO encuentra aplicación en casi todos los sistemas de transmisión de datos inalámbricos. Además, su potencial no se ha agotado. Ya se están desarrollando nuevas opciones de configuración de antenas, hasta 64x64 MIMO. Esto nos permitirá lograr velocidades de datos, capacidad de red y eficiencia espectral aún mayores en el futuro.

Un enfoque para aumentar las velocidades de datos para 802.11 WiFi y 802.16 WiMAX es utilizar sistemas inalámbricos que utilicen múltiples antenas tanto para el transmisor como para el receptor. Este enfoque se llama MIMO (traducción literal: "múltiples entradas y múltiples salidas") o "sistemas de antenas inteligentes". La tecnología MIMO juega un papel importante en la implementación del estándar WiFi 802.11n.

La tecnología MIMO utiliza múltiples antenas de diferentes tipos sintonizadas en el mismo canal. Cada antena transmite una señal con diferentes características espaciales. Así, la tecnología MIMO utiliza el espectro de ondas de radio de manera más eficiente y sin comprometer la confiabilidad. Cada receptor de Wi-Fi "escucha" todas las señales de cada transmisor de Wi-Fi, lo que permite diversificar las rutas de transmisión de datos. De esta manera, se pueden recombinar múltiples rutas, lo que da como resultado la amplificación de las señales deseadas en las redes inalámbricas.

Otra ventaja de la tecnología MIMO es que proporciona multiplexación por división espacial (SDM). SDM multiplexa espacialmente múltiples flujos de datos independientes simultáneamente (principalmente canales virtuales) dentro de un ancho de banda espectral de un solo canal. Básicamente, varias antenas transmiten diferentes flujos de datos con codificación de señal individual (flujos espaciales). Estas corrientes, que se mueven en paralelo por el aire, "empujan" más datos a lo largo de un canal determinado. En el receptor, cada antena ve una combinación diferente de flujos de señales y el receptor "demultiplexa" estos flujos para utilizarlos. MIMO SDM puede aumentar significativamente el rendimiento de datos si aumenta la cantidad de flujos de datos espaciales. Cada flujo espacial requiere sus propios pares de antenas de transmisión/recepción (TX/RX) en cada extremo de transmisión. El funcionamiento del sistema se muestra en la Fig. 1.

También es necesario comprender que la tecnología MIMO requiere un circuito de RF independiente y un convertidor de analógico a digital (ADC) para cada antena. Las implementaciones que requieren más de dos antenas en una cadena deben diseñarse cuidadosamente para evitar costos crecientes y al mismo tiempo mantener un nivel adecuado de eficiencia.

Una herramienta importante para aumentar la velocidad física de transmisión de datos en redes inalámbricas es ampliar el ancho de banda de los canales espectrales. Al utilizar un ancho de banda de canal más amplio con multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), la transmisión de datos se lleva a cabo con el máximo rendimiento. OFDM es una modulación digital que ha demostrado su eficacia como herramienta para implementar la transmisión de datos inalámbrica bidireccional de alta velocidad en redes WiMAX / WiFi. El método de expansión de la capacidad del canal es rentable y bastante fácil de implementar con aumentos moderados en el procesamiento de señales digitales (DSP). Cuando se implementa correctamente, es posible duplicar el ancho de banda del estándar Wi-Fi 802.11 de un canal de 20 MHz a un canal de 40 MHz, y puede proporcionar más del doble del ancho de banda de los canales utilizados actualmente. Al combinar la arquitectura MIMO con un mayor ancho de banda de canal, el resultado es un enfoque muy potente y rentable para aumentar las velocidades de transmisión física.

La tecnología MIMO con canales de 20 MHz es costosa para cumplir con los requisitos WiFi IEEE 802.11n (rendimiento de 100 Mbps en MAC SAP). Además, para cumplir con estos requisitos cuando se utiliza un canal de 20 MHz, necesitará al menos tres antenas, tanto en el transmisor como en el receptor. Pero al mismo tiempo, el funcionamiento en un canal de 20 MHz garantiza un funcionamiento fiable con aplicaciones que requieren un alto rendimiento en un entorno de usuario real.

El uso combinado de MIMO y tecnologías de expansión de canales cumple con todos los requisitos del usuario y es un tándem bastante confiable. Esto también es cierto cuando se utilizan simultáneamente varias aplicaciones de red que consumen muchos recursos. La combinación de MIMO y la extensión de canal de 40 MHz le permitirá cumplir con requisitos más complejos, como la Ley de Moore y la implementación CMOS de tecnología DSP avanzada.

Al utilizar un canal extendido de 40 MHz en la banda de 2,4 GHz, inicialmente surgieron dificultades con la compatibilidad con equipos basados en los estándares WiFi 802.11a / b / g, así como con equipos que utilizan tecnología Bluetooth para la transmisión de datos.

Para solucionar este problema, el estándar Wi-Fi 802.11n ofrece varias soluciones. Uno de esos mecanismos diseñado específicamente para proteger las redes es el llamado modo redundante de bajo rendimiento (no HT). Antes de utilizar el protocolo de datos WiFi 802.11n, este mecanismo envía un paquete a cada mitad del canal de 40 MHz para anunciar el vector de distribución de red (NAV). Después del mensaje NAV en modo redundante no HT, el protocolo de transferencia de datos 802.11n se puede utilizar durante el tiempo indicado en el mensaje, sin violar el legado (integridad) de la red.

Otro mecanismo es un tipo de señalización que impide que las redes inalámbricas extiendan el canal más allá de los 40 MHz. Por ejemplo, una computadora portátil tiene instalados módulos 802.11n y Bluetooth; este mecanismo conoce la posibilidad de posibles interferencias cuando estos dos módulos funcionan simultáneamente y desactiva la transmisión a través del canal de 40 MHz de uno de los módulos.

Estos mecanismos garantizan que WiFi 802.11n funcione con redes 802.11 más antiguas sin la necesidad de migrar toda la red a equipos 802.11n.

Puedes ver un ejemplo del uso del sistema MIMO en la Fig. 2.

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En tus dedos sobre MIMO.

Imaginemos que la información son personas, y el módem y la estación base del operador son dos ciudades entre las cuales hay un camino, y la antena es una estación de tren. Transportaremos personas en un tren que, por ejemplo, no puede transportar más de cien personas. La capacidad entre dichas ciudades será limitada, porque... el tren sólo puede transportar cien personas a la vez.

Para que 200 personas puedan llegar a otra ciudad al mismo tiempo, se construye una segunda vía entre las ciudades y el segundo tren se pone en marcha simultáneamente con el primero, duplicando así el flujo de personas. La tecnología MIMO funciona exactamente de la misma manera; en esencia, simplemente duplicamos la cantidad de transmisiones. El número de transmisiones está determinado por el estándar MIMO, dos transmisiones - MIMO 2x2, cuatro transmisiones - MIMO 4x4, etc. Para transmitir datos a través de Internet, ya sea 4G LTE o WiFi, hoy en día se suele utilizar el estándar MIMO 2x2. Para recibir un doble flujo al mismo tiempo necesitarás dos antenas convencionales o, por analogía, dos estaciones o, para ahorrar, una antena MIMO, como si de una estación con dos plataformas se tratase. Es decir, una antena MIMO son dos antenas dentro de una.

Una antena MIMO de panel puede tener literalmente dos conjuntos de elementos radiantes( "parches") en un edificio ( por ejemplo, cuatro parches funcionan en polarización vertical, los otros cuatro en polarización horizontal, un total de ocho parches). Cada conjunto está conectado a su propio enchufe.

O puede tener un conjunto de parches pero con fuente de alimentación de dos puertos (ortogonal), por lo que los elementos de la antena se alimentan con un cambio de fase de 90 grados, y luego cada parche funcionará en polarización vertical y horizontal simultáneamente.

En este caso se conectará un juego de parches a dos tomas a la vez; se trata de las antenas MIMO que se venden en nuestra tienda online.

Más detalles

La transmisión móvil del flujo digital LTE está directamente relacionada con los nuevos desarrollos 4G. Al analizar una red 3G, puede encontrar que su velocidad de transferencia de datos es 11 veces menor que la de 4G. Sin embargo, la velocidad de recepción y transmisión de datos LTE suele ser de mala calidad. Esto se debe a una falta de potencia o nivel de señal que recibe el módem 4G LTE de la estación. Para mejorar significativamente la calidad de la difusión de información, se están introduciendo antenas 4G MIMO.

Las antenas modificadas, en comparación con los sistemas de distribución de datos convencionales, tienen un circuito transmisor diferente. Por ejemplo, se necesita un divisor de flujo digital para distribuir información en flujos de baja velocidad, cuyo número está relacionado con el número de antenas. Si la velocidad de la transmisión entrante es de aproximadamente 200 megabits por segundo, se crearán dos transmisiones, ambas de 100 megabits por segundo. Cada transmisión debe transmitirse a través de una antena independiente. La polarización de la onda de radio transmitida desde cada una de las dos antenas será diferente para poder descifrar los datos durante la recepción. Para mantener la velocidad de transmisión de datos, el dispositivo receptor también debe tener dos antenas receptoras con diferentes polarizaciones.

Ventajas de MIMO

MIMO es la distribución de varios flujos de información a la vez en un solo canal, seguido de su paso a través de un par o más de antenas antes de llegar a dispositivos receptores independientes para transmitir ondas de radio. Esto le permite mejorar significativamente el rendimiento de la señal sin tener que recurrir a la expansión del ancho de banda.

Al transmitir ondas de radio, la transmisión digital en el canal de radio se desvanece selectivamente. Esto se puede notar si está rodeado de edificios urbanos de gran altura, conduciendo a altas velocidades o alejándose de un área a la que se puede llegar mediante ondas de radio. Para solucionar este problema, se creó una antena MIMO que es capaz de transmitir información a través de varios canales con un ligero retraso. La información está precodificada y luego restaurada en el extremo receptor. Como resultado, no sólo aumenta la velocidad de distribución de datos, sino que también mejora significativamente la calidad de la señal.

Según sus características de diseño, las antenas LTE se dividen en ordinarias y aquellas que constan de dos dispositivos transceptores (MIMO). Un sistema de distribución de señal convencional permite alcanzar una velocidad no superior a 50 Megabits por segundo. MIMO brinda la posibilidad de aumentar la velocidad de transmisión de la señal más del doble. Esto se consigue instalando en la caja varias antenas a la vez, que se encuentran a una ligera distancia entre sí.

La recepción y distribución simultánea del flujo digital por antenas al destinatario se produce a través de dos cables independientes. Esto le permite aumentar significativamente los parámetros de velocidad. MIMO se ha utilizado con éxito en sistemas inalámbricos como WiFi, así como en redes celulares y WiMAX. El uso de esta tecnología, que suele tener dos entradas y dos salidas, permite mejorar las cualidades espectrales de WiFi, WiMAX, 4G/LTE y otros sistemas, aumentar la velocidad de transmisión de información y la capacidad de flujo de datos. Las ventajas enumeradas se pueden lograr transmitiendo datos desde una antena MIMO 4G al destinatario a través de múltiples conexiones inalámbricas. De aquí proviene el nombre de esta tecnología (Multiple Input Multiple Output - entrada múltiple y salida múltiple).

. ¿Dónde se utiliza MIMO?

MIMO rápidamente ganó popularidad al aumentar la capacidad y el rendimiento de los protocolos de transferencia de datos como WiFi. Podemos tomar el estándar WiFi 802.11n como el caso de uso más popular para MIMO. Gracias a la tecnología de comunicación MIMO, este protocolo WiFi alcanza velocidades superiores a los 300 Megabits por segundo.

Además de acelerar la transmisión del flujo de información, la red inalámbrica, gracias a MIMO, ha recibido características mejoradas en términos de calidad de transmisión de datos, incluso en lugares donde el nivel de la señal de recepción es bastante bajo. WiMAX, gracias a la nueva tecnología, tiene la capacidad de transmitir datos a velocidades de hasta 40 Megabits por segundo.

El estándar 4G (LTE) puede utilizar MIMO con una configuración de hasta 8x8. En teoría, esto permitirá transmitir un flujo digital desde la estación principal al destinatario a una velocidad de más de 300 megabits por segundo. Otro aspecto atractivo del uso del nuevo sistema es la conexión estable y de alta calidad, que se observa incluso en el borde de la celda.

Esto significa que incluso a una distancia significativa de la estación, así como cuando se encuentra en una habitación con paredes gruesas, solo se notará una ligera disminución en las características de velocidad. MIMO se puede utilizar en casi todos los sistemas de comunicación inalámbrica. Cabe señalar que el potencial de este sistema es inagotable.

Buscan constantemente formas de desarrollar nuevas configuraciones de antenas MIMO, por ejemplo, hasta 64x64. En un futuro próximo, esto permitirá mejorar aún más la eficiencia de los indicadores espectrales, aumentar la capacidad de las redes y la velocidad de transmisión de información.

hace 2 años

¿Cómo aumentar la velocidad de transferencia de datos para el estándar Wi-Fi 802.11 y para el estándar WiMAX 802.16? Utilice sistemas inalámbricos que utilicen múltiples antenas tanto para el transmisor como para el receptor. Esta es la tecnología MIMO, o Múltiples Entradas y Múltiples Salidas.

Traducido literalmente al ruso, significa "múltiples entradas, múltiples salidas". También se le llama "sistema de antena inteligente" o, en inglés, sistemas de antena inteligente.

La tecnología juega un papel importante en la implementación del estándar Wi-Fi 802.11n. La tecnología MIMO implica el uso de múltiples transmisores y receptores para transmitir simultáneamente grandes cantidades de datos.

La tecnología MIMO utiliza un efecto de transmisión de ondas de radio llamado propagación por trayectos múltiples. La cuestión es que la información que se transmite se refleja luego en paredes, techos y otros objetos. Y la antena receptora percibe señales desde diferentes ángulos y en diferentes momentos.

La tecnología MIMO permite aprovechar la propagación por trayectos múltiples para combinar información de múltiples señales. Mejora la velocidad y la integridad de los datos.

Hoy en día existen muchos dispositivos que utilizan el estándar 802.11n. El más simple de ellos puede ser un sistema de radio con muchas rutas de transmisión y recepción separadas. Los sistemas MIMO utilizan una cierta cantidad de transmisores y receptores. El estándar 802.11n define un conjunto de combinaciones posibles desde 1x1 hasta 4x4.

Tenga en cuenta que no todos los clientes Wi-Fi y puntos de acceso son iguales desde el punto de vista MIMO.

Hay clientes 1x1, 2x1, 3x3, etc. Digamos que los dispositivos móviles como los teléfonos inteligentes admiten principalmente MIMO 1x1, ocasionalmente 1x2. Hay dos problemas clave con esto. Es decir, con la necesidad de asegurar un bajo consumo energético y una larga duración de la batería, así como con la dificultad de colocar varias antenas en una carcasa pequeña con el espaciado adecuado. Esto también se aplica a otros dispositivos móviles, por ejemplo, tabletas, PDA, etc.

Las computadoras portátiles de alta gama ahora admiten MIMO hasta 3x3 en la mayoría de los casos. Las condiciones de propagación múltiple cambian constantemente a medida que los dispositivos Wi-Fi se mueven con frecuencia. Un teléfono inteligente con Wi-Fi puede estar en manos del usuario y una variedad de objetos se mueven. Digamos coches. Y si las señales llegan en diferentes momentos y en diferentes ángulos, entonces es posible que se produzcan distorsiones y atenuación de la señal.

La tecnología MIMO se utiliza cada vez más en todos los sistemas de transmisión de datos inalámbricos. Su potencial está creciendo. Se están desarrollando nuevas opciones de configuración de antena, hasta 64x64 MIMO. Hay perspectivas de lograr velocidades de datos, capacidad de red y eficiencia espectral aún mayores.

Los requisitos de ancho de banda de las redes móviles son muy elevados y, al mismo tiempo, crecen constantemente. Las opciones obvias para aumentar el rendimiento (aumentar el ancho del canal y utilizar modulaciones de orden superior) no resuelven completamente el problema de garantizar un alto rendimiento. El rango de frecuencia aún es limitado. Y el uso de modulación de orden superior implica un aumento de SINR (Relación Señal/Interferencia más Ruido), que también tiene su límite. Otra forma de aumentar el rendimiento de los sistemas inalámbricos es utilizar múltiples antenas de transmisión y recepción ( MIMO: múltiples entradas y múltiples salidas) y en este caso procesamiento especial de señales. A continuación se muestra una clasificación de las opciones MIMO y una breve descripción de las mismas.

Sistema clásico (SISO - Entrada única Salida única)

Primero, veamos las opciones MIMO que se pueden usar para transmitir datos a un usuario. La primera opción clásica y más sencilla para utilizar una antena transmisora y una receptora se muestra en la siguiente figura. En términos de terminología MIMO, dicho sistema se llama SISO - Entrada única Salida única.

La capacidad de dicho sistema se puede calcular mediante la fórmula de Shannon:

do = B iniciar sesión 2 (1 + S/norte), Dónde

do B- ancho del canal; S/norte- relación señal/ruido.

Recepción de diversidad (Rx Diversity, SIMO - Entrada única Salida múltiple)

Diversidad de recetas- este es el caso de utilizar más antenas en el lado receptor que en el lado transmisor. Desde el punto de vista MIMO, dicho sistema se llama SIMO - Entrada única Salida múltiple. El caso más simple de un sistema de este tipo, cuando hay una antena transmisora y dos antenas receptoras, se presenta en la siguiente figura y se llama SIMO 1x2.

La opción presentada no requiere una preparación especial de la señal durante la transmisión, por lo que es bastante sencillo de implementar en la práctica. Cuando se utiliza la recepción por diversidad, no se produce ningún aumento en el rendimiento. Sin embargo, la confiabilidad de la transmisión aumenta. En el caso del sistema que se muestra arriba, habrá dos señales en el extremo receptor y hay diferentes formas de procesarlas. Por ejemplo, se puede seleccionar la señal con la mejor relación señal-ruido. Este método se llama diversidad conmutada. O se pueden agregar las señales, lo que permite una relación señal-ruido más alta. Y este método se llama MRC - Combinación de relación máxima.

Transmisión de diversidad (Tx Diversity, MISO - Múltiples entradas y salidas únicas)

Diversidad de Texas Se trata de utilizar más antenas en el lado transmisor que en el lado receptor. Desde el punto de vista MIMO, dicho sistema se llama MISO - Entrada múltiple Salida única. El caso más simple de un sistema de este tipo, cuando hay dos antenas transmisoras y una antena receptora, se presenta en la figura siguiente y se denomina MISO 2x1.

Al igual que SIMO, MISO no aumenta la capacidad del canal, pero aumenta la confiabilidad de la transmisión. Al mismo tiempo, el uso de MISO le permite transferir el procesamiento de señal adicional necesario desde el lado receptor (estación móvil) al lado transmisor (estación base). Para generar una señal confiable, se utiliza codificación espacio-temporal. En este caso, se transmite una copia de la señal no solo desde otra antena, sino también en otro momento. También se puede utilizar codificación de frecuencia espacial.

Multiplexación espacial (MIMO - Múltiples entradas y múltiples salidas)

Multiplexación espacial- Este es el caso de utilizar múltiples antenas en el lado transmisor y múltiples antenas en el lado receptor. A diferencia de las opciones anteriores, MISO y SIMO, descritas anteriormente, esta opción no tiene como objetivo aumentar la confiabilidad de la transmisión, sino aumentar la velocidad de transmisión. Por tanto, MIMO se utiliza para transmitir datos a estaciones móviles que se encuentran en buenas condiciones de radio. Mientras que las variantes MISO y SIMO se utilizan para transmitir datos a estaciones móviles que se encuentran en peores condiciones de radio. Para aumentar la velocidad de transferencia de datos en el caso de MIMO, el flujo de datos de entrada se divide en varios flujos, cada uno de los cuales se transmite de forma independiente desde una antena separada. La siguiente figura muestra un diagrama general de un sistema MIMO con metro antenas transmisoras y norte antenas receptoras.

Debido a que se utiliza un canal común, cada antena del receptor recibe no solo la señal destinada a ella (líneas continuas en la figura), sino también todas las señales destinadas a otras antenas (líneas discontinuas en la figura). Si se conoce la matriz de transmisión se puede calcular y minimizar la influencia de las señales destinadas a otras antenas.

El número de flujos de datos independientes que se pueden transmitir simultáneamente depende del número de antenas utilizadas. Si el número de antenas transmisoras y receptoras es el mismo, entonces el número de flujos de datos independientes es igual o menor que el número de antenas. Por ejemplo, en el caso de MIMO 4x4, el número de flujos de datos independientes puede ser 4 o menos. Si el número de antenas transmisoras y receptoras no es el mismo, entonces el número de flujos de datos independientes es igual al número mínimo de antenas o menos. Por ejemplo, en el caso de MIMO 4x2, el número de flujos de datos independientes puede ser 2 o menos.

Para calcular el rendimiento máximo cuando se utiliza MIMO, utilice la siguiente fórmula:

do = METRO B iniciar sesión 2 (1 + S/norte), Dónde

do- capacidad del canal; METRO- número de flujos de datos independientes; B- ancho del canal; S/norte- relación señal/ruido.

Dependiendo del número de usuarios a los que se transfieren datos simultáneamente, se pueden distinguir las siguientes opciones. MIMO de usuario único (SU-MIMO)- cuando se utiliza tecnología MIMO para transmitir datos a un usuario, es decir, todos los flujos de datos se dirigen al mismo usuario. Y MIMO multiusuario (MU-MIMO)- cuando se utiliza la tecnología MIMO para transmitir datos a varios usuarios simultáneamente en los mismos bloques de recursos, es decir, cuando se dirigen flujos de datos independientes a diferentes usuarios.