MIMO යනු කුමක්ද?

1.   MIMO යනු කුමක්ද?

අන්තර් සම්බන්ධිත මෙම යුගයේ, බාහිර ලෝකය සමඟ අපට සන්නිවේදනය කිරීමට කවුළුව ලෙස ජංගම දුරකථන අපගේ ශරීරයේ කොටසක් බවට පත්ව ඇති බව පෙනේ.

නමුත් ජංගම දුරකථනයට තනිවම අන්තර්ජාලයේ සැරිසැරීමට නොහැකිය, ජංගම දුරකථන සන්නිවේදන ජාලය මිනිසාට ජලය සහ විදුලිය තරමටම වැදගත් වී ඇත.අන්තර්ජාලයේ සැරිසරන විට මේ තිරය පිටුපස සිටින වීරයන්ගේ වැදගත්කම ඔබට දැනෙන්නේ නැත.ගිය ගමන් තව දුරටත් ජීවත් වෙන්න බෑ වගේ දැනෙනවා.

කාලයක් තිබුනා, ජංගම දුරකථන වල අන්තර්ජාලය ට්‍රැෆික් මගින් අය කරන ලදී, සාමාන්‍ය පුද්ගලයෙකුගේ ආදායම කාසි සිය ගණනක්, නමුත් 1MHz කාසියක් වියදම් කිරීමට අවශ්‍ය වේ.ඉතින්, ඔබ Wi-Fi දකින විට, ඔබට ආරක්ෂිත බවක් දැනෙනු ඇත.

අපි බලමු රැහැන් රහිත රවුටරයක් ​​මොන වගේද කියලා.

8 ඇන්ටනා, එය මකුළුවන් වගේ.

සංඥාව බිත්ති දෙකක් හෝ කිහිපයක් හරහා යා හැකිද?නැතිනම් අන්තර්ජාල වේගය දෙගුණයක් වේවිද?

මෙම බලපෑම් රවුටරයක් ​​මගින් ලබා ගත හැකි අතර, එය බොහෝ ඇන්ටනා, සුප්රසිද්ධ MIMO තාක්ෂණය සමඟ සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.

Multi-input Multi output වන MIMO.

ඒක හිතාගන්න අමාරුයි නේද?Multi-input Multi-output යනු කුමක්ද, ඇන්ටනා සියලු බලපෑම් ලබා ගන්නේ කෙසේද?ඔබ ජාල කේබලයක් හරහා අන්තර්ජාලයේ සැරිසරන විට, පරිගණකය සහ අන්තර්ජාලය අතර සම්බන්ධතාවය භෞතික කේබල් එකක් වන බව පැහැදිලිය.දැන් අපි හිතමු අපි විද්‍යුත් චුම්භක තරංග භාවිතයෙන් වාතය හරහා සංඥා යැවීමට ඇන්ටනා භාවිතා කරන විට.වාතය වයරයක් මෙන් ක්‍රියා කරන නමුත් අතථ්‍ය වේ, රැහැන් රහිත නාලිකාවක් ලෙස හඳුන්වන සංඥා සම්ප්‍රේෂණය කිරීමේ නාලිකාවකි.

ඉතින්, ඔබට අන්තර්ජාලය වේගවත් කරන්නේ කෙසේද?

ඔව්, ඔබ හරි!එය තවත් ඇන්ටනා කිහිපයකින්, දත්ත යැවීමට සහ ලබා ගැනීමට තවත් අතථ්‍ය වයර් කිහිපයකින් විසඳිය හැක.MIMO රැහැන් රහිත නාලිකාව සඳහා නිර්මාණය කර ඇත.

රැහැන් රහිත රවුටර, 4G මූලික ස්ථානය සහ ඔබගේ ජංගම දුරකථනය එකම දේ කරයි.

4G සමඟ දැඩි ලෙස ඒකාබද්ධ වී ඇති MIMO තාක්ෂණයට ස්තූතිවන්ත වන අතර, අපට අන්තර්ජාලයේ වේගවත් වේගය අත්විඳිය හැකිය.ඊට සමගාමීව, ජංගම දුරකථන ක්රියාකරුවන්ගේ පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇත;වේගවත් සහ අසීමිත අන්තර්ජාල වේගයක් අත්විඳීමට අපට අඩුවෙන් වියදම් කළ හැකිය.දැන් අපට අවසානයේ Wi-Fi මත අපගේ යැපීම ඉවත් කර සෑම විටම අන්තර්ජාලයේ සැරිසැරීමට හැකිය.

දැන්, මම MIMO යනු කුමක්දැයි හඳුන්වා දෙන්නද?

2.MIMO වර්ගීකරණය

මුලින්ම, අපි කලින් සඳහන් කළ MIMO බාගත කිරීමේදී ජාල වේගය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කිරීම ගැන සඳහන් කරයි.එයට හේතුව, දැනට, අපට බාගත කිරීම් සඳහා වඩා ප්‍රබල ඉල්ලුමක් ඇති බැවිනි.ඒ ගැන සිතන්න, ඔබට GHz වීඩියෝ දුසිම් ගණනක් බාගත කළ හැකි නමුත් බොහෝ දුරට උඩුගත කළ හැක්කේ MHz කිහිපයක් පමණි.

MIMO බහු ආදාන සහ බහු ප්‍රතිදාන ලෙස හැඳින්වෙන බැවින්, බහු සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග බහු ඇන්ටනා මගින් නිර්මාණය වේ.ඇත්ත වශයෙන්ම, මූලික ස්ථානය බහු ඇන්ටෙනා සම්ප්රේෂණය සඳහා සහය දක්වයි පමණක් නොව, ජංගම දුරකථනය බහු ඇන්ටෙනා පිළිගැනීම් හමුවීමට අවශ්ය වේ.

අපි පහත සරල චිත්‍රය පරීක්ෂා කරමු: (ඇත්ත වශයෙන්ම, බේස් ස්ටේෂන් ඇන්ටෙනාව ඉතා විශාල වන අතර ජංගම දුරකථන ඇන්ටනාව ඉතා කුඩා හා සැඟවී ඇත. නමුත් විවිධ හැකියාවන්ගෙන් වුවද ඒවා එකම සන්නිවේදන ස්ථානවල පවතී.)

බේස් ස්ටේෂන් සහ ජංගම දුරකථන වල ඇන්ටනා ගණන අනුව, එය වර්ග හතරකට බෙදිය හැකිය: SISO, SIMO, MISO සහ MIMO.

SISO: තනි ආදානය සහ තනි ප්‍රතිදානය

SIMO: තනි ආදානය සහ බහු ප්‍රතිදානය

MISO: බහු ආදානය සහ තනි ප්‍රතිදානය

MIMO: බහු ප්‍රතිදානය සහ බහු ප්‍රතිදානය

අපි SISO වලින් පටන් ගනිමු:

සරලම ආකෘතිය MIMO පද වලින් SISO ලෙස අර්ථ දැක්විය හැක - තනි ආදාන තනි ප්රතිදානය.මෙම සම්ප්‍රේෂකය එක් ඇන්ටනාවකින් ඩෙස් ද රිසීවරය ලෙස ක්‍රියා කරයි.එහි විවිධත්වයක් නොමැති අතර අතිරේක සැකසුම් අවශ්ය නොවේ.

මූලික ස්ථානය සඳහා එක් ඇන්ටෙනාවක් සහ ජංගම දුරකථනය සඳහා එකක් ඇත;ඔවුන් එකිනෙකාට බාධා නොකරයි - ඒවා අතර සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගය එකම සම්බන්ධතාවයයි.

එවැනි පද්ධතියක් ඉතා දුර්වල වන බවට සැකයක් නැත, කුඩා මාර්ගයකි.ඕනෑම අනපේක්ෂිත තත්වයක් සන්නිවේදනයට සෘජුවම තර්ජනයක් වනු ඇත.

දුරකථනයේ පිළිගැනීම වැඩි දියුණු කර ඇති නිසා SIMO වඩා හොඳය.

ඔබට පෙනෙන පරිදි, ජංගම දුරකථනය රැහැන් රහිත පරිසරය වෙනස් කළ නොහැක, එබැවින් එයම වෙනස් වේ - ජංගම දුරකථනය තමාටම ඇන්ටෙනාවක් එකතු කරයි.

මේ ආකාරයට බේස් ස්ටේෂන් එකෙන් එවන පණිවිඩය ක්‍රම දෙකකින් ජංගම දුරකථනයට ළඟා විය හැකියි!ඔවුන් දෙදෙනාම බේස් ස්ටේෂන් එකේ එකම ඇන්ටනාවකින් පැමිණෙන අතර එකම දත්ත පමණක් යැවිය හැක.

එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ඔබට එක් එක් මාර්ගයේ යම් දත්තයක් අහිමි වුවද කමක් නැත.දුරකථනයට ඕනෑම මාර්ගයකින් පිටපතක් ලබා ගත හැකි තාක්, එක් එක් මාර්ගයෙහි උපරිම ධාරිතාව එලෙසම පැවතුනද, දත්ත ලැබීමේ සම්භාවිතාව සාර්ථකව දෙගුණ වේ.මෙය ලබන්නා විවිධත්වය ලෙසද හැඳින්වේ.

MISO යනු කුමක්ද?

වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ජංගම දුරකථනය තවමත් එක් ඇන්ටෙනාවක් ඇති අතර, මූලික ස්ථානයේ ඇති ඇන්ටනා සංඛ්යාව දෙකක් දක්වා වැඩි වේ.මෙහිදී සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනා දෙකෙන් එකම දත්ත සම්ප්‍රේෂණය වේ.එවිට ග්‍රාහක ඇන්ටනාව ප්‍රශස්ත සංඥා සහ නිවැරදි දත්ත ලබා ගැනීමට සමත් වේ.

MISO භාවිතා කිරීමේ වාසිය නම් බහු ඇන්ටනා සහ දත්ත ග්‍රාහකයේ සිට සම්ප්‍රේෂකය වෙත ගෙන යාමයි.මූලික ස්ථානයට තවමත් එකම දත්ත ආකාර දෙකකින් යැවිය හැක;ඔබට සමහර දත්ත නැති වුවහොත් කමක් නැත;සන්නිවේදනය සාමාන්‍ය පරිදි කරගෙන යා හැක.

උපරිම ධාරිතාව එලෙසම පැවතුනද, සන්නිවේදනයේ සාර්ථකත්ව අනුපාතය දෙගුණ වී ඇත.මෙම ක්‍රමය සම්ප්‍රේෂණ විවිධත්වය ලෙසද හැඳින්වේ.

අවසාන වශයෙන්, අපි MIMO ගැන කතා කරමු.

රේඩියෝ සබැඳියේ දෙපස ඇන්ටනා එකකට වඩා ඇති අතර මෙය MIMO -Multiple Input Multiple Output ලෙස හැඳින්වේ.නාලිකා ශක්තිමත් බව මෙන්ම නාලිකා ප්‍රතිදානය යන දෙකෙහිම වැඩිදියුණු කිරීම් සැපයීමට MIMO භාවිතා කළ හැක.බේස් ස්ටේෂන් සහ ජංගම පැත්ත යන දෙකටම ස්වාධීනව යැවීමට සහ ලැබීමට ඇන්ටනා දෙකක් භාවිතා කළ හැකි අතර එයින් අදහස් වන්නේ වේගය දෙගුණයක් වී ඇති බවයි?

මේ ආකාරයෙන්, මූලික ස්ථානය සහ ජංගම දුරකථනය අතර සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග හතරක් ඇති අතර එය වඩාත් සංකීර්ණ බව පෙනේ.නමුත් සහතික විය යුතුය, බේස් ස්ටේෂන් සහ ජංගම දුරකථන යන දෙපසම ඇන්ටනා 2 ක් ඇති බැවින්, එයට එකවර දත්ත දෙකක් යැවීමට සහ ලබා ගැනීමට හැකිය.ඉතින් MIMO උපරිම ධාරිතාව එක් මාර්ගයකට සාපේක්ෂව කොපමණ වැඩි වේද?SIMO සහ MISO පිළිබඳ පෙර විශ්ලේෂණයෙන්, උපරිම ධාරිතාව දෙපැත්තේ ඇති ඇන්ටනා ගණන මත රඳා පවතින බව පෙනේ.

MIMO පද්ධති සාමාන්‍යයෙන් A*B MIMO ලෙස;A යනු මූලික ස්ථානයේ ඇන්ටනා ගණන, B යනු ජංගම දුරකථන ඇන්ටනා ගණනයි.4*4 MIMO සහ 4*2 MIMO ගැන සිතන්න.ඔබ සිතන්නේ කුමන ධාරිතාවය විශාලද?

4*4 MIMO හට එකවර නාලිකා 4ක් යැවීමට සහ ලබා ගැනීමට හැකි අතර, එහි උපරිම ධාරිතාව SISO පද්ධතිය මෙන් 4 ගුණයකට ළඟා විය හැක.4*2 MIMO වෙත ළඟා විය හැක්කේ SISO පද්ධතිය මෙන් 2 ගුණයක් පමණි.

බහුවිධ ඇන්ටෙනා සහ විවිධ සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග භාවිතයෙන් බහුවිධ අවකාශයේ විවිධ දත්තවල පිටපත් කිහිපයක් සමාන්තරව යැවීමට ධාරිතාව වැඩි කිරීම සඳහා මෙය අභ්‍යවකාශ බෙදීම් බහුපරිමාණ ලෙස හැඳින්වේ.

ඉතින්, MIMO පද්ධතියේ උපරිම සම්ප්රේෂණ ධාරිතාව කළ හැකිද?අපි පරීක්ෂණයට යමු.

අපි තවමත් මූලික ස්ථානය සහ ඇන්ටනා 2 ක් සහිත ජංගම දුරකථනය උදාහරණයක් ලෙස ගනිමු.ඔවුන් අතර සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගය කුමක් විය හැකිද?

ඔබට පෙනෙන පරිදි, මාර්ග හතර එකම වියැකී යාම සහ බාධා කිරීම් හරහා ගමන් කරන අතර, දත්ත ජංගම දුරකථනය වෙත ළඟා වූ විට, ඒවා තවදුරටත් එකිනෙකා වෙන්කර හඳුනාගත නොහැක.මෙය එක් මාර්ගයක් හා සමාන නොවේද?මෙම අවස්ථාවේදී, 2*2 MIMO පද්ධතිය SISO පද්ධතියට සමාන නොවේද?

එලෙසම, 2*2 MIMO පද්ධතිය SIMO, MISO, සහ වෙනත් පද්ධති බවට පරිහානියට පත් විය හැක, එනම් අභ්‍යවකාශ බෙදීමේ බහුවිධ සම්ප්‍රේෂණ විවිධත්වය හෝ ලැබීමේ විවිධත්වය දක්වා අඩු වී ඇති අතර, මූලික ස්ථානයේ අපේක්ෂාව ද අධික වේගය පසුපස හඹා යාමෙන් පිරිහී ඇත. ලැබීමේ සාර්ථකත්ව අනුපාතය සහතික කිරීම.

MIMO පද්ධති ගණිත සංකේත භාවිතයෙන් අධ්‍යයනය කරන්නේ කෙසේද?

3.MIMO නාලිකාවේ රහස

ඉංජිනේරුවන් ගණිත සංකේත භාවිතා කිරීමට කැමතියි.

ඉංජිනේරුවන් විසින් මූලික ස්ථානයේ ඇති ඇන්ටනා දෙකේ දත්ත X1 සහ X2 ලෙසත්, ජංගම දුරකථන ඇන්ටනා වල දත්ත Y1 සහ Y2 ලෙසත්, සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග හතර H11, H12, H21, H22 ලෙසත් සලකුණු කර ඇත.

මේ ආකාරයෙන් Y1 සහ Y2 ගණනය කිරීම පහසුය.නමුත් සමහර විට, 2*2 MIMO හි ධාරිතාව SISO දෙගුණයකට ළඟා විය හැකිය, සමහර විට නොහැක, සමහර විට SISO හා සමාන වේ.ඔබ එය පැහැදිලි කරන්නේ කෙසේද?

මෙම ගැටළුව අප දැන් සඳහන් කළ නාලිකා සහසම්බන්ධයෙන් පැහැදිලි කළ හැකිය - සහසම්බන්ධය වැඩි වන තරමට, ජංගම පැත්තේ එක් එක් සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගය වෙන්කර හඳුනා ගැනීම වඩාත් අපහසු වේ.නාලිකාව සමාන නම්, සමීකරණ දෙක එකක් බවට පත් වේ, එබැවින් එය සම්ප්‍රේෂණය කිරීමට ඇත්තේ එක් ක්‍රමයක් පමණි.

පැහැදිලිවම, MIMO නාලිකාවේ රහස පවතින්නේ සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයේ ස්වාධීනත්වය පිළිබඳ විනිශ්චය මතය.එනම්, රහස H11, H12, H21 සහ H22 හි පවතී.ඉංජිනේරුවන් පහත පරිදි සමීකරණය සරල කරයි:

ඉංජිනේරුවන් විසින් H1, H12, H21 සහ H22 සරල කිරීමට උත්සාහ කරන ලදී, සමහර සංකීර්ණ වෙනස්කම් හරහා සමීකරණය සහ අවසානයේ සූත්‍රය බවට පරිවර්තනය විය.

X'1 සහ X'2 ආදාන දෙකක්, λ1 සහ λ2 ගුණ කරන්න, ඔබට Y'1 සහ Y'2 ලබා ගත හැක.λ1 සහ λ2 හි අගයන් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද?

අලුත් matrix එකක් තියෙනවා.එක් විකර්ණයක පමණක් දත්ත සහිත න්‍යාසයක් විකර්ණ න්‍යාසයක් ලෙස හැඳින්වේ.විකර්ණයේ ශුන්‍ය නොවන දත්ත සංඛ්‍යාව න්‍යාසයේ ශ්‍රේණිය ලෙස හැඳින්වේ.2*2 MIMO හි, එය λ1 සහ λ2 හි ශුන්‍ය නොවන අගයන් වෙත යොමු කරයි.

ශ්‍රේණිගත කිරීම 1 නම්, එයින් අදහස් වන්නේ 2*2 MIMO පද්ධතිය සම්ප්‍රේෂණ අවකාශයේ බෙහෙවින් සහසම්බන්ධ වී ඇති බවයි, එයින් අදහස් වන්නේ MIMO SISO හෝ SIMO වෙත පිරිහෙන අතර සියලු දත්ත එකම වේලාවක පමණක් ලබා ගැනීමට සහ සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි බවයි.

ශ්‍රේණිය 2 නම්, පද්ධතියට සාපේක්ෂව ස්වාධීන අවකාශීය නාලිකා දෙකක් ඇත.එය එකවර දත්ත යැවීමට සහ ලබා ගැනීමට හැකිය.

ඉතින්, ශ්‍රේණිය 2 නම්, මෙම සම්ප්‍රේෂණ නාලිකා දෙකේ ධාරිතාව එකකට වඩා දෙගුණයක්ද?පිළිතුර λ1 සහ λ2 අනුපාතයෙහි පවතින අතර එය කොන්දේසි සහිත අංකය ලෙසද හැඳින්වේ.

කොන්දේසිගත අංකය 1 නම්, එයින් අදහස් වන්නේ λ1 සහ λ2 සමාන වේ;ඔවුන්ට ඉහළ ස්වාධීනත්වයක් ඇත.2*2 MIMO පද්ධතියේ ධාරිතාව උපරිමයට ළඟා විය හැකිය.

කොන්දේසි සහිත අංකය 1 ට වඩා වැඩි නම්, එයින් අදහස් වන්නේ λ1 සහ λ2 වෙනස් වේ.කෙසේ වෙතත්, අවකාශීය නාලිකා දෙකක් ඇති අතර, ගුණාත්මක භාවය වෙනස් වේ, එවිට පද්ධතිය වඩා හොඳ තත්ත්වයේ නාලිකාවේ ප්රධාන සම්පත් දමනු ඇත.මේ ආකාරයට, 2*2 MIMO පද්ධති ධාරිතාව SISO පද්ධතියේ 1 හෝ 2 ගුණයක් වේ.

කෙසේ වෙතත්, මූලික ස්ථානය දත්ත යැවීමෙන් පසු අභ්‍යවකාශ සම්ප්‍රේෂණයේදී තොරතුරු ජනනය වේ.එක් නාලිකාවක් හෝ නාලිකා දෙකක් යැවිය යුත්තේ කවදාදැයි මූලික ස්ථානය දන්නේ කෙසේද?

අමතක කරන්න එපා, ඔවුන් අතර රහස් නැහැ.ජංගම දුරකථනය එහි මනින ලද නාලිකා තත්ත්‍වය, සම්ප්‍රේෂණ න්‍යාසයේ ශ්‍රේණිය සහ පූර්ව සංකේතනය සඳහා යෝජනා යොමු කිරීම සඳහා මූලික ස්ථානය වෙත යවනු ඇත.

මෙම අවස්ථාවේදී, MIMO එවැනි දෙයක් බවට පත්වන බව අපට පෙනෙනු ඇතැයි මම සිතමි.