2X2 mimo что это

Чем отличается MIMO 2x2 от 4x4 Рассказывает радиоинженер | Сотовая связь наизнанку

Привет всем, кто заглянул на мой канал!

Для передачи постоянно растущих объемов данных, а также в ответ на увеличивающиеся требования к скоростям и снижению пинга в сети, разработчикам стандартов приходится непрерывно внедрять в стандарты сотовой связи новые идеи.

Чем отличается MIMO 4x4 и 2x2

Одной из таких передовых технологий стало MIMO - Multiple Input Multiple Output. Изобрели её давно, внедрять пытались еще в 3G, однако именно в 4G (LTE) эта технология стала обязательной к использованию. В характеристиках USB-модемов, Wi-Fi роутеров и, конечно же, смартфонов теперь часто упоминается MIMO 2x2 или 4x4. В чём же отличие? 🤔 А оно огромное! Разница в скоростях почти в 1,5 - 2 раза 😲 Но прежде чем объяснить отличие между ними напомню что же такое MIMO.

MIMO

Суть её работы основана на одном существенном недостатке в радиосвязи: многолучёвом распространении сигнала. Возникает он когда радиоволны от передающей антенны, отражаясь от преград, разделяются и доходят до приёмника разными путями.

Многолучёвость возникает когда сигнал отражается от разных препятствий и попадает в приёмник разными путями

Так вот разработчики решили "приручить" это явление 💡. Информационный поток (например, данные из интернета в базовой станции оператора) на передающей стороне излучаются двукратно (дублируются) через 2 канала. Излучатели антенн располагаются под углом друг к другу - 90 градусов в виде "X" или ромба.

Излучатели в сотовой антенне расположены под углом друг к другу что даёт возможность использовать MIMO

На приёмнике также должны быть 2 принимающих антенны с разной поляризацией. Сигнал по пути между станцией и смартфоном отражается и поглощается в окружающем пространстве по разному, в зависимости от наклона излучателей. Когда данные дублируются - больше шансов, что данные не потеряются. Таким образом, фактически образуются 2 независимых канала.

В итоге, MIMO 2х2 может поднять скорость передачи данных в 1.5 - 2 раза и это в той же полосе частот, модуляции и без улучшения покрытия 😲 Именно эта технология во многом определила значительное увеличение скоростей при переходе от 3G к 4G.

Отличие MIMO 2x2 и 4x4

А что же с MIMO 4x4? Всё просто! Цифра обозначает количество антенн на передающей (первая цифра) и приёмной стороне (последняя цифра). Ростом числа антенн разработчики увеличили количество образуемых между сотовой станцией и смартфонами каналов. За счёт меньших потерь в радиоканале, скорости растут еще больше и по сравнению с передачей без MIMO достигают 2-3 кратного роста.

Принцип работы MIMO 4x4

В каталогах радиопередатчиков и антенн вполне можно встретить MIMO 8x8 и даже MIMO 16x16, 32x32. Хотя абонентских устройств, во всяком случае, в продаже я пока ещё не видел.

Чем больше антенн на передающей стороне - тем больше их должно быть на приёмнике. А как расположить 8 или 16 антенн в современных компактных смартфонах? Хотя за этим будущее! Еще 10 лет назад мы радовались 1 Мбит/сек, а сейчас уже 200 Мбит/сек в 4G - это реальность в некоторых городах.

Поделитесь статьёй в социальных сетях🙂 Буду рад Вашим лайкам 👍 и новым подписчикам ➕

Что такое MIMO и зачем оно нужно?

Итак, вы только что купили или только собираетесь новый беспроводной модем, и у него есть два порта для подключения вашей антенны, и вы, вероятно, задаетесь вопросом, какой использовать, и зачем вам два?

Как это было

Все мы привыкли, что мобильная связь и радиопередачи используют одну антенну. Одна антенна побольше, на огромной вышке передает сигнал и одна антенна поменьше уже у вас в руках или на крыше автомобиля, например, принимает это сигнал, они точно так же работают и в обратную сторону. Антенна, которая на вышке, в свою очередь, ретранслирует сигнал в пункт назначения, адресату которому вы звонили в случае с телефоном, или же принимает сигнал с радиостанции в случае с радио.

Эта технология проста и эффективна для передачи телефонного звонка.

Однако спрос на быстрый интернет растет, пропорционально росту людей, обучившихся использованию интернета и гаджетов, соответственно пропускную способность нужно тоже улучшать, иначе это приведет к неизбежному ухудшению связи. (По аналогии с пробкой в часы пик на трассах в городе) Это не касается радио, потому что каждый клиент только принимает сигнал, соответственно увеличение числа реципиентов никак не влияет на качество, но напрямую зависит на телефонную связь и интернет.

Если вы пользовались 3G-интернетом в течение нескольких лет, вы, вероятно, заметили, что заявленные максимальные скорости быстро растут. Начиная примерно с 3,6 Мбит/с для первой серии «широкополосных» широкополосных мобильных устройств, до 7,2 Мбит/с в 2007 г., до 21 Мбит/с в 2008 г., до 42 Мбит/с вскоре после этого, и теперь до 100 Мбит/с с введением 4G в конце 2011 г. С 5G стучится в нашу дверь, есть Некоторые считают, что новое поколение может увеличить скорость до 4 раз с 4G.

Так как же увеличить скорость?

Увеличение скорости - непростое дело - теоретически самый большой фактор, ограничивающий скорость, - это пропускная способность.

Каждой телефонной башне присваивается общая ширина частот, на которых она может передаваться, и каждому подключенному человеку выделяется небольшой канал определенной ширины. Это означает, что каждая башня имеет ограниченное число клиентов, которые она может обслуживать, прежде чем она станет перегруженной.

Можно попробовать увеличить скорость – увеличив канал для каждого клиента – это значительно уменьшит количество людей, которое эта вышка сможет обслуживать в одну единицу времени. Увеличит скорость, но уменьшит пропускную способность, соответственно по такому плану надо значительно увеличивать количество вышек. Это работает в городской среде, но не выгодно загородом. Слишком дорого.

Скорость также ограничена отношением сигнал/шум (SNR), для улучшения этого мы можем увеличить мощность (или громкость) передачи, чтобы телефонная вышка могла «лучше слышать» нас, но это приводит к уменьшение дальности действия.

После того, как мы снизили все характеристики, которые мы можем получить от передачи от антенны к антенне, мы должны подойти к проблеме по-другому.

Вот где MIMO начинает играть - если мы не можем улучшить воздушную передачу, почему бы не увеличить количество антенн?

MIMO – это акроним Multiple-In, Multiple-Out, что переводится как «множественный вход, множественный выход».

Нам нужно больше антенн!

Используя несколько антенн, мы можем забыть о трудностях передачи по воздуху и вместо этого возложить нагрузку на оборудование обработки сигналов в вашем модеме.

Поскольку все антенны передают на одинаковых частотах, от телефонной вышки не требуется дополнительная полоса пропускания для каждого пользователя.

Данные сначала разделяют на несколько потоков, а потом собираются в точке приема. Приемник спроектирован так, чтобы учитывать небольшую разницу во времени между приемами каждого сигнала, а также дополнительные шумы или помехи и даже потерянные сигналы.

Важно знать, что MIMO включается и выключается модемом.

Решение о том, использовать ли MIMO, согласовывается с вышкой сотовой связи, в результате чего оценивается качество принятых и передаваемых сигналов (показатель, известный как CQI).

Когда уровень или качество сигнала низкое, модему сложно различить два потока данных, поэтому, когда уровни сигнала падают ниже определенного порогового уровня, MIMO выключается, и модем работает только с одной антенной.

Выводы

Из всего выше сказанного можно сделать вывод что MIMO – это технология улучшения передачи и приема сигнала, путем использования нескольких антенн. Это не означает, что нужно покупать две одинаковых антенны таким образом имитировать MIMO, это так не работает. Есть специальные антенны, которые уже «заточены» под данную технологию. Список антенн с MIMO в наших магазинах. Но тут важно понимать, что хоть потенциально MIMO может дать быстрее скорость, оно несет и большие расходы, т.к. обычно такие антенны чуть дороже обычных аналогов, а также необходимо покупать не одну кабельную сборку, а две (исключение антенны в которых модем находится в самой антенне). А также сам MIMO может по итогу не работать по причине упомянутой в тексте выше.

Статья имеет ознакомительный характер и не претендует на истину в научном плане, некоторые понятия могли быть упрощены или искажены для упрощения понимания читателем.

Расшифровка класса Wi-Fi от Keenetic

В описании интернет-центра Keenetic (в его технических характеристиках) можно увидеть обозначение класса Wi-Fi. Например: AC2600, AC1300, АС1200, АС750 или N300. Что обозначают эти буквы и цифры?

AC означает, что точка доступа Wi-Fi интернет-центра поддерживает самый современный стандарт IEEE 802.11ac. А значит, интернет-центр может работать в частотном диапазоне 5 ГГц. Данный стандарт обратно совместим с предыдущими стандартами беспроводных сетей. К этой точке доступа вы сможете подключить устройства стандартов IEEE 802.11a/b/g/n/ac.

N означает, что точка доступа Wi-Fi интернет-центра поддерживает стандарт IEEE 802.11n. Данный стандарт обратно совместим с предыдущими стандартами беспроводных сетей. К этой точке доступа вы сможете подключить устройства стандартов IEEE 802.11b/g/n.

Что касается цифр в обозначении класса Wi-Fi, они показывают округленные значения, получаемые в результате суммирования максимально возможных канальных скоростей точек доступа в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые реализованы аппаратно на разных чипах и работают параллельно и независимо друг от друга.

AC2600 Wave 2* (Keenetic Ultra) обеспечивает максимальную скорость соединения 1733 Мбит/с в диапазоне 5 ГГц плюс 800 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц. Для максимальной скорости соединения в диапазоне 5 ГГц используйте устройства стандарта 802.11aс с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 4х4, работающие с каналом шириной 80 МГц, а в диапазоне 2,4 ГГц устройства стандарта 802.11n с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 4х4 и поддержкой модуляции 256-QAM (TurboQAM). В диапазоне 5 ГГц ширина канала может быть расширена до 160 МГц.

AC1300 Wave 2* (Keenetic Giga/Viva) обеспечивает максимальную скорость соединения 867 Мбит/сек в диапазоне 5 ГГц плюс 400 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц. Для максимальной скорости соединения в диапазоне 5 ГГц используйте устройства стандарта 802.11aс с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 2х2, работающие с каналом шириной 80 МГц, а в диапазоне 2,4 ГГц устройства стандарта 802.11n с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 2х2 и поддержкой модуляции 256-QAM (TurboQAM).

AC1200 (Keenetic Duo/Extra/Air) обеспечивает максимальную скорость соединения 867 Мбит/с в диапазоне 5 ГГц плюс 300 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц. Для максимальной скорости соединения в диапазоне 5 ГГц используйте устройства с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 2х2, работающие с каналом шириной 80 МГц, а в диапазоне 2,4 ГГц устройства стандарта 802.11n с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 2х2, работающие с каналом шириной 40 МГц.

AC750 (Keenetic City) обеспечивает максимальную скорость соединения 433 Мбит/с в диапазоне 5 ГГц плюс 300 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц. Для максимальной скорости соединения в диапазоне 5 ГГц используйте устройства стандарта 802.11aс, работающие с каналом шириной 80 МГц (433 Мбит/с это скорость в одном пространственном потоке MIMO 1x1), а в диапазоне 2,4 ГГц устройства стандарта 802.11n с адаптерами Wi‐Fi типа MIMO 2х2, работающие с каналом шириной 40 МГц.

N300 (Keenetic DSL/Omni/Lite/4G/Start) обеспечивает максимальную скорость беспроводного соединения 300 Мбит/c с устройствами стандарта IEEE 802.11n, использующими два пространственных потока (MIMO 2x2) и канал шириной 40 МГц.

Важно! Скорость беспроводного соединения зависит от стандарта подключаемых устройств, от числа используемых ими пространственных потоков (MIMO) и ширины канала. Указанные выше скорости являются канальными (скорость подключения на физическом уровне). На практике, реальная скорость передачи данных составит примерно 50-60% от канальной.
Чем выше класс Wi-Fi, тем больше возможностей у беспроводной точки доступа, тем больших скоростей можно достичь. Достижение максимальных скоростей соединения можно получить только с соответствующим по характеристикам клиентом. Устройства предыдущих поколений или с поддержкой меньшего количества пространственных потоков будут соединяться на меньшей скорости.

Дополнительную информацию о стандартах 802.11n/ac вы найдете в статьях:

* Wave 2 — Вторая версия стандарта 802.11ac. Поддерживается в моделях Giga, Ultra, Viva. Данная ревизия базируется на предыдущей версии стандарта,о с некоторыми существенными изменениями, а именно:
Повышена производительность с 1.3 Гбит/с до 2.34 Гбит/с;

Добавлена поддержка Multi User MIMO (MU-MIMO) с возможностью четырех пространственных потоков;
Увеличено число каналов в диапазоне 5 ГГц.

Оригинал статьи на сайте Keenetic.ru.

Petra-12 MIMO 2×2 BOX | «АНС групп»

Описание

Антенна Petra-12 MIMO BOX 2×2 подходит для усиления 3G/4G сигнала МТС, Мегафон, Yota, Билайн, Теле2, Мотив.

Универсальная, панельная, направленная антенна GSM/3G/4G LTE 1800/2600. Антенна используется для усиления мобильного интернета совместно с usb 3G/4G модемом в местах с низким уровнем сигнала или его полным отсутствием.

Работает антенна на расстоянии до 5-7 км от базовой станции.

PETRA-12 MIMO Box — это антенна совмещенная с удобным экономичным боксом, в который можно поместить любой 3G/4G модем и даже компактный роутер. Антенна имеет разъемы — CRC-9. Связь модема с ПК или Wi-Fi роутером, осуществляется с помощью USB-удлинителя (10м). Конструкция антенны позволяет быстро менять Sim-карту модема без разборки.

Антенна герметичная для работы на улице. Крепление антенны на мачту, кронштейн (под трубу).

В антенне используется технология MIMO 2×2, способствующая многократному увеличению скорости интернета в сети 4G LTE.

MIMO — это метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн.

Модем устанавливается непосредственно в герметичный бокс антенны, тем самым исключаются потери сигнала в кабеле от антенны до usb 3G/4G модема.

В комплект антенны входит:
Антенна Petra-12 MIMO 2×2 Box — 1шт.
USB удлинитель (кабель) 10м. Гермобокс для модема.

Характеристики антенны:

Рабочий диапазон частот, 1700-2700 МГц:
(GSM1800 / LTE1800 / UMTS2100 / LTE2600)
Усиление 10.0-13 дБ х2
Ширина ДН в вертикальной плоскости, 30÷48°
Ширина ДН в горизонтальной плоскости, 46÷63°
Входное сопротивление 50 Ом
КСВ в рабочем диапазоне частот, не более 1,6
Допустимая мощность 10 Вт
Поляризация: вертикальная / горизонтальная
Разъем CRC-9 — male х 2
Масса 1,2 кг
Габаритные размеры 260х190х135м

что это и с чем её едят? Технология MIMO в сетевых устройствах

На пальцах о MIMO.

Представим, что информация это люди, а модем и базовая станция оператора это два города между которыми проложен один путь, а антенна это вокзал. Перевозить людей будем на поезде, который, для примера, может перевезти не больше ста человек. Пропускная способность между такими городами будет ограничена, т.к. поезд может отвезти только сто человек за один раз.

Чтобы 200 человек смогли прибыть в другой город в один и тот же момент времени между городами строят второй путь и запускают второй поезд одновременно с первым, тем самым увеличивая поток людей в два раза. Точно также работает и MIMO технология, по сути мы просто удваиваем количество потоков. Количество потоков определяет стандарт MIMO, два потока - MIMO 2x2, четыре потока - MIMO 4x4 и т.д. Для передачи данных по сети интернет, будь то 4G LTE или WiFi на сегодня, как правило, используется стандарт MIMO 2x2. Чтобы принимать двойной поток одновременно потребуется две обычных антенны или по аналогии два вокзала, или, для экономии средств одна MIMO антенна, как если бы это был один вокзал с двумя платформами. То есть, MIMO антенна - это две антенны внутри одной.

Панельная MIMO антенна может буквально иметь два набора излучающих элементов("патчей" ) в одном корпусе(например четыре патча работают в вертикальной поляризации, другие четыре в горизонтальной, всего восемь патчей ). Каждый набор подключен к своему гнезду.

А может иметь один набор патчей но имеющий двухпортовая(ортогональную) запитку, таким образом элементы антенны запитываются со сдвигом фазы на 90 градусов, и тогда каждый патч будет работать в вертикальной и горизонтальной поляризации одновременно.

В таком случае один набор патчей будет подключен сразу к двум гнёздам, именно такие MIMO антенны и продаются в нашем интернет магазине.

Подробнее

Мобильная трансляция цифрового потока LTE напрямую относится к новым разработкам 4G. Взяв для анализа 3G сеть, можно обнаружить, что ее скорость передачи данных в 11 раз меньше, чем 4G. Все же скорость, как получения, так и трансляции данных LTE нередко бывает плохого качества. Связано это с нехваткой мощности или уровня сигнала, который получает модем 4G LTE от станции. Для существенного улучшения качества распространения информации внедряют антенны 4G MIMO.

Измененные антенны, по сравнению с обычными системами распределения данных, имеют другую схему передатчика. К примеру, нужен делитель цифровых потоков, чтобы распределять информацию на потоки с низкой скоростью, количество которых связано с числом антенн. Если скорость входящего потока примерно 200 Мегабит в секунду, то создастся два потока – оба по 100 Мегабит в секунду. Каждый поток должен транслироваться посредством отдельной антенны. Поляризация радиоволны, передающейся от каждой из двух антенн, будет отличаться, чтобы расшифровать данные во время приема. Приёмное устройство, чтобы сохранить скорость передачи данных должно так же иметь две приёмные антенны в разных поляризациях.

Достоинства MIMO

MIMO – это раздача сразу нескольких потоков информации всего по одному каналу с последующим прохождением их через пару или большее количество антенн до попадания в приемные независимые устройства для трансляции радиоволн. Это позволяет существенно улучшить пропускную способность сигнала, не прибегая к расширению полосы.

При трансляции радиоволн цифровой поток в радиоканале селективно замирает. Это можно заметить, если вы находитесь в окружении городских многоэтажных домов, двигаетесь на большой скорости или удаляетесь от зоны, которую могут охватить радиоволны. Для избавления от этой проблемы была создана антенна MIMO, способная транслировать информацию по нескольким каналам с незначительной задержкой. Информация предварительно кодируется, а затем восстанавливается на приемной стороне. В итоге не только увеличивается скорость распределения данных, но и значительно улучшается качество сигнала.

По своей конструктивной особенности антенны LTE делятся на обыкновенные и состоящие из двух приемопередающих устройств (MIMO). Обычная система распространения сигнала позволяет добиться скорости не более чем 50 Мегабит в секунду. MIMO дает шансы увеличить скорость трансляции сигнала более чем дважды. Достигается это благодаря монтажу в коробе сразу нескольких антенн, которые располагают на незначительном удалении одна от другой.

Одновременное получение, а также раздача цифрового потока антеннами к получателю происходит через два независимых кабеля. Это позволяет существенно увеличить скоростные параметры. MIMO применяется успешно в таких беспроводных системах, как WiFi, а также сотовые сети и WiMAX. Применение этой технологии, имеющей, как правило, два входа и два выхода, позволяет улучшить спектральные качества WiFi, WiMAX, 4G/LTE и прочих систем, поднять скорость передачи информации и емкость потока данных. Перечисленные достоинства достижимы благодаря трансляции данных от 4G антенны MIMO к получателю посредством нескольких беспроводных соединений. Отсюда и берется название этой технологии(Multiple Input Multiple Output - множественный вход и множественный выход).

. Где применяется MIMO

MIMO очень быстро завоевала популярность за счет увеличения емкости и пропускной способности таких протоколов передачи данных, как WiFi. Можно взять стандарт WiFi 802.11n в качестве наиболее популярного случая использования MIMO. Благодаря технологии связи MIMO в этом протоколе WiFi удается развить скорость более чем 300 Мегабит в секунду.

Помимо ускорения передачи потока информации, беспроводная сеть благодаря MIMO получила улучшенные характеристики в плане качества передачи данных даже в местах, где уровень приемного сигнала достаточно низок. WiMAX благодаря новой технологии получил возможность транслировать данные со скоростью до 40 Мегабит в секунду.

В стандарте 4G (LTE) возможно применение MIMO с конфигурацией до 8x8. Теоретически это позволит транслировать цифровой поток от основной станции к получателю на скорости больше 300 Мегабит в секунду. Еще одним привлекательным моментом от применения новой системы является качественное и устойчивое соединение, наблюдаемое даже на границе действия соты.

Это означает, что даже на существенном расстоянии от станции, а также при расположении в помещении с толстыми стенами, будет замечено только небольшое снижение скоростных характеристик. MIMO можно применять почти в каждой системе передачи информации беспроводным путем. Надо отметить, что потенциал этой системы неисчерпаем.

Неустанно ищут пути по разработке новых конфигураций MIMO антенн, например, до 64x64. В недалеком будущем это даст возможность еще больше улучшить эффективность спектральных показателей, увеличить ёмкость сетей и величину скорости транслирования информации.

Один из подходов к увеличению скорости передачи данных для WiFi стандарта 802.11 и для WiMAX стандарта 802.16 – это использование беспроводных систем с применением нескольких антенн, как для передатчика, так и для приемника. Такой подход называется MIMO (дословный перевод - «множественный вход множественный выход»), или «умная антенная системы» (smart antenna systems). Технология MIMO играет важную роль в реализации WiFi стандарта 802.11n.

В технологии MIMO применяются несколько антенн различного рода, настроенных на одном и том же канале. Каждая антенна передает сигнал с различными пространственными характеристиками. Таким образом, технология MIMO использует спектр радиоволн более эффективно и без ущерба для надежности работы. Каждый wi-fi приемник «прислушивается» ко всем сигналам от каждого wifi передатчика, что позволяет делать пути передачи данных более разнообразными. Таким образом, несколько путей могут быть перекомбинированы, что приведет к усилению требуемых сигналов в беспроводных сетях.

Еще один плюс технологии MIMO в том, что данная технология обеспечивает пространственное деление мультиплексирования (Spatial Division Multiplexing (SDM)). SDM пространственно уплотняет несколько независимых потоков данных одновременно (в основном, виртуальных каналов) внутри одной спектральной полосы пропускания канала. В сущности, несколько антенн передают различные потоки данных с индивидуальной кодировкой сигналов (пространственные потоки). Эти потоки, двигаясь параллельно по воздуху «пропихивают» больше данных по заданному каналу. На приемнике каждая антенна видит разные сочетания сигнальных потоков и приемник «демултиплексирует» эти потоки для их использования. MIMO SDM может значительно увеличить пропускную способность для передачи данных, если увеличить число пространственных потоков данных. Каждому пространственному потоку необходимы свои собственные передающие / принимающие (TX / RX) антенные пары на каждом конце передачи. Работа системы представлена на рис.1

Также необходимо понимать, что для реализации технологии MIMO требуется отдельная радиочастотная цепь и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для каждой антенны. Реализации, требующие более двух антенн в цепи должны быть тщательно спроектированы для того, чтобы не увеличивать расходы при сохранении надлежащего уровня эффективности.

Важным инструментом для повышения физической скорости передачи данных в беспроводных сетях, является расширение полосы пропускания спектральных каналов. Благодаря использованию более широкой полосы пропускания канала с ортогональным частотным разделением мультиплексирования (OFDM) передача данных осуществляется с максимальной производительностью. OFDM является цифровой модуляцией, которая отлично себя зарекомендовала в качестве инструмента для осуществления двунаправленной высокоскоростной беспроводной передачи данных в WiMAX / WiFi сетях. Метод расширения пропускной способности каналов является экономически эффективным и достаточно легко реализуемым с умеренным ростом цифровой обработки сигнала (DSP). При правильном применении, можно удвоить частоту пропускания стандарта Wi-Fi 802.11 с 20 МГц канала на 40 МГц, также можно обеспечить более чем в два раза увеличенную пропускную способность каналов, используемых в настоящее время. Благодаря объединению MIMO архитектуры с более широкой полосой пропускания канала, получается очень мощный и экономически целесообразный подход для повышения физической скорости передачи.

Применение MIMO технологии с 20 МГц каналами требует больших затрат для удовлетворения требований IEEE по WiFi стандарту 802.11n (100 Мбит / с пропускной способности на MAC SAP). Также для удовлетворения этих требований при использовании канала в 20 МГц понадобиться, по меньшей мере, по три антенны, как на передатчике, так и на приемнике. Но в то же время работа на 20 МГц канале обеспечивает надежную работу с приложениями, требующими высокую пропускную способность в реальной пользовательской среде.

Совместное применение технологий MIMO и расширения канала отвечает всем требованием пользователя и являет собой достаточно надежный тандем. Это так же верно и при использовании одновременно нескольких ресурсоемких сетевых приложений. Комбинация MIMO и 40 МГц расширения канала позволит отвечать и более сложным требованиям, таким как Закон Мура и выполнение технологии CMOS совершенствования DSP технологии.

При применении расширенного канала 40 МГц в диапазоне 2.4 ГГц, изначально возникли трудности с совместимостью с оборудованием на основе WiFi стандартов 802.11a /b/g, а также с оборудованием, использующим технологию Bluetooth для передачи данных.

Для решения этой проблемы в Wi-Fi стандарте 802.11n предусмотрен целый ряд решений. Одним из таких механизмов, специально предназначенным для защиты сетей, является так называемая невысокая пропускная способность (non-HT) дублированного режима. Перед использованием протокола передачи данных WiFi стандарта 802.11n этот механизм отправляет по одному пакету на каждую из половинок 40 МГц канала для объявления сети распределения вектора (NAV). Следуя non-HT дублированного режима NAV сообщению, протокол передачи данных стандарта 802.11n может быть использован в течении заявленного в сообщение время, без нарушения наследия (целостности) сети.

Другой механизм является своего рода сигнализацией и не дает беспроводным сетям расширять канал более чем 40 МГц. Например, в ноутбуке установлены модули 802.11n и Bluetooth, данный механизм знает о возможности возникновения потенциальных помех при работе этих двух модулей одновременно и отключает передачу по каналу 40 МГц одного из модулей.

Эти механизмы гарантируют, что WiFi 802.11n будут работать с сетями более ранних стандартов 802.11 без необходимости перевода всей сети на оборудование стандарта 802.11n.

Увидеть пример использования системы MIMO можно на рис.2

Если у Вас после прочтения возникнут какие-либо вопросы, Вы можете задать их через форму отправки сообщений в разделе

Требования к пропускной способности мобильных сетей очень высоки и, при этом, они постоянно растут. Очевидные варианты увеличения пропускной способности - увеличение ширины канала и использование модуляций более высокого порядка, не позволяют полностью решить задачу обеспечения высокой пропускной способности. Частотный диапазон все-таки ограничен. А использование модуляции более высокого порядка подразумевает повышение SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio), что тоже имеет свой предел. Еще одним способом увеличения пропускной способности беспроводных систем является использование нескольких передающих и приемных антенн (MIMO - Multiple Input Multiple Output ) и специальная обработка сигнала в этом случае. Далее приводится классификация вариантов MIMO и их краткое описание.

Классическая система (SISO - Single Input Single Output)

Для начала рассмотрим варианты MIMO, которые могут быть использованы для передачи данных одному пользователю. Первый классический и самый простой вариант использования одной передающей и одном приемной антенны изображен на рисунке ниже. Такая система с точки зрения терминологии MIMO называется SISO - Single Input Single Output .

Пропускную способность такой системы можно расчитать, используя формулу Шеннона:

C = B log 2 (1 + S /N ), где

C B - ширина канала; S /N - соотношение сигнал/шум.

Разнесенный прием (Rx Diversity, SIMO - Single Input Multiple Output)

Разнесенный прием (Rx Diversity) - это случай использования большего количества антенн на приемной стороне, чем на передающей. С точки зрения MIMO такая система называется SIMO - Single Input Multiple Output . Простейший случай такой системы, когда передающая антенна одна, а приемных две, представлен на рисунке ниже и называется SIMO 1x2.

Представленный вариант не требует специальной подготовки сигнала при передаче, поэтому его достаточно просто реализовать на практике. При использовании разнесенного приема увеличения пропускной способности не происходит. Однако, повышается надежность передачи. В случае с изображенной выше системой на приемной стороне будет два сигнала, и существуют разные способы их обработки. Например, может выбираться сигнал с наилучшим соотношением сигнал/шум. Такой метод называется switched diversity. Или сигналы могут складываться, что позволяет повысить соотношение сигнал/шум. И такой метод называется MRC - Maximum Ratio Combining.

Разнесенная передача (Tx Diversity, MISO - Multiple Input Single Output)

Разнесенная передача (Tx Diversity) - это случай использования большего количества антенн на передающей стороне, чем на приемной. С точки зрения MIMO такая система называется MISO - Multiple Input Single Output . Простейший случай такой системы, когда передающих антенн две, а приемная одна, представлен на рисунке ниже и называется MISO 2x1.

Как и SIMO, MISO не позволяет увеличить пропускную способность канала, но повышает надежность передачи. В то же время, использование MISO позволяет перенести необходимую дополнительную обработку сигнала с приемной стороны (мобильной станции) на передающую (базовую станцию). Для формирования надежного сигнала используется пространственно-временное кодирование. В этом случае копия сигнала передается не только с другой антенны, но и в другое время. Также может использоваться пространственно-частотное кодирование.

Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing, MIMO - Multiple Input Multiple Output)

Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing) - это случай использования нескольких антенн на передающей стороне и нескольких антенн на приемной. В отличие от предыдущих вариантов - MISO и SIMO, описанных выше, данный вариант направлен не на повышение надежности передачи, а на увеличение скорости передачи. Поэтому MIMO используется для передачи данных мобильным станциям, которые находятся в хороших радиоусловиях. В то время, как варианты MISO и SIMO используются для передачи данных мобильным станциям, которые находятся в более плохих радиоусловиях. Для того, чтобы повысить скорость передачи данных в случае с MIMO входной поток данных разбивают на несколько потоков, каждый из которых независимо передается с отдельной антенны. На рисунке ниже приводится общая схема системы MIMO с m передающими антеннами и с n приемными антеннами.

Из-за того, что используется общий канал, каждая антенна на приемнике получает сигнал не только предназначенный для нее (сплошные линии на рисунке), но и все сигналы предназначенные другим антеннам (прерывистые линии на рисунке). Если известна матрица передачи, то влияние сигналов, предназначенных для других антенн, можно вычислить и минимизировать.

Количество независимых потоков данных, которые могут одновременно передаваться, зависит от количества используемых антенн. Если количество передающих и приемных антенн одинаково, то количество независимых потоков данных равно или меньше количеству антенн. Например, в случае MIMO 4x4 количество независимых потоков данных может быть 4 или меньше. Если же количество передающих и приемных антенн не одинаково, то количество независимых потоков данных равно минимальному количеству антенн или меньше. Например в случае MIMO 4x2 количество независимых потоков данных может быть 2 или меньше.

Для вычисления максимальной пропускной способности в случае использования MIMO применяется следующая формула:

C = M B log 2 (1 + S /N ), где

C - пропускная способность канала; M - количество независимых потоков данных; B - ширина канала; S /N - соотношение сигнал/шум.

В зависимости от количества пользователей, которым одновременно осуществляется передача данных, можно выделить следующие варианты. Single User MIMO (SU-MIMO) - когда технология MIMO используется для передачи данных одному пользователю, то есть все потоки данных адресованы одному и тому же пользователю. И Multi User MIMO (MU-MIMO) - когда технология MIMO используется для передачи данных нескольким пользователям одновременно в одних и тех же ресурсных блоках, то есть когда независимые потоки данных адресованы разным пользователям. Ниже на рисунке приводится пример MU-MIMO для случая с двумя пользователями.

Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на [email protected] Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.

Мобильная передача данных LTE относится к поколению 4G . С помощью неё повышается скорость примерно в 10 раз и эффективность передачи данных, по сравнению с 3G сетью. Однако, не редко бывает, что скорость приема и передачи, даже нового поколения, оставляет желать лучшего. Это напрямую зависит от качества сигнала, который поступает от базовой станции. Для решения данной проблемы используют внешние антенны.

По своей конструкции, LTE антенны могут быть: обычные и MIMO ( двойные ) . При помощи обычной системы можно добиться скорости до 50 Мбит/сек. MIMO же, может увеличить эту скорость в два раза. Это осуществляется за счёт установки в одной системе (коробе) двух антенн, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Они одновременно принимают и передают сигнал через два отдельных кабеля к приемнику. За счёт этого происходит такое увеличение скорости.

MIMO (Multiple Input Multiple Output - множественный вход множественный выход) - это технология, используемая в беспроводных системах связи (WIFI , WI-MAX, сотовые сети связи), позволяющая значительно улучшить спектральную эффективность системы, максимальную скорость передачи данных и емкость сети. Главным способом достижения указанных выше преимуществ является передача данных от источника к получателю через несколько радио соединений, откуда данная технология и получила свое название.

Особенности распространения радиоволн

Волны, излучаемые различными системами беспроводной радиосвязи в диапазоне свыше 100 МГц, во многом ведут себя как световые лучи. Когда радиоволны при распространении встречают какую-либо поверхность, то в зависимости от материала и размера препятствия часть энергии поглощается, часть проходит насквозь, а оставшаяся - отражается. Причем отраженная и прошедшая насквозь энергии сигнала могут изменить направление своего дальнейшего распространения, а сам сигнал разбивается на несколько волн. Каждая из дошедших до приемника волн образует так называемый путь распространения сигнала. Причем из-за того, что разные волны отражаются от разного числа препятствий и проходят разное расстояние, различные пути имеют разные временные задержки .

Распределение энергии сигнала при взаимодействии с препятствием

В условиях плотной городской постройки, из-за большого числа препятствий, таких как здания, деревья, автомобили и др., очень часто возникает ситуация когда между абонентским оборудованием (MS ) и антеннами базовой станции (BTS ) отсутствует прямая видимость. В этом случае, единственным вариантом достижения сигнала приемника являются отраженные волны. Однако, как отмечалось выше, многократно отраженный сигнал уже не обладает исходной энергией и может прийти с запозданием. Особую сложность также создает тот факт, что объекты не всегда остаются неподвижными и обстановка может значительно измениться с течением времени. В связи с этим возникает проблема многолучевого распространения сигнала - одна из наиболее существенных проблем в беспроводных системах связи.

Для борьбы с многолучевым распространением сигналов применяется Receive Diversity - разнесенный прием .

Суть его заключается в том, что для приема сигнала используется не одна, а обычно две антенны, расположенные на расстоянии друг от друга. Таким образом, получатель имеет не одну, а сразу две копии переданного сигнала, пришедшего различными путями. Это дает возможность собрать больше энергии исходного сигнала, т.к. волны, принятые одной антенной, могут не быть принятыми другой и наоборот. Эту схему организации радио интерфейса можно назвать Single Input Multiple Output (SIMO ). Также может быть применен обратный подход: когда используется несколько антенн на передачу и одна на прием, эта схема называется Multiple Input Single Output (MISO ).

В результате мы приходим к схеме Multiple Input Multiple Output (MIMO ). В этом случае устанавливаются несколько антенн на передачу и прием. Однако в отличие от указанных выше схем эта схема разнесения позволяет не только бороться с многолучевым распространением сигнала, но и за счет использования нескольких антенн на передаче и приеме каждой паре передающей/приемной антенне можно сопоставить отдельный тракт для передачи информации. В результате, теоретически, можно увеличить скорость передачи данных во столько раз, сколько дополнительных антенн будет использоваться.

Принцип работы MIMO

Как уже отмечалось выше, для организации технологии MIMO необходима установка нескольких антенн на передающей и на приемной стороне. Обычно устанавливается равное число антенн на входе и выходе системы, т.к. в этом случае достигается максимальная скорость передачи данных. Чтобы показать число антенн на приеме и передаче вместе с названием технологии «MIMO » обычно упоминается обозначение «AxB », где A - число антенн на входе системы, а B - на выходе.

Для работы технологии MIMO необходимы некоторые изменения в структуре передатчика по сравнению с обычными системами. В первую очередь, на передающей стороне необходим делитель потоков, который будет разделять данные, предназначенные для передачи на несколько низкоскоростных подпотоков, число которых зависит от числа антенн. Например, для MIMO 2х2 и скорости поступления входных данных 100 Мбит/сек делитель будет создавать 2 потока по 50 Мбит/сек каждый. Далее каждый их данных потоков должен быть передан через свою антенну. В одном из возможных способов организации технологии MIMO сигнал передается от каждой антенны с различной поляризацией, что позволяет идентифицировать его при приеме.

Рассмотренный выше принцип организации радиосвязи относится к так называемой Single user MIMO (SU -MIMO), где существует лишь один передатчик и приемник информации. В этом случае и передатчик и приемник могут четко согласовать только свои действия. Такая схема подходит, например для организации связи в доме офисе между двумя устройствами. В свою очередь большинство систем, такие как WI-FI, WIMAX, сотовые системы связи являются многопользовательскими, т.е. в них существует единый центр и несколько удаленных объектов, с каждым из которых необходимо организовать радиосоединение. В этом случае, решают две проблемы: с одной стороны базовая станция передает сигнал ко многим абонентам через одну и ту же антенную систему (MIMO broadcast), и в то же время принимает сигнал через те же антенны от нескольких абонентов (MIMO MAC - Multiple Access Channels).

Принцип организации технологии MIMO

Применение MIMO

Технология MIMO в последнее десятилетие является одним из самых актуальных способов увеличения пропускной способности и емкости беспроводных систем связи. Рассмотрим некоторые примеры использования MIMO в различных системах связи.

Стандарт WiFi 802.11n - один из наиболее ярких примеров использования технологии MIMO. Согласно ему он позволяет поддерживать скорость до 300 Мбит/сек. Причем предыдущий стандарт 802.11g позволял предоставлять лишь 50 Мбит/сек. Кроме увеличения скорости передачи данных, новый стандарт благодаря MIMO также позволяет обеспечить лучшие характеристики качества обслуживания в местах с низким уровнем сигнала.

Стандарт WiMAX также имеет два релиза, которые раскрывают новые возможности перед пользователями с помощью технологии MIMO. Первый - 802.16e - предоставляет услуги мобильного широкополосного доступа. Он позволяет передавать информацию со скоростью до 40 Мбит/сек в направлении от базовой станции к абонентскому оборудованию. Однако MIMO в 802.16e рассматривается как опция и используется в простейшей конфигурации - 2х2. В следующем релизе 802.16m MIMO рассматривается как обязательная технология, с возможной конфигурацией 4х4. В данном случае WiMAX уже можно отнести к сотовым системам связи, а именно четвертому их поколению (за счет высокой скорости передачи данных). В случае мобильного использования, теоретически, может быть достигнута скорость 100 Мбит/сек. В фиксированном исполнении скорость может достигать 1 Гбит/сек.

Наибольший интерес представляет использование технологии MIMO в системах сотовой связи. Данная технология находит свое применение, начиная с третьего поколения систем сотовой связи. Например, в стандарте UMTS, в Rel. 6 она используется совместно с технологией HSPA с поддержкой скоростей до 20 Мбит/сек, а в Rel. 7 - с HSPA+, где скорости передачи данных достигают 40 Мбит/сек. Однако в системах 3G MIMO так и не нашла широкого применения.

Системы 4G, а именно LTE, также предусматривают использование MIMO в конфигурации до 8х8. Это в теории может дать возможность передавать данные от базовой станции к абоненту свыше 300 Мбит/сек. Также важным положительным моментом является устойчивое качество соединения даже на краю соты . При этом даже на значительном удалении от базовой станции, или при нахождении в глухом помещении будет наблюдаться лишь незначительное снижение скорости передачи данных.

Таким образом, технология MIMO находит применение практически во всех системах беспроводной передачи данных. Причем потенциал ее не исчерпан. Уже сейчас разрабатываются новые варианты конфигурации антенн, вплоть до 64х64 MIMO. Это в будущем позволит добиться еще больших скоростей передачи данных, емкости сети и спектральной эффективности.

MIMO (Multiple Input Multiple Output, многоканальный вход - многоканальный выход) - метод скоординированного использования нескольких радиоантенн в беспроводных сетевых коммуникациях, распространенный в современных домашних широкополосных маршрутизаторах и в сетях сотовой связи LTE и WiMAX.

Как это работает?

Маршрутизаторы Wi-Fi с MIMO-технологией используют те же сетевые протоколы, что и обычные одноканальные. Они обеспечивают более высокую производительность за счет повышения эффективности передачи и приема данных по линии беспроводной связи. В частности, сетевой трафик между клиентами и маршрутизатором организуется в отдельные потоки, передаваемые параллельно, с последующим их восстановлением принимающим устройством.

Технология MIMO может увеличить пропускную способность, диапазон и надежность передачи при высоком риске помех со стороны другого беспроводного оборудования.

Применение в сетях Wi-Fi

Технология MIMO включена в стандарт с версии 802.11n. Ее использование повышает производительность и доступность сетевых соединений по сравнению с обычными маршрутизаторами.

Количество антенн может варьироваться. Например, MIMO 2x2 предусматривает наличие двух антенн и двух передатчиков, способных осуществлять прием и передачу по двум каналам.

Чтобы воспользоваться этой технологией и реализовать ее преимущества, клиентское устройство и маршрутизатор должны установить между собой MIMO-соединение. В документации к используемому оборудованию должно быть указано, поддерживает ли оно такую возможность. Другого простого способа проверить, применяется ли в сетевом соединении данная технология, нет.

SU-MIMO и MU-MIMO

Первое поколение технологии, представленное в стандарте 802.11n, поддерживало однопользовательский (SU) метод. По сравнению с традиционными решениями, когда все антенны маршрутизатора должны координироваться для связи с одним клиентским устройством, SU-MIMO позволяет распределять каждую из них между разным оборудованием.

Многопользовательская (MU) технология MIMO была создана для использования в сетях Wi-Fi 802.11ac на частоте 5 ГГц. Если предыдущий стандарт требовал, чтобы маршрутизаторы управляли своими клиентскими подключениями поочередно (по одному за раз), антенны MU-MIMO могут обеспечивать связь с несколькими клиентами параллельно. улучшает производительность соединений. Однако даже если маршрутизатор 802.11ac имеет необходимую аппаратную поддержку технологии MIMO, есть и другие ограничения:

поддерживается ограниченное количество одновременных клиентских подключений (2-4) в зависимости от конфигурации антенны;
координация антенн обеспечивается только в одном направлении - от маршрутизатора до клиента.

MIMO и сотовая связь

Технология используется в разных типах беспроводных сетей. Она все чаще находит применение в сотовой связи (4G и 5G) в нескольких формах:

Network MIMO - координированная передача сигнала между базовыми станциями;
Massive MIMO - использование большого количества (сотен) антенн;
миллиметровые волны - задействование сверхвысокочастотных полос, в которых пропускная способность больше, чем в диапазонах, лицензированных для 3G и 4G.

Многопользовательская технология

Чтобы понять, как работает MU-MIMO, следует рассмотреть, как обрабатывает пакеты данных традиционный беспроводной маршрутизатор. Он хорошо справляется с отправкой и приемом данных, но только в одном направлении. Другими словами, он может поддерживать коммуникацию только с одним устройством одновременно. Например, если загружается видео, то нельзя в то же время транслировать на консоль онлайн-видеоигру.

Пользователь может запускать несколько устройств в сети Wi-Fi, и маршрутизатор очень быстро по очереди переправляет к ним биты данных. Однако в одно и то же время он может обращаться только к одному устройству, что является основной причиной снижения качества соединения, если пропускная способность Wi-Fi слишком низкая.

Поскольку это работает, то внимание на себя обращает мало. Тем не менее эффективность работы маршрутизатора, который передает данные на несколько устройств одновременно, можно повысить. При этом он станет быстрее работать и обеспечит более интересные сетевые конфигурации. Вот почему появились разработки, подобные MU-MIMO, которые в конечном итоге были включены в современные стандарты беспроводной связи. Эти разработки позволяют передовым маршрутизаторам взаимодействовать сразу с несколькими устройствами.

Краткая история: SU против MU

Одно- и многопользовательские MIMO представляют собой разные способы коммуникации маршрутизаторов с несколькими устройствами. Первый из них старше. Стандарт SU разрешал отправку и получение данных сразу по нескольким потокам в зависимости от имеющегося количества антенн, каждая из которых могла работать с различными устройствами. SU был включен в обновление 802.11n 2007 года и начал постепенно внедряться в новые линейки продуктов.

Однако у SU-MIMO были ограничения в дополнение к требованиям к антенне. Хотя может быть подключено несколько устройств, они по-прежнему имеют дело с маршрутизатором, который может работать только с одним за раз. Скорость передачи данных увеличилась, помехи стали меньшей проблемой, но возможностей для улучшения осталось много.

MU-MIMO является стандартом, который развился из SU-MIMO и SDMA (множественного доступа с пространственным разделением каналов). Технология позволяет базовой станции взаимодействовать с несколькими устройствами, используя отдельный поток для каждого из них, как будто все они имеют свой собственный маршрутизатор.

В конечном итоге поддержка MU была добавлена в обновление стандарта 802.11ac в 2013 г. После нескольких лет разработок производители начали включать эту функцию в свои продукты.

Преимущества MU-MIMO

Это захватывающая технология, поскольку она оказывает заметное влияние на повседневное использование Wi-Fi без прямого изменения пропускной способности или других ключевых параметров беспроводного соединения. Сети становятся намного эффективнее.

Для обеспечения стабильного соединения с ноутбуком, телефоном, планшетом или компьютером стандарт не требует наличия у маршрутизатора нескольких антенн. Каждое такое устройство может не делиться своим каналом MIMO с другими. Это особенно заметно при потоковой передаче видео или выполнении других сложных задач. Скорость работы в Интернете субъективно повышается, и соединение устанавливается надежнее, хотя на самом деле становится более разумной организация сети. Также повышается число одновременно обслуживаемых устройств.

Ограничения MU-MIMO

Многопользовательская технология множественного доступа имеет и ряд ограничений, о которых стоит упомянуть. Существующие стандарты поддерживают 4 устройства, но позволяют добавить больше, и им придется делиться потоком, что возвращает к проблемам SU-MIMO. Технология в основном используется в нисходящих каналах связи и ограничена, когда дело доходит до исходящих. Кроме того, маршрутизатор MU-MIMO должен иметь больше информации об устройствах и состоянии каналов, чем требовали предыдущие стандарты. Это усложняет управление и устранение неполадок в беспроводных сетях.

MU-MIMO также является направленной технологией. Это означает, что 2 устройства, расположенные рядом, не могут одновременно использовать разные каналы. Например, если муж смотрит онлайн-трансляцию по телевизору, а рядом его жена передает игру PS4 на свою Vita через Remote Play, им все равно придется делиться пропускной способностью. Маршрутизатор может предоставлять дискретные потоки только устройствам, которые расположены в разных направлениях.

Massive MIMO

По мере продвижения в сторону беспроводных сетей пятого поколения (5G) рост числа смартфонов и новых применений привел к 100-кратному увеличению их требуемой пропускной способности по сравнению с LTE. Новая технология Massive MIMO, которой в последние годы уделяется много внимания, призвана значительно увеличить показатели эффективности телекоммуникационных сетей до беспрецедентных уровней. При дефиците и дороговизне доступных ресурсов операторов привлекает возможность увеличить пропускную способность в полосах частот ниже 6 ГГц.

Несмотря на значительный прогресс, Massive MIMO далек от совершенства. Технология по-прежнему активно исследуется как в академических кругах, так и в промышленности, где инженеры стремятся достичь теоретических результатов с помощью коммерчески приемлемых решений.

Massive MIMO может помочь в решении двух ключевых проблем - пропускной способности и охвата. Для операторов мобильной связи частотный диапазон остается дефицитным и относительно дорогостоящим ресурсом, но является ключевым условием для повышения скорости передачи сигнала. В городах интервал между базовыми станциями обусловлен пропускной способностью, а не охватом, что требует развертывания большого их количества и приводит к дополнительным расходам. Massive MIMO позволяет увеличить емкость уже существующей сети. В областях, где развертывание базовых станций обусловлено охватом, технология позволяет увеличить радиус их действия.

Концепция

Massive MIMO кардинально меняет текущую практику, используя очень большое количество когерентно и адаптивно работающих сервисных антенн 4G (сотни или тысячи). Это помогает фокусировать передачу и прием энергии сигнала в меньших областях пространства, значительно улучшая производительность и энергоэффективность, особенно в сочетании с одновременным планированием большого количества пользовательских терминалов (десятков или сотен). Метод изначально предполагался для дуплексной передачи с временным разделением (TDD), но потенциально может применяться также в режиме дуплексного (PDD) частотного разделения.

Технология MIMO: достоинства и недостатки

Преимуществами метода являются широкое использование недорогих маломощных компонентов, снижение латентности, упрощение уровня управления доступом (MAC), устойчивость к случайным и преднамеренным помехам. Ожидаемая пропускная способность зависит от среды распространения, обеспечивающей асимптотически ортогональные каналы к терминалам, и эксперименты до сих пор не выявили никаких ограничений в этом отношении.

Однако вместе с устранением многих проблем появляются новые, требующие неотложного решения. Например, в системах MIMO необходимо обеспечить эффективную совместную работу множества недорогих компонентов малой точности, собирать данные о состоянии канала и распределять ресурсы для вновь подключенных терминалов. Также требуется использовать дополнительные степени свободы, обеспечиваемые избытком сервисных антенн, снизить внутреннее энергопотребление для достижения общей энергоэффективности и найти новые сценарии развертывания.

Рост количества 4G-антенн, участвующих в реализации MIMO, обычно требует посещения каждой базовой станции для изменения конфигурации и проводки. Первоначальное развертывание сетей LTE потребовало установки нового оборудования. Это дало возможность произвести конфигурацию MIMO 2x2 исходного стандарта LTE. Дальнейшие изменения базовых станций производятся только в крайних случаях, а реализации более высокого порядка зависят от операционной среды. Еще одна проблема заключается в том, что операция MIMO приводит к совершенно другому поведению в сети, чем предыдущие системы, что создает некоторую неопределенность планирования. Поэтому операторы склонны сначала использовать другие разработки, особенно если они могут быть развернуты путем обновления программного обеспечения.

что это и с чем её едят? Технология Beamforming помогает направлять сигналы

WiFi - торговая марка для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. В повседневной жизни пользователи беспроводных сетей используют термин "технология WiFi", подразумевая не торговую марку, а стандарт IEEE 802.11.

Технология WiFi позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, уменьшая тем самым стоимость развёртывания сети. Благодаря , где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
Вопреки распространенному мнению о "вредности" WiFi, излучение от WiFi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.

MIMO - (англ. Multiple Input Multiple Output) - технология передачи данных, основанная на применении пространственного мультиплексирования с целью одновременной передачи нескольких информационных потоков по одному каналу, а также многолучевое отражение, которое обеспечивает доставку каждого бита информации соответствующему получателю с небольшой вероятностью влияния помех и потерь данных.

Решение проблеммы увеличения пропускной способности

При интенсивном развитии одних высоких технологий возрастают требования к другим. Этот принцип напрямую затрагивает и системы связи. Одна из наиболее актуальных проблем В современных системах связи - необходимость повышения пропускной способности и скорости передачи данных. Существует два традиционных способа увеличения пропускной способности расширение полосы частот и повышение излучаемой мощности.
Но из-за требований к биологической и электромагнитной совместимости накладываются ограничения на повышение излучаемой мощности и расширение полосы частот. При таких ограничениях проблема нехватки пропускной способности и скорости передачи данных заставляет искать новые эффективные методы ее решения. Одним из самых эффективных методов - применение адаптивных антенных решёток со слабо коррелированными антенными элементами. На этом принципе основана технология MIMO . Системы связи, которые используют эту технологию называются MIMO системы (Multiple Input Multiple Output).

Стандарт WiFi 802.11n – один из наиболее ярких примеров использования технологии MIMO. Согласно ему он позволяет поддерживать скорость до 300 Мбит/сек. Причем предыдущий стандарт 802.11g позволял предоставлять лишь 50 Мбит/сек. Кроме увеличения скорости передачи данных, новый стандарт благодаря MIMO также позволяет обеспечить лучшие характеристики качества обслуживания в местах с низким уровнем сигнала. 802.11n используется не только в системах точка/многоточка (Point/Multipoint) – наиболее привычной нише использования технологии WiFi для организации LAN (Local Area Network), но и для организации соединений типа точка/точка которые используются для организации магистральных каналов связи со скоростью несколько сотен Мбит/сек и позволяющих передавать данные на десятки километров (до 50 км).

Стандарт WiMAX также имеет два релиза, которые раскрывают новые возможности перед пользователями с помощью технологии MIMO. Первый – 802.16e – предоставляет услуги мобильного широкополосного доступа . Он позволяет передавать информацию со скоростью до 40 Мбит/сек в направлении от базовой станции к абонентскому оборудованию . Однако MIMO в 802.16e рассматривается как опция и используется в простейшей конфигурации – 2х2. В следующем релизе 802.16m MIMO рассматривается как обязательная технология, с возможной конфигурацией 4х4. В данном случае WiMAX уже можно отнести к сотовым системам связи, а именно четвертому их поколению (за счет высокой скорости передачи данных), т.к. обладает рядом присущих сотовым сетям признаков: роуминг, хэндовер, голосовые соединения. В случае мобильного использования , теоретически, может быть достигнута скорость 100 Мбит/сек. В фиксированном исполнении скорость может достигать 1 Гбит/сек.

Наибольший интерес представляет использование технологии MIMO в системах сотовой связи . Данная технология находит свое применение, начиная с третьего поколения систем сотовой связи. Например, в стандартеUMTS , в Rel. 6 она используется совместно с технологией HSPA с поддержкой скоростей до 20 Мбит/сек, а в Rel. 7 – с HSPA+, где скорости передачи данных достигают 40 Мбит/сек. Однако в системах 3G MIMO так и не нашла широкого применения.

Системы, а именно LTE, также предусматривают использование MIMO в конфигурации до 8х8. Это в теории может дать возможность передавать данные от базовой станции к абоненту свыше 300 Мбит/сек. Также важным положительным моментом является устойчивое качество соединения даже на краю соты. При этом даже на значительном удалении от базовой станции, или при нахождении в глухом помещении будет наблюдаться лишь незначительное снижение скорости передачи данных.

Мы с вами живем в эпоху цифровой революции, уважаемый аноним. Не успели мы привыкнуть к какой-то новой технологии, нам уже со всех сторон предлагают еще более новую и продвинутую. И пока мы томимся размышлениями, действительно ли эта технология реально поможет нам получить более быстрый интернет или нас просто очередной раз разводят на деньги, конструкторы в это время разрабатывают еще более новую технологию , которую нам предложат взамен текущей уже буквально через 2 года. Это касается и технологии MIMO антенн.

Что же это за технология - MIMO? Multiple Input Multiple Output - множественный вход множественный выход. Прежде всего, технология MIMO является комплексным решением и касается не только антенн. Для лучшего понимания этого факта стоит совершить небольшой экскурс в историю развития мобильной связи . Перед разработчиками стоит задача передать больший объем информации в единицу времени, т.е. увеличить скорость. По аналогии с водопроводом - доставить пользователю больший объем воды в единицу времени. Мы можем сделать это увеличив "диаметр трубы", или, по аналогии, - расширив полосу частот связи. Первоначально стандарт GSM был заточен под голосовой трафик и имел ширину канала равную 0.2 МГц. Это было вполне достаточно. Кроме того есть проблема обеспечения многопользовательского доступа. Ее можно решить разделив абонентов по частоте (FDMA) или по времени (TDMA). В GSM применяются оба способа одновременно. В итоге мы имеем баланс между максимально возможным количеством абонентов в сети и минимально возможной полосой для голосового трафика. С развитием мобильного интернета эта минимальная полоса стала полосой препятствия для увеличения скорости. Две технологии основанные на платформе GSM - GPRS и EDGE достигли предельной скорости 384 кБит/с. Для дальнейшего увеличения скорости необходимо было расширить полосу для интернет трафика одновременно по возможности используя инфраструктуру GSM. В результате был разработан стандарт UMTS. Основным отличием здесь является расширение полосы сразу до 5 МГц, а для обеспечения многопользовательского доступа - применение технологии кодового доступа CDMA, при котором несколько абонентов одновременно работают в одном частотном канале. Такую технологию назвали W-CDMA, подчеркивая этим, что она работает в широкой полосе. Эта система была названа системой третьего поколения - 3G, но при этом она является надстройкой над GSM. Итак, мы получили широкую "трубу" в 5МГц, что позволило первоначально увеличить скорость до 2 МБит/с.

Как еще можно увеличить скорость, если у нас нет возможности дальше увеличивать "диаметр трубы"? Мы можем распараллелить поток на несколько частей, пустить каждую часть по отдельной небольшой трубе и затем сложить эти отдельные потоки на приемной стороне в один широкий поток. Кроме того, скорость зависит от вероятности ошибок в канале. Уменьшая эту вероятность путем избыточного кодирования, упреждающей коррекции ошибок, применения более совершенных способов модуляции радиосигнала, мы также можем увеличить скорость. Все эти наработки (совместно с расширением "трубы" путем увеличения числа несущих на канал) последовательно применялись в дальнейшем усовершенствовании стандарта UMTS и получили наименование HSPA. Это не замена для W-CDMA, а soft+hard upgrade этой основной платформы.

Разработкой стандартов для 3G занимается международный консорциум 3GPP. В таблицу сведены некоторые особенности разных релизов этого стандарта:

3G HSPA скорость & главные технологические особенности
3GPP релиз	Технологии	Скорость Downlink (MBPS)	Скорость Uplink (MBPS)
Rel 6	HSPA	14.4	5.7
Rel 7	HSPA+ 5 MHz, 2x2 MIMO downlink	28	11
Rel 8	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink	42	11
Rel 9	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, 2x5 MHz uplink	84	23
Rel 10	MC-HSPA+ 4x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, 2x5 MHz uplink	168	23
Rel 11	MC-HSPA+ 8x5 MHz 2x2/4x4 MIMO downlink, 2x5 MHz 2x2 MIMO uplink	336 - 672	70

Технология 4G LTE, помимо обратной совместимости с 3G сетями, что позволило ей одержать верх над WiMAX, способна в перспективе развить еще большие скорости, до 1Гбит/с и выше. Здесь применяются еще более продвинутые технологии переноса цифрового потока в радиоинтерфейс, например OFDM модуляция, которая очень хорошо интегрируется с MIMO технологией.

Итак, что же такое MIMO? Распараллелив поток на несколько каналов можно пустить их разными путями через несколько антенн "по воздуху", и принять их такими же независимыми антеннами на приемной стороне. Таким образом мы получаем несколько независимых "труб" по радиоинтерфейсу не расширяя полосы . Это основная идея MIMO . При распространении радиоволн в радиоканале наблюдаются селективные замирания. Это особенно заметно в условиях плотной городской застройки, если абонент находится в движении или на краю зоны обслуживания соты. Замирания в каждой пространственной "трубе" происходят не одновременно. Поэтому если мы передадим по двум каналам MIMO одну и ту же информацию с небольшой задержкой, предварительно наложив на нее специальный код (метод Аламуоти, наложение кода в виде магического квадрата), мы можем восстановить потерянные символы на приемной стороне, что эквивалентно улучшению отношения сигнал/шум до 10-12 дБ. В итоге такая технология опять же приводит к возрастанию скорости. По сути это давно известный разнесенный прием (Rx Diversity) органично встроенный в MIMO технологию.

В конечном счете, мы должны понимать, что MIMO должно поддерживаться как на базе, так и у нашего модема. Обычно в 4G число каналов MIMO кратно двум - 2, 4, 8 (в Wi-Fi системах получила распространение трехканальная система 3x3) и рекомендуется, чтобы их число совпадало и на базе и на модеме. Поэтому для фиксации этого факта MIMO определяют с каналами прием∗передача - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO и т.д. Пока в настоящее время мы имеем дело преимущественно с 2x2 MIMO.

Какие антенны применяются в технологии MIMO? Это обычные антенны, просто их должно быть две (для 2x2 MIMO). Для разделения каналов применяется ортогональная, так называемая X-поляризация. При этом поляризация каждой антенны относительно вертикали сдвинута на 45°, а относительно друг друга - 90°. Такой угол поляризации ставит оба канала в равные условия, поскольку при горизонтально/вертикальной ориентации антенн один из каналов неизбежно получил бы большее затухание из-за влияния земной поверхности. При этом 90° сдвиг поляризации между антеннами позволяет развязать каналы между собой не менее чем на 18-20 дБ.

Для MIMO нам с вами потребуется модем с двумя антенными входами и две антенны на крыше. Однако остается открытым вопрос поддерживается ли эта технология на базовой станции. В стандартах 4G LTE и WiMAX такая поддержка есть как на стороне абонентских устройств, так и на базе. В 3G сети не все так однозначно. В сети уже работают тысячи устройств не поддерживающих MIMO, для которых внедрение этой технологии приносит обратный эффект - пропускная способность сети понижается. Поэтому операторы пока не спешат повсеместно внедрять MIMO в 3G сетях. Чтобы база могла предоставить абонентам высокую скорость она сама должна иметь хороший транспорт, т.е. к ней должна быть подведена "толстая труба", желательно оптиковолокно, что тоже не всегда имеет место. Поэтому в 3G сетях технология MIMO в настоящий момент находится в стадии становления и развития, проходит тестирование как операторами, так и пользователями, причем последними не всегда успешно. Поэтому возлагать надежды на MIMO антенны стоит только в 4G сетях. На краю зоны обслуживания соты можно применять антенны с большим усилением, например зеркальные, для которых уже есть в продаже MIMO облучатели

В сетях Wi-Fi технология MIMO зафиксирована в стандартах IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac и поддерживается уже многими устройствами. Пока мы наблюдаем приход в 3G-4G сети технологии 2x2 MIMO, разработчики не сидят на месте. Уже сейчас разрабатываются технологии 64x64 MIMO с умными антеннами имеющими адаптивную диаграмму направленности. Т.е. если мы пересядем с дивана на кресло или уйдем на кухню, наш планшет заметит это и развернет диаграмму направленности встроенной антенны в нужном направлении. Нужен ли кому-то будет этот сайт в то время?

MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход) – это технология, используемая в беспроводных системах связи (WIFI, сотовые сети связи), позволяющая значительно улучшить спектральную эффективность системы, максимальную скорость передачи данных и емкость сети. Главным способом достижения указанных выше преимуществ является передача данных от источника к получателю через несколько радио соединений, откуда данная технология и получила свое название. Рассмотрим предысторию данного вопроса, и определим основные причины, послужившие широкому распространению технологии MIMO.

Необходимость в высокоскоростных соединениях, предоставляющих высокие показатели качества обслуживания (QoS) с высокой отказоустойчивостью растет от года в год. Этому в значительной мере способствует появление таких сервисов как VoIP (), VoD () и др. Однако большинство беспроводных технологий не позволяют предоставить абонентам высокое качество обслуживания на краю зоны покрытия. В сотовых и других беспроводных системах связи качество соединения, также как и доступная скорость передачи данных стремительно падает с удалением от (BTS). Вместе с этим падает и качество услуг, что в итоге приводит к невозможности предоставления услуг реального времени с высоким качеством на всей территории радио покрытия сети. Для решения данной проблемы можно попробовать максимально плотно установить базовые станции и организовать внутреннее покрытие во всех местах с низким уровнем сигнала. Однако это потребует значительных финансовых затрат что в конечном счете приведет к росту стоимости услуги и снижению конкурентоспособности. Таким образом, для решения данной проблемы требуется оригинальное нововведение, использующее, по возможности, текущий частотный диапазон и не требующее строительства новых объектов сети.

Особенности распространения радиоволн

Для того чтобы понять принципы действия технологии MIMO необходимо рассмотреть общие в пространстве. Волны, излучаемые различными системами беспроводной радиосвязи в диапазоне свыше 100 МГц, во многом ведут себя как световые лучи. Когда радиоволны при распространении встречают какую-либо поверхность, то в зависимости от материала и размера препятствия часть энергии поглощается, часть проходит насквозь, а оставшаяся – отражается. На соотношение долей поглощенной, отраженной и прошедшей насквозь частей энергий влияет множество внешних факторов, в том числе и частота сигнала. Причем отраженная и прошедшая насквозь энергии сигнала могут изменить направление своего дальнейшего распространения, а сам сигнал разбивается на несколько волн.

Распространяющийся по вышеуказанным законам сигнал от источника к получателю после встречи с многочисленным препятствиями разбивается на множество волн, лишь часть из которых достигнет приемник. Каждая из дошедших до приемника волн образует так называемый путь распространения сигнала. Причем из-за того, что разные волны отражаются от разного числа препятствий и проходят разное расстояние, различные пути имеют разные.

В условиях плотной городской постройки, из-за большого числа препятствий, таких как здания, деревья, автомобили и др., очень часто возникает ситуация когда между (MS) и антеннами базовой станции (BTS) отсутствует прямая видимость. В этом случае, единственным вариантом достижения сигнала приемника являются отраженные волны. Однако, как отмечалось выше, многократно отраженный сигнал уже не обладает исходной энергией и может прийти с запозданием. Особую сложность также создает тот факт, что объекты не всегда остаются неподвижными и обстановка может значительно измениться с течением времени. В связи с этим возникает проблема – одна из наиболее существенных проблем в беспроводных системах связи.

Многолучевое распространение – проблема или преимущество?

Для борьбы с многолучевым распространением сигналов применяется несколько различных решений. Одной из наиболее распространенных технологий является Receive Diversity – . Суть его заключается в том, что для приема сигнала используется не одна, а сразу несколько антенн (обычно две, реже четыре), расположенные на расстоянии друг от друга. Таким образом, получатель имеет не одну, а сразу две копии переданного сигнала, пришедшего различными путями. Это дает возможность собрать больше энергии исходного сигнала, т.к. волны, принятые одной антенной, могут не быть принятыми другой и наоборот. Также сигналы, приходящие в противофазе к одной антенне, могут приходить к другой синфазно. Эту схему организации радио интерфейса можно назвать Single Input Multiple Output (SIMO), в противовес стандартной схеме Single Input Single Output (SISO). Также может быть применен обратный подход: когда используется несколько антенн на передачу и одна на прием. Благодаря этому также увеличивается общая энергия исходного сигнала, полученная приемником. Эта схема называется Multiple Input Single Output (MISO). В обеих схемах (SIMO и MISO) несколько антенн устанавливаются на стороне базовой станции, т.к. реализовать разнесение антенн в мобильном устройстве на достаточно большое расстояние сложно без увеличения габаритов самого оконечного оборудования.

В результате дальнейших рассуждений мы приходим к схеме Multiple Input Multiple Output (MIMO). В этом случае устанавливаются несколько антенн на передачу и прием. Однако в отличие от указанных выше схем эта схема разнесения позволяет не только бороться с многолучевым распространением сигнала, но и получить некоторые дополнительные преимущества. За счет использования нескольких антенн на передаче и приеме каждой паре передающей/приемной антенне можно сопоставить отдельный тракт для передачи информации. При этом разнесенный прием будет выполняться оставшимися антеннами, а данная антенна также будет выполнять функции дополнительной антенны для других трактов передачи. В результате, теоретически, можно увеличить скорость передачи данных во столько раз, сколько дополнительных антенн будет использоваться. Однако существенное ограничение накладывается качеством каждого радио тракта.

Принцип работы MIMO

Как уже отмечалось выше, для организации технологии MIMO необходима установка нескольких антенн на передающей и на приемной стороне. Обычно устанавливается равное число антенн на входе и выходе системы, т.к. в этом случае достигается максимальная скорость передачи данных. Чтобы показать число антенн на приеме и передаче вместе с названием технологии «MIMO» обычно упоминается обозначение «AxB», где A – число антенн на входе системы, а B – на выходе. Под системой в данном случае понимается радио соединение.

Для работы технологии MIMO необходимы некоторые изменения в структуре передатчика по сравнению с обычными системами. Рассмотрим лишь один из возможных, наиболее простых, способов организации технологии MIMO. В первую очередь, на передающей стороне необходим делитель потоков, который будет разделять данные, предназначенные для передачи на несколько низкоскоростных подпотоков, число которых зависит от числа антенн. Например, для MIMO 4х4 и скорости поступления входных данных 200 Мбит/сек делитель будет создавать 4 потока по 50 Мбит/сек каждый. Далее каждый их данных потоков должен быть передан через свою антенну. Обычно, антенны на передаче устанавливаются с некоторым пространственным разнесением, чтобы обеспечить как можно большее число побочных сигналов, которые возникают в результате переотражений. В одном из возможных способов организации технологии MIMO сигнал передается от каждой антенны с различной поляризацией, что позволяет идентифицировать его при приеме. Однако в простейшем случае каждый из передаваемых сигналов оказывается промаркированным самой средой передачи (задержкой во времени, и другими искажениями).

На приемной стороне несколько антенн принимают сигнал из радиоэфира. Причем антенны на приемной стороне также устанавливаются с некоторым пространственным разнесением, за счет чего обеспечивается разнесенный прием, обсуждавшийся ранее. Принятые сигналы поступают на приемники, число которых соответствует числу антенн и трактов передачи. Причем на каждый из приемников поступают сигналы от всех антенн системы. Каждый из таких сумматоров выделяет из общего потока энергию сигнала только того тракта, за который он отвечает. Делает он это либо по какому-либо заранее предусмотренному признаку, которым был снабжен каждый из сигналов, либо благодаря анализу задержки, затухания, сдвига фазы, т.е. набору искажений или «отпечатку» среды распространения. В зависимости от принципа работы системы (Bell Laboratories Layered Space-Time - BLAST, Selective Per Antenna Rate Control (SPARC) и т.д.), передаваемый сигнал может повторяться через определенное время, либо передаваться с небольшой задержкой через другие антенны.

В системе с технологией MIMO может возникнуть необычное явление, которое заключается в том, что скорость передачи данных в системе MIMO может снизиться в случае появления прямой видимости между источником и приемником сигнала. Это обусловлено в первую очередь уменьшением выраженности искажений окружающего пространства, который маркирует каждый из сигналов. В результате на приемной стороне становится проблематичным разделить сигналы, и они начинают оказывать влияние друг на друга. Таким образом, чем выше качество радио соединения, тем меньше преимуществ можно получить от MIMO.

Multi-user MIMO (MU-MIMO)

Рассмотренный выше принцип организации радиосвязи относится к так называемой Single user MIMO (SU-MIMO), где существует лишь один передатчик и приемник информации. В этом случае и передатчик и приемник могут четко согласовать свои действия, и в то же время нет фактора неожиданности, когда в эфире могут появиться новые пользователи. Такая схема вполне подходит для небольших систем, например для организации связи в доме офисе между двумя устройствами. В свою очередь большинство систем, такие как WI-FI, WIMAX, сотовые системы связи являются многопользовательскими, т.е. в них существует единый центр и несколько удаленных объектов, с каждым из которых необходимо организовать радиосоединение. Таким образом, возникают две проблемы: с одной стороны базовая станция должна передать сигнал ко многим абонентам через одну и ту же антенную система (MIMO broadcast), и в то же время принять сигнал через те же антенны от нескольких абонентов (MIMO MAC – Multiple Access Channels).

В направлении uplink – от MS к BTS, пользователи передает свою информацию одновременно на одной и той же частоте. В данном случае для базовой станции возникает сложность: необходимо разделить сигналы от различных абонентов. Одним из возможных способов борьбы с этой проблемой также является способ линейной обработки (linear processing), который предусматривает предварительную передаваемого сигнала. Исходный сигнал, согласно этому способу, перемножается с матрицей, которая составляется из коэффициентов отражающих интерференционное воздействие от других абонентов. Матрица составляется исходя из текущей обстановки в радиоэфире: числа абонентов, скоростей передачи и т.п. Таким образом, перед передачей сигнал подвергается искажению обратному с тем, которое он встретит во время передачи в радиоэфире.

В downlink – направление от BTS к MS, базовая станция передает сигналы одновременно на одном и том же канале сразу к нескольким абонентам. Это приводит к тому, что сигнал, передаваемый для одного абонента, оказывает влияние на прием всех других сигналов, т.е. возникает интерференция. Возможными вариантами борьбы с этой проблемой является использование, либо применение технологии кодирования dirty paper («грязная бумага»). Рассмотрим технологию dirty paper подробнее. Принцип ее действия основан на анализе текущего состояния радиоэфира и числа активных абонентов. Единственный (первый) абонент передает свои данные к базовой станции без кодирования, изменения своих данных, т.к. интерференции от других абонентов нет. Второй абонент будет кодировать, т.е. изменять энергию своего сигнала так чтобы не помешать первому и не подвергнуть свой сигнал влиянию от первого. Последующие абоненты, добавляемые в систему, также будут следовать этому принципу, и опираться на число активных абонентов и эффект, оказываемый передаваемыми ими сигналами.

Применение MIMO

Стандарт WiMAX также имеет два релиза, которые раскрывают новые возможности перед пользователями с помощью технологии MIMO. Первый – 802.16e – предоставляет услуги мобильного широкополосного доступа. Он позволяет передавать информацию со скоростью до 40 Мбит/сек в направлении от базовой станции к абонентскому оборудованию. Однако MIMO в 802.16e рассматривается как опция и используется в простейшей конфигурации – 2х2. В следующем релизе 802.16m MIMO рассматривается как обязательная технология, с возможной конфигурацией 4х4. В данном случае WiMAX уже можно отнести к сотовым системам связи, а именно четвертому их поколению (за счет высокой скорости передачи данных), т.к. обладает рядом присущих сотовым сетям признаков: , голосовые соединения. В случае мобильного использования, теоретически, может быть достигнута скорость 100 Мбит/сек. В фиксированном исполнении скорость может достигать 1 Гбит/сек.

Наибольший интерес представляет использование технологии MIMO в системах сотовой связи. Данная технология находит свое применение, начиная с третьего поколения систем сотовой связи. Например, в стандарте, в Rel. 6 она используется совместно с технологией HSPA с поддержкой скоростей до 20 Мбит/сек, а в Rel. 7 – с HSPA+, где скорости передачи данных достигают 40 Мбит/сек. Однако в системах 3G MIMO так и не нашла широкого применения.

Системы, а именно LTE, также предусматривают использование MIMO в конфигурации до 8х8. Это в теории может дать возможность передавать данные от базовой станции к абоненту свыше 300 Мбит/сек. Также важным положительным моментом является устойчивое качество соединения даже на краю. При этом даже на значительном удалении от базовой станции, или при нахождении в глухом помещении будет наблюдаться лишь незначительное снижение скорости передачи данных.

Одно из самых существенных и важных нововведений Wi-Fi за прошедшие 20 лет - технология Multi User - Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO). MU-MIMO расширяет функциональность появившегося недавно обновления беспроводного стандарта 802.11ac «Wave 2». Безусловно, это огромный прорыв для беспроводной связи. Данная технология помогает увеличить максимальную теоретическую скорость беспроводного соединения от 3,47 Гбит/с в оригинальной спецификации стандарта 802.11ac до 6,93 Гбит/с в обновлении стандарта 802.11ac Wave 2. Это одна из самых сложных функциональностей Wi-Fi на сегодняшний день.

Давайте разберемся как это работает!

Технология MU-MIMO повышает планку за счет разрешения нескольким устройствам принимать несколько потоков данных. Она базируется на однопользовательской технологии MIMO (SU-MIMO), которая была представлена почти 10 лет назад со стандартом 802.11n.

SU-MIMO увеличивает скорость Wi-Fi-соединения, позволяя паре беспроводных устройств одновременно принимать или отправлять несколько потоков данных.

Рисунок 1. Технология SU-MIMO предоставляет многоканальные входные и выходные потоки одному устройству в одно и то же время. Технология MU-MIMO обеспечивает одновременную связь с несколькими устройствами.

По сути, революционные изменения для Wi-Fi обеспечивают две технологии. Первая из этих технологий, называемая beamforming, позволяет Wi-Fi-маршрутизаторам и точкам доступа более эффективно использовать радиоканалы. До появления этой технологии Wi-Fi-маршрутизаторы и точки доступа работали как электрические лампочки, посылая сигнал во всех направлениях. Проблема заключалась в том, что несфокусированному сигналу ограниченной мощности трудно добраться до клиентских Wi-Fi-устройств.

С помощью технологии beamforming Wi-Fi-маршрутизатор или точка доступа обменивается с клиентским устройством информацией о своем местоположении. Затем маршрутизатор изменяет свою фазу и мощность для формирования лучшего сигнала. Как результат: более эффективно используются радиосигналы, ускоряется передача данных и, возможно, увеличивается максимальная дистанция соединения.

Возможности beamforming расширяются. До сих пор Wi-Fi-маршрутизаторы или точки доступа были по своей сути однозадачными, посылая или принимая данные только от одного клиентского устройства одновременно. В более ранних версиях семейства стандартов беспроводной передачи данных 802.11, включая стандарт 802.11n и первую версию стандарта 802.11ac, существовала возможность одновременного приема или передачи нескольких потоков данных, но до сих пор не существовало метода, позволяющего Wi-Fi-маршрутизатору или точке доступа в одно и то же время «общаться» сразу с несколькими клиентами. Отныне же с помощью MU-MIMO такая возможность появилась.

Это действительно большой прорыв, так как возможность одновременной передачи данных сразу нескольким клиентским устройствам значительно расширяет доступную полосу пропускания для беспроводных клиентов. Технология MU-MIMO продвигает беспроводные сети от старого способа CSMA-SD, когда в одно и то же время обслуживалось только одно устройство, к системе, где сразу несколько устройств могут одновременно «говорить». Для большей наглядности примера, представьте себе переход от однополосной проселочной дороги к широкой автомагистрали

Сегодня беспроводные маршрутизаторы и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 активно завоевывают рынок. Каждый, кто разворачивает Wi-Fi понимать специфику работы технологии MU-MIMO. Предлагаем вашему вниманию 13 фактов, которые ускорит ваше обучение в этом направлении.

1. MU-MIMO использует только «Downstream» поток (от точки доступа к мобильному устройству).

В отличие от SU-MIMO, технология MU-MIMO в настоящее время работает только для п ередачи данных от точки доступа к мобильному устройству. Только беспроводные маршрутизаторы или точки доступа могут одновременно передавать данные нескольким пользователям, будь то один или несколько потоков для каждого из них. Сами же беспроводные устройства (такие, как смартфоны, планшеты или ноутбуки) по-прежнему должны по очереди направлять данные к беспроводному маршрутизатору или точке доступа, хотя при этом при наступлении их очереди они по отдельности могут использовать технологию SU-MIMO для передачи нескольких потоков.

Технология MU-MIMO будет особенно полезной в тех сетях, где пользователи больше скачивают данные, чем загружают.

Возможно, в будущем будет реализована версия технологии Wi-Fi: 802.11ax , где метод MU-MIMO будем применим и для «Upstream» трафика.

2. MU-MIMO работает только в Wi-Fi-диапазоне частот 5 ГГц

Технология SU-MIMO работает как в диапазоне частот 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Беспроводные роутеры и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 могут одновременно обслуживать несколько пользователей только на полосе частот 5 ГГц. С одной стороны, конечно, жаль, что на более узкой и более перегруженной полосе частот 2,4 ГГц мы не сможем использовать новую технологию. Но, с другой стороны, на рынке появляется все больше двухдиапазонных беспроводных устройств, поддерживающих технологию MU-MIMO, которые мы можем использовать для разворачивания производительных корпоративных Wi-Fi-сетей.

3. Технология Beamforming помогает направлять сигналы

В литературе СССР можно встретить понятие Фазированная Антенная Решётка, которая была разработана для военных радаров в конце 80-х. Аналогичная технология была применена в современном Wi-Fi. MU-MIMO использует технологию формирования направленного сигнала (в англоязычной технической литературе известной как «beamforming»). Beamfiorming позволяет направлять сигналы в направлении предполагаемого местоположения беспроводного устройства (или устройств), а не посылать их случайным образом во всех направлениях. Таким образом получается сфокусировать сигнал и существенно увеличить дальность действия и скорость работы Wi-Fi-соединения.

Хотя технология beamforming стала опционально доступна еще со стандартом 802.11n, тем ни менее большинство производителей реализовывали свои проприетарные версии этой технологии. Эти вендоры и сейчас предлагают проприетарные реализации технологии в своих устройствах, но теперь им придется включить хотя бы упрощенную и стандартизированную версию технологии формирования направленного сигнала, если они хотят поддерживать технологию MU-MIMO в своей продуктовой линейке стандарта 802.11ac.

4. MU-MIMO поддерживает ограниченное количество одновременных потоков и устройств

К огромному сожалению, маршрутизаторы или точки доступа с реализованной технологией MU-MIMO не могут одновременно обслуживать неограниченное количество потоков и устройств. Маршрутизатор или точка доступа имеют собственное ограничение на число потоков, которые они обслуживают (зачастую это 2, 3 или 4 потока), и это количество пространственных потоков также ограничивает количество устройств, которые точка доступа может одновременно обслужить. Так, точка доступа с поддержкой четырех потоков может одновременно обслуживать четыре различных устройства, либо, к примеру, один поток направить к одному устройству, а три других потока агрегировать на другое устройство (увеличив скорость от объёединения каналов).

5. От пользовательских устройств не требуется наличие нескольких антенн

Как и в случае с технологией SU-MIMO, только беспроводные устройства со встроенной поддержкой MU-MIMO могут агрегировать потоки (скорость). Но, в отличие от ситуации с технологией SU-MIMO, беспроводным устройствам не обязательно требуется иметь несколько антенн, чтобы принимать MU-MIMO-потоки от беспроводных маршрутизаторов и точек доступа. Если беспроводное устройство оснащено только одной антенной, оно может принять только один MU-MIMO-поток данных от точки доступа, используя beamforming для улучшения приёма.

Большее количество антенн позволит беспроводному пользовательскому устройству принимать большее количество потоков данных одновременно (обычно из расчета один поток на одну антенну), что, безусловно, положительно скажется на производительности этого устройства. Однако, наличие нескольких антенн у пользовательского устройства негативно сказывается на потребляемой мощности и размере этого изделия, что критично для смартфонов.

Однако технология MU-MIMO предъявляет меньшие аппаратные требования к клиентским устройствам, чем обременительная в техническом плане технология SU-MIMO, то можно с уверенностью предположить, что производители гораздо охотнее станут оснащать свои ноутбуки и планшеты поддержкой технологии MU-MIMO.

6. Точки доступа выполняют «тяжелую» обработку

Стремясь к упрощению требований к устройствам конечных пользователей, разработчики технологии MU-MIMO постарались переложить на точки доступа большую часть работы по обработке сигнала. Это еще один шаг вперед по сравнению с технологией SU-MIMO, где бремя по обработке сигнала большей частью лежало на пользовательских устройствах. И опять же, это поможет производителям клиентских устройств экономить на мощности, размере и других затратах при производстве своих продуктовых решений с поддержкой MU-MIMO, что должно весьма позитивно сказаться на популяризации данной технологии.

7. Даже бюджетные устройства получают ощутимую выгоду от одновременной передачи через несколько пространственных поток

Подобно агрегации каналов в сети Ethernet (802.3ad и LACP), объединение потоков 802.1ac не увеличивает скорость соединения «точка-точка». Т.е. если вы единственный пользователь и у Вас запущено только одно приложение - вы задействует только 1 пространственный поток.

Однако существует возможность увеличить общую пропускную способность сети за счет предоставления возможности по обслуживанию точкой доступа нескольких пользовательских устройств одновременно.

Но если все используемые в вашей сети пользовательские устройства поддерживают работу только с одним потоком, то MU-MIMO позволит вашей точке доступа обслуживать одновременно до трех устройств, вместо одного за раз, в то время как другим (более продвинутым) пользовательским устройствам придется ожидать своей очереди.

Рисунок 2.

8. Некоторые пользовательские устройства имеют скрытую поддержку технологии MU-MIMO

Не смотря на то, что в настоящее время все еще не так много маршрутизаторов, точек доступа или мобильных устройств поддерживают MU-MIMO, в компании-производителе Wi-Fi-чипов утверждают, что часть производителей в своем производственном процессе учла аппаратные требования для поддержки новой технологии для некоторых своих устройств для конечных пользователей еще несколько лет назад. Для таких устройств относительно простое обновление программного обеспечения добавит поддержку технологии MU-MIMO, что также должно ускорить популяризацию и распространение технологии, а также стимулировать компании и организации модернизировать свои корпоративные беспроводные сети с помощью оборудования с поддержкой стандарта 802.11ac.

9. Устройства без поддержки MU-MIMO также оказываются в выигрыше

Не смотря на то, что Wi-Fi-устройства обязательно должны иметь поддержку MU-MIMO для того, чтобы использовать эту технологию, даже те клиентские устройства, которые такой поддержкой не имеют, могут получить косвенную выгоду от работы в беспроводной сети, где маршрутизатор или точки доступа поддерживают технологию MU-MIMO. Следует помнить, что скорость передачи данных по сети напрямую зависит от общего времени, в течение которого абонентские устройства подключены к радиоканалу. И если технология MU-MIMO позволит обслуживать часть устройств быстрее, то это означает, что у точек доступа в такой сети останется больше времени на обслуживание других клиентских устройств.

10. MU-MIMO помогает увеличить пропускную способность беспроводной сети

Когда вы увеличиваете скорость Wi-Fi-соединения, вы также увеличиваете пропускную способность беспроводной сети. Так как устройства обслуживаются более быстро, то у сети появляется больше эфирного времени на обслуживание большего количества клиентских устройств. Таким образом, технология MU-MIMO может значительно оптимизировать работу беспроводных сетей с интенсивным трафиком или большим количеством подключенных устройств, таких как общественные Wi-Fi-сети. Это прекрасная новость, так как количество смартфонов и других мобильных устройств с возможностью подключения к Wi-Fi-сети, скорее всего, продолжит увеличиваться.

11. Поддерживается любая ширина канала

Одним из способов расширения пропускной способности Wi-Fi-канала является связывание каналов, когда объединяются два соседних канала в один канал, который в два раза шире, что фактически удваивает скорость Wi-Fi-соединения между устройством и точкой доступа. Стандарт 802.11n предусматривал поддержку каналов шириной до 40 МГц, в оригинальной спецификации стандарта 802.11ac поддерживаемая ширина канала была увеличена до 80 МГц. В обновленном стандарте 802.11ac Wave 2 поддерживаются каналы шириной 160 МГц.

Рисунок 3. На сегодняшний день стандарт 802.11ac поддерживает каналы шириной до 160 МГц в диапазоне частот 5 ГГц

Однако, не следует забывать, что использование в беспроводной сети каналов большей ширины увеличивает вероятность возникновения помех в совмещенных каналах. Поэтому такой подход не всегда будет правильным выбором для разворачивания всех без исключения Wi-Fi-сетей. Тем ни менее, технология MU-MIMO, как мы можем убедиться, может быть использована для каналов любой ширины.

Тем ни менее, даже если ваша беспроводная сеть использует более узкие каналы шириной 20 МГц или 40 МГц, технология MU-MIMO все равно может помочь ей работать быстрее. А вот насколько быстрее, будет зависеть от того, сколько необходимо будет обслуживать клиентских устройств и сколько потоков каждое из этих устройств поддерживает. Таким образом, использование технологии MU-MIMO даже без широких связанных каналов может более чем в два раза увеличить пропускную способность выходного беспроводного соединения для каждого устройства.

12. Обработка сигналов повышает безопасность

Интересным побочным эффектом технологии MU-MIMO является то, что маршрутизатор или точка доступа шифрует данные перед их отправкой через радиоканалы. Достаточно трудно декодировать данные, передаваемые с использованием технологии MU-MIMO, т. к. не ясно какая часть кода в каком пространственном потоке находится. Хотя впоследствии могут быть разработаны специальные инструменты, позволяющие другим устройствам перехватывать передаваемый трафик, на сегодняшний день технология MU-MIMO эффективно маскирует данные от расположенных вблизи устройств прослушивания. Таким образом, новая технология помогает повысить Wi-Fi-безопасность, что особенно актуально для открытых беспроводных сетей, таких как общественные Wi-Fi-сети, а также точек доступа, работающих в персональном режиме или использующих упрощенный режим аутентификации пользователей (Pre-Shared Key, PSK) на базе технологий защиты Wi-Fi-сети WPA или WPA2.

13. MU-MIMO лучше всего подходит для неподвижных Wi-Fi-устройств

Также существует одно предостережение о технологии MU-MIMO: она не очень хорошо работает с быстродвижущимися устройствами, так как процесс формирования направленного сигнала по технологии beamforming становится более сложным и менее эффективным. Поэтому MU-MIMO не сможет обеспечить вам заметную пользу для устройств, часто использующих роуминг в вашей корпоративной сети. Однако, следует понимать, что эти «проблемные» устройства никак не должны повлиять ни на MU-MIMO-передачу данных другим клиентским устройствам, которые менее подвижны, ни на их производительность.

Подписка на новости

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

Панельная антенна

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Технология MIMO

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Установка антенн для модема своими руками

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO :

моноблочные;
разнесенные.

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Как сделать антенну самостоятельно

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

Видео

27.08.2015

Наверняка, многие уже слышали про технологию MIMO , в последние годы её частенько пестрят рекламные проспекты и плакаты, особенно в компьютерных магазинах и журналах. Но что же такое MIMO (МИМО) и с чем её едят? Давайте разберёмся поподробнее.

Технология MIMO

MIMO (Multiple Input Multiple Output; множественные входы, множественные выходы) — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, при котором для передачи данных используются две и более антенны и такое же количество антенн для приёма. Передающие и приёмные антенны разнесены настолько, чтобы достичь минимального взаимного влияния друг на друга между соседними антеннами. Технология MIMO используется в беспроводных связи Wi-Fi, WiMAX, LTE для увеличения пропускной способности и более эффективного использования частотной полосы. Фактически MIMO позволяет в одном частотном диапазоне и заданном частотном коридоре передавать больше данных, т.е. увеличить скорость. Достигается это за счёт использования нескольких передающих и принимающих антенн.

История MIMO

Технологию MIMO можно отнести к достаточно моложим разработкам. Её история начинается в 1984 году, когда был зарегистрирован первый патент на использования данной технологии. Начальные разработки и исследования проходили в компании Bell Laboratories , а 1996 году компание Airgo Networks был выпущен первый MIMO-чипсет под названием True MIMO . Наибольшее развитие технология MIMO получила в начале XXI века, когда бурными темпами начали развиваться беспроводные сети Wi-Fi и сотовые сети 3G. А сейчас технология MIMO вовсю используется в сетях 4G LTE и Wi-Fi 802.11b/g/ac.

Что даёт технология MIMO?

Для конечного пользователя MIMO даёт значительный прирост в скорости передачи данных. В зависимости от конфигурации оборудования и количества используемых антенн, можно получить двухкратный, трёкратный и до восьмикратного увеличения скорости. Обычно в беспроводных сетях используется одинаковое количество передающих и принимающих антенн, и записывается это как, например, 2х2 или 3х3. Т.е. если видим запись MIMO 2x2, значит две антенны передают сигнал и две принимают. Например, в стандарте Wi-Fi один канал шириной 20 Мгц даёт пропускную способность 866 Мбит/с, тогда как в конфигурации MIMO 8x8 объединяются 8 каналов, что даёт максимальную скорость около 7 Гбит/с. Аналогично и в LTE MIMO - потенциальный рост скорости в несколько раз. Для полноценного использования MIMO в сетях LTE необходимы , т.к. как правило встроенные антенны недостаточно разнесены и дают малый эффект. И конечно, должна быть поддержка MIMO со стороны базовой станции.

LTE-антенна с поддержкой MIMO передаёт и принимает сигнал в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Это называется поляризация. Отличительной особенностью MIMO-антенн является наличие двух антенных разъёмов, и соответственно использование двух проводов для подключения к модему/роутеру.

Несмотря на то, что многие говорят, и не безосновательно, что MIMO-антенна для сетей 4G LTE фактически представляет собой две антенны в одной, не стоит думать, что при использовании такой антенны будет двухкратный рост скорости. Таковым он может быть только в теории, а на практике разница между обычной и MIMO-антенной в сети 4G LTE не превышает 20-25%. Однако, более важным в данном случае будет стабильный сигнал, который может обеспечить MIMO-антенна.

На пальцах о MIMO.

Подробнее

Достоинства MIMO

. Где применяется MIMO

МТС везет в Россию смартфоны с поддержкой гигабитных скоростей в LTE

18 Мая 2018 12:0618 Мая 2018 12:06 | Поделиться МТС будет эксклюзивно продавать в России смартфон Moto Z2 Force с поддержкой технологии LAA, обеспечивающей скорость передачи данных до 1 Гбит/с за счет агрегации LTE и Wi-Fi. Первую такую сеть МТС запустила в Уфе.

МТС запустила первую в России сеть по технологии LAA

Компания «Мобильные телесистемы» (МТС) совместно с производителями оборудования Ericsson и Qualcomm, запустила в Уфе в коммерческую эксплуатацию фрагмент сети, работающей на основе технологии LAA (License Assisted Access). Утверждается, что эта первая в России и Восточной Европе сеть, работающая на постоянной основе на базе этой технологии.

Как технология LAA позволяет получить скорость до 1 Гбит/с

Технология LAA позволяет увеличить скорость сетей четвертого поколения сотовой связи стандарта LTA. Это происходит за счет агрегации лицензируемых частот, предназначенных для LTE, с нелицензируемыми частотами, использующимися сейчас для технологии Wi-Fi.

Сеть, запущенная МТС, агрегирует полосу частот шириной 20 МГц в лицензируемом диапазоне 1800 МГц и с тремя полосами частот шириной также по 20 МГц в диапазоне 5 ГГц. В диапазоне 1800 МГц используется технология 4x4 MIMO (четыре антенны на прием и четыре на передачу данных), в диапазоне 5 ГГц - 2x2 MIMO (по две антенны на прием и передачу).

В обоих диапазонах используется метод модуляции 256 QAM. В результате в ходе демонстрации работы сети была зафиксирована скорость передачи данных 979 Мбит/с.

Смартфон Motorola для работы в гигабитной сети LAA

Пока сеть МТС развернута только на одном объекте - торговом центре «Планета». В нем установлены базовые станции Ericsson ERS с использованием радиомодулей 1800 (Radio 2212) и LAA (Radio 2205). В дальнейшей планируется развитие сети на иные объекты.

МТС привезет в России смартфон с поддержкой LAA

В качестве абонентского оборудования использовался смартфон Motorola Moto Z2 Force, который работает на базе мобильной платформы Qualcomm Snapdragon 835 с модемом X16 LTE. Это первый модем, обеспечивающий поддержку LAA.

По словам директора российского представительства Qualcomm по работе с операторами связи Сергея Коробова, вскоре продажи смартфона Moto Z2 Force начнутся в России. При этом у МТС будут эксклюзивные права на его продажу.

До конца 2018 г. на рынке будет доступно порядка десятка других моделей смартфонов с поддержкой LAA от ASUS, Samsung, Sony, HTC, LG и Sharp.

Как отмечает Коробов, технология LAA справедливым образом использует ресурсы Wi-Fi-частот. Динамическим образом используется незанятый канал частот. Также применяется принцип «Listen before talk», когда сеть при низком объеме трафика может сделать каналы Wi-Fi-частот доступными для соседних сетей.

Для чего нужен гигабибтный LTE

Технология LAA является одной из разновидностей сетей LTE Advanced и относится к категории Cat 16, обеспечивающую скорость передачи данных до 1 Гбит/с. По словам Коробова, в сетях гигабитного LTE средняя скорость передачи данных составляет 100-300 Мбит/с.

CNews Analytics: Рейтинг операторов фискальных данных 2022

CNews Analytics

В местах со слабым сигналом, например, внутри зданий, средняя скорость передачи данных возрастает на 70%. Большую скорость можно использовать в местах массового скопления людей, например, в аэропортах. Более того, за счет увеличения пропускной способности сети средняя скорость передачи данных увеличивается для всех обслуживаемых ей абонентов независимо от того, какие устройства они используют.

Почему «Мегафону» проще получить гигабитную скорость

В 2017 г. «Мегафон» в Москве запустил сеть LTE Advanced Cat 16 со скоростями также до 1 Гбит/с. Тогда использовалось иное частотное планирование: в диапазоне 2,5-2,7 ГГц было агрегировано по два участка частот, в каждом из которых присутствует по две полосы частот шириной по 20 МГц каждая.

В этом плане «Мегафон» находится в более выигрышном положении, чем его конкуренты - «Вымпелком» (торговая марка «Билайн»), МТС и Tele2. После поглощения «Скартела» (бренд Yota) «Мегафон» обладает суммарно 80 МГц частот в диапазоне 2,5-2,7 ГГц, тогда как у его конкурентов в этом диапазоне есть только 20 МГц.

Таким образом, применение технологии LAA позволяет конкурентам «Мегафона» достичь тех же пиковых скоростей за счет агрегирования частот из нелицензируемых диапазонов частот. Внедрение LAA также является важным шагом перед внедрением сетей следующего поколения 5G.

«Вымпелком» напоминает, что компания также уже провела успешное тестирование технологии LTE в нелицензируемом спектре, что позволило оператору достичь скорости в 480 Мбит/с. «Вымпелком» продолжает тестировать технологии, которые должны лечь в основу 5G.

Игорь Королев

90 000 Интернет Гданьск - МБит Технология MIMO в радиосетях 802.11 a/b/g/n

Введение

Технология MIMO (multiple-input-multi-output), предлагающая огромные преимущества для беспроводных сетей при относительно низкой стоимости, стала основой стандарта 802.11n. MIMO оказался настолько инновационным, что его адаптировали для использования и в других беспроводных сетях, например, в сотовых сетях 4G (LTE).

Беспроводные сети, построенные по старым стандартам 802.11a/b/g требуют минимизации эффекта многолучевости для эффективной работы, в то время как беспроводные сети MIMO с несколькими антеннами выигрывают от этого.

Устройства MIMO способны непрерывно обрабатывать каждый из компонентов многолучевого сигнала и могут, например,

2X2 MIMO - Улучшение параметров принимаемого сигнала.

В технологии 2X2 MIMO «несколько выходов» означает, что устройство WLAN передает два радиосигнала одновременно, используя несколько передающих антенн.«Множественный вход» относится к приему двух радиосигналов от нескольких приемных антенн (рис. 1).

Рис. 1. Система MIMO с несколькими антеннами

Основное преимущество MIMO кажется простым: несколько антенн отправляют и принимают «больше» сигнала. На самом деле MIMO может предложить гораздо больше. Наличие множества антенн и приемников на приемной стороне (рис. 2) не только увеличивает ценность принимаемого сигнала, но и снижает негативные эффекты многолучевости за счет соответствующего суммирования отдельных составляющих принимаемого сигнала.

Рис. 2. Комбинирование максимального соотношения

Этот метод, называемый комбинированием максимального отношения (MRC), значительно улучшает отношение сигнал-шум (SNR), особенно в многолучевых средах с большим количеством путей. Для таких сред характерно большое количество отражающих поверхностей, в результате чего сигнал достигает приемной антенны различными путями.

MIMO - Улучшение параметров отправляемого сигнала

Использование радиомодулей с несколькими выходами, имеющими собственные усилители мощности и выделенные антенны, является другой стороной уравнения MIMO (рис.4).

Рисунок 4 – Две передающие антенны с выделенными усилителями мощности

Благодаря возможности точной регулировки фазы сигналов, отправляемых несколькими передающими антеннами, можно максимально увеличить суммарный сигнал, принимаемый приемной антенной. Метод Transmit Beamforming - TB позволяет формировать каждый из передаваемых сигналов, тем самым фокусируя передачу нескольких антенн на один приемник. Эффективное усиление модулированного таким образом сигнала соответствует квадрату числа передающих антенн.Таким образом, наличие двух передающих антенн и использование Transmit Beamforming означает, что эффективное значение передаваемого сигнала в четыре раза выше.

MRC, TB и многоканальные радиомодули с собственными усилителями мощности и выделенными антеннами способны значительно увеличить радиус действия и пропускную способность беспроводной сети.

Стандарт 802.11n помимо технологии MIMO вносит дополнительные изменения, увеличивающие эффективную пропускную способность сети. Наиболее важным из них является возможность использовать преимущества увеличенной ширины канала, более высоких скоростей модуляции и снижения служебных данных.

Радиосети 802.11 a/b/g используют канал 20 МГц, тогда как стандарт 802.11n определяет использование каналов 20 или 40 МГц и максимум 4 пространственных потока на канал.

Доступные на данный момент устройства способны использовать два пространственных потока в канале шириной 20 или 40 МГц, достигая скорости 144,4 или 300 Мбит/с соответственно. Сравнение доступных скоростей передачи в стандартах 802.11a/b/g/n.

Резюме

Использование описанных методик MIMO позволяет решать проблемы, связанные с надежностью, радиусом действия, скоростью соединения и пропускной способностью беспроводных сетей.

Совместимость методик диверсификации MIMO со всеми устройствами, работающими в стандартах 802.11a/b/g, позволяет улучшить SNR радиосоединения и, как следствие, дальность и/или пропускную способность таких соединений.

Беспроводные сети, работающие в стандарте 802.11n, позволяют благодаря пространственному мультиплексированию дополнительно удвоить пропускную способность канала (2x2 MIMO) и использовать более высокую эффективность радиоуровня и MAC-уровня (2x2 и 2x1 MIMO).

Благодаря всем описанным улучшениям, использование технологии MIMO и стандарта 802.11n позволяет значительно повысить пропускную способность, пропускную способность и надежность сетей WLAN.

Источник: http://www.cyberbajt.pl/raport/460/0/472/

Что нужно знать о MU-MIMO? - Computerworld

Wi-Fi — технология, известная уже почти 20 лет. Механизм MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) появился относительно недавно в беспроводной среде, но набирает популярность с появлением спецификации 802.11ac Wave2.

Механизм MU-MIMO был построен на основе SU-MIMO (Single-User MIMO), работающего уже почти десятилетие по стандарту 802.11n. SU-MIMO помогает увеличить скорость Wi-Fi, позволяя одновременно отправлять и получать несколько потоков данных между парой беспроводных устройств.MU-MIMO расширил функциональные возможности, позволяя нескольким устройствам одновременно передавать несколько потоков данных. На рынок выходят беспроводные маршрутизаторы и точки доступа стандарта 802.11ac Wave2, поэтому стоит представить тему MU-MIMO, которыми они оснащены. Вот 13 фактов, которые помогут вам понять новую технологию.

1. MU-MIMO работает только для нисходящих соединений.

Стоит помнить, что, в отличие от SU-MIMO, технология MU-MIMO в настоящее время работает только в беспроводных нисходящих каналах.Только беспроводные маршрутизаторы и точки доступа могут отправлять данные нескольким клиентам одновременно. Беспроводным устройствам (таким как смартфоны, планшеты, ноутбуки) по-прежнему необходимо отправлять данные на беспроводной маршрутизатор или точку доступа с помощью SU-MIMO. Это означает, что MU-MIMO более полезен в сетях, где пользователи скачивают больше, чем загружают. Версия MU-MIMO вдали от клиента (восходящая линия связи) будет представлена в стандарте 802.11ax.

См. также:

SU-MIMO позволяет нескольким входным и выходным потокам обмениваться данными с одним устройством одновременно, а MU-MIMO обеспечивает одновременную связь с несколькими устройствами.Источник: Qualcomm.

2. MU-MIMO работает только на частоте 5 ГГц.

Технология

SU-MIMO работает на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц. В настоящее время MU-MIMO работает только с частотой 5 ГГц. Нижний частотный диапазон Wi-Fi 2,4 ГГц не использует новую технологию.

3. «Формирование луча» поддерживает управление лучом.

MU-MIMO использует механизм формирования луча. Формирование луча было введено в спецификации 802.11ac в качестве механизма для направления луча сигнала непосредственно к местоположению беспроводного устройства, в отличие от отправки сигнала во всех возможных направлениях. Таким образом, сигнал распределяется более эффективно, поэтому технология помогает увеличить радиус действия и скорость Wi-Fi. Формирование луча было опционально доступно в стандарте 802.11n. Большинство поставщиков внедрили проприетарные версии этого решения в свои продукты. MU-MIMO требует поддержки упрощенного стандарта «формирования луча» для использования с продуктами 802.11 ак.

4. MU-MIMO не поддерживает неограниченное количество одновременных потоков.

Беспроводной маршрутизатор или точка MU-MIMO не может обрабатывать бесконечное количество потоков и устройств одновременно, но может обрабатывать определенное количество потоков, обычно три или четыре. Например, четыре потока, поддерживаемых точкой доступа, могут одновременно обслуживать четыре разных клиентских устройства, использующих один поток, или одно устройство, поддерживающее один поток, и дополнительно одно, поддерживающее три потока.

5. Клиентские устройства не должны иметь несколько антенн.

Как и в случае с технологией SU-MIMO, только беспроводные устройства со встроенной поддержкой MU-MIMO могут принимать сигналы MU-MIMO. Однако, в отличие от технологии SU-MIMO, беспроводным устройствам не требуется несколько антенн для приема потоков MU-MIMO. Если беспроводное устройство имеет только одну антенну, оно все равно может принимать один поток данных MU-MIMO, поступающий от точки доступа.Большее количество антенн может принимать больше одновременных потоков данных (обычно один поток на каждую антенну), что повышает эффективность соединения.

MU-MIMO

может одновременно отправлять в три раза больше данных, чем SU-MIMO. Источник: Qualcomm.

6. Точки доступа выполняют большую часть работы в MU-MIMO.

Упрощение требований к оконечным точкам привело к необходимости переноса большинства задач MU-MIMO на точки доступа.Это позволило производителям конечных устройств снизить энергопотребление и затраты на производство устройств MU-MIMO, а также уменьшить габариты устройств. В случае SU-MIMO большинство элементов обработки сигналов выполняются на конечном устройстве.

7. Простые устройства выиграют от сети MU-MIMO.

Самым большим достижением MU-MIMO является тот факт, что простые беспроводные устройства, поддерживающие один или два потока, могут работать одновременно с устройствами, поддерживающими несколько потоков.Эта технология не ускорит отдельные соединения, но увеличит общую пропускную способность сети за счет одновременной поддержки нескольких устройств. Если у нас есть точка доступа, поддерживающая только три потока, и мы подключаем клиентские устройства, которые также поддерживают три потока, MU-MIMO не поможет увеличить общую пропускную способность сети сверх того, что мы увидим при использовании SU-MIMO. Ситуация изменится, если все устройства будут поддерживать один поток, а точка доступа — три потока.MU-MIMO может поддерживать три устройства одновременно. С SU-MIMO каждое устройство должно было бы ждать своего времени передачи от точки доступа.

8. Некоторые устройства уже поддерживают MU-MIMO.

В настоящее время существует несколько устройств с поддержкой MU-MIMO. Поставщик чипов Wi-Fi Qualcomm говорит, что в последние годы некоторые производители использовали чипы MU-MIMO в некоторых беспроводных устройствах. В таком оборудовании относительно простое обновление программного обеспечения может добавить поддержку технологии MU-MIMO.

9. Устройства без MIMO также будут иметь различия в скорости работы.

В сети с использованием MU-MIMO даже устройства, не поддерживающие новую технологию, будут испытывать разницу в скорости работы. Если MU-MIMO быстрее обработает поддерживаемые устройства, останется больше времени для обслуживания остального оборудования.

10. MU-MIMO поможет повысить общую производительность сети.

Когда мы увеличиваем скорость нашей сети Wi-Fi, мы также увеличиваем пропускную способность сети.Устройства поддерживаются намного быстрее, остается больше времени для работы с другими устройствами. Таким образом, MU-MIMO может помочь уменьшить перегрузку в перегруженных сетях, таких как общедоступные беспроводные точки. Настоящей проблемой для этих сетей является растущее число смартфонов и других мобильных устройств.

11. MU-MIMO поддерживает все доступные ширины каналов.

Одним из способов увеличения пропускной способности Wi-Fi является объединение каналов для создания единого канала большей ширины и эффективности.Стандарт 802.11n поддерживает канал 40 МГц, 802.11ac Wave1 поддерживает канал 80 МГц. В случае 802.11ac Wave2 мы можем поддерживать канал шириной до 160 МГц в диапазоне частот 5 ГГц. Увеличение ширины канала не всегда оптимально для каждой сети. Стоит познакомиться с планированием радиосети и последствиями использования широкого канала.

12. MU-MIMO повышает безопасность.

Интересным эффектом использования MU-MIMO является то, что маршрутизатор или точка доступа обрабатывают данные перед их отправкой с использованием MU-MIMO.Новая технология может усилить безопасность Wi-Fi, особенно в открытых сетях, таких как точки доступа или защищенные только с помощью предварительно общего ключа в режиме WPA/WPA2.

13. MU-MIMO — отличное решение для стационарных устройств.

MU-MIMO плохо работает с быстро движущимися устройствами, поскольку в этом случае процесс формирования луча становится более сложным и менее эффективным. По этой причине данная технология может оказаться не очень эффективной для постоянно переключающихся устройств.

MIMO 3x3 — три быстрых потока WiFi — Computerworld

Большой выбор беспроводных устройств, основанных на стандарте 802.11n, приводит к большим различиям в производительности отдельных продуктов. В нашем тесте мы видим, какое улучшение производительности приносят устройства MIMO 3x3 по сравнению с MIMO 2x2.

Cisco Linksys E4200. Цена около 550 злотых. В двухпоточном тесте Cisco Linksys занял последнее место как в «ближнем» (74 Мбит/с), так и в «дальнем» (62 Мбит/с) испытаниях.Однако после перехода в 3-х потоковый режим черепаха превратилась в зайца, достигнув 191Мбит/с и 125Мбит/с соответственно (второе место по скорости). Таким образом, он увеличил свою производительность на 158% и 100%.

Быстрое распространение стандарта 802.11n стало важной вехой в истории беспроводных локальных сетей. Технология MIMO, используемая в большинстве систем 802.11n, обеспечивает такую большую пропускную способность, надежность и соотношение скорости к дальности, что преодолены последние основные препятствия на пути массового внедрения WiFi в корпоративные сети.

Как уже упоминалось, 802.11n относится к технологии интеллектуальных антенн MIMO ( Multiple Input Multiple Output ), и конкретное устройство 802.11n определяет количество поддерживаемых потоков. Системы 2x2 поддерживают 2 потока на стороне передатчика и приемника, системы 3x3 поддерживают 3, а системы 4x4 поддерживают 4 потока данных в обоих направлениях. Один поток — это номинальная скорость 150 Мбит/с, поэтому 600 Мбит/с (более 4 потоков) — это верхний предел 802.11n на сегодняшний день, а 300 Мбит/с (более двух потоков) — самое популярное сегодня приложение MIMO.На рынке появляется все больше продуктов, поддерживающих три беспроводных потока данных, обещающих, что нетрудно посчитать, 450 Мбит/с.

Только 10% или больше?

Нетгир WNDR4500. Цена около 650 злотых. Это устройство является лидером нашего теста в категории скорости, показав 223 Мб/с в тесте «ближе» (улучшение на целых 320) и 128 Мб/с в тесте «дальше».

При запуске теста мы услышали мнение, что три потока - это улучшение на 10-15% по отношению к MIMO 2x2.Это был бы очень разочаровывающий результат. Итак, мы протестировали четыре продукта с использованием технологии MIMO 3x3, а для обеспечения разнообразия рассмотрели устройства разных классов — для домашнего пользователя, для малого бизнеса и для корпораций. Для устройств Cisco Linksys E4200, D-Link DIR-665, Netgear WNDR4500 и Cisco 3600 эталоном была точка доступа с двумя потоками (Netgear WNDR 3800).

Разумеется, 450 Мбит/с для 3-потоковой ТД — это максимальная теоретическая скорость на физическом уровне беспроводной сети, или — иными словами — маркетинговое обещание производителя данного WLAN-устройства, обычно помещаемое на коробку с продуктом.В любом случае вы можете ожидать повышения производительности в 3x3 по сравнению с 2x2, особенно если вы используете клиент с тремя потоками (хотя клиент с двумя потоками также должен обмениваться данными быстрее).

По цене новинки привлекательны. Их цена зачастую не отличается от той, которую приходится платить за продукцию с двумя потоками. Таким образом, соотношение цена-качество должно быть лучше. Ожидается, что спрос на продукты 3x3 также возрастет из-за наплыва пассивных пользователей на постоянно расширяющийся арсенал беспроводных пользователей, от честных ноутбуков до смартфонов и планшетов, на которых запущены приложения, интенсивно использующие полосу пропускания.

Антенны 5 ГГц 2x2 MIMO

DishEter PRO BOX 23 HV Акция
Параболическая антенна с двойной поляризацией, встроенная в герметичный алюминиевый корпус. Антенна с недостижимой в конкурирующих решениях дальностью действия, уровнем разделения поляризаций, коэффициентом КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенным уровнем боковых лепестков ...

471,00 зл. 471 злотых нетто

579 .33 зл брутто

DishEter PRO BOX 28 HV
Параболическая антенна с двойной поляризацией, встроенная в герметичный алюминиевый корпус. Антенна с недостижимой в конкурирующих решениях дальностью действия, уровнем разноса между поляризациями, КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенным уровнем боковых лепестков ... 1009.PLN 83 GROUS

1003.00 PLN
1233,69 PLN Gross

940,95

940.95 Grosue Pln

Box Pinter 20 HV
Dual-Polarization Mimo Antenna для двойного Технология поляризации позволяет работать с двумя ортогональными линейными поляризациями. Применение волновода квадратного сечения обеспечивает отличные...

421.00 PLN

517,83 PLN брутто

DishEter 20 HV
Параболическая антенна с двойной поляризацией, предназначенная для технологии MIMO 2x2, позволяет работать с двумя ортогональными линейными поляризациями. Использование прямоугольного волновода обеспечивает отличное ...

349,00 зл.

429,27 зл.

531,00 зл.

653,13 зл. брутто

DishEter PRO 20 HV
Широкий рабочий диапазон, высокое разделение, уменьшенные размеры, излучение и боковые лепестки.

PLN 459.00

564.57 PLN Gross

PLN 1455.62

1790.41 Grosue Pln

PLN 1369.00

1683.87 злотых брутто

DishEter PRO BOX 28 HV Precision
Параболическая антенна с двойной поляризацией, встроенная в герметичный алюминиевый корпус. Антенна с недостижимой в конкурирующих решениях дальностью действия, уровнем разноса между поляризациями, КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенным уровнем боковых лепестков ... .82 злотых брутто

DishEter PRO 28 HV Precision
Параболическая антенна с двойной поляризацией с недоступным для конкурирующих решений диапазоном действия, уровнем разноса между поляризациями, КСВН, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенным уровнем боковые лепестки ...

859,00 зл.

1056,57 зл. брутто

DishEter PRO BOX 23 HV Precision.Антенна с недостижимой в конкурирующих решениях дальностью действия, уровнем разноса между поляризациями, коэффициентом КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенным уровнем боковых лепестков ... 718,32 злотых брутто

DishEter PRO 23 HV Precision Promotion
Параболическая антенна с двойной поляризацией с недостижимым в конкурирующих решениях диапазоном действия, уровнем разделения между поляризациями, коэффициентом КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенный уровень боковых лепестков...

509.00 PLN

509 PLN NET

509 PLN NET

626.07 PLN THRAY

DISTING PRO 28 HV
Двухполярная параболическая антенна с ассортиментом работы недостижимой в конкурентных решениях, уровень разделения между поляризациями, суженный угол ВС, WR, излучение основного луча, ограниченное боковое излучение и уменьшенный уровень боковых лепестков ...

749.00 PLN

921,27 PLN брутто

DishEter PRO 23 HV
Параболическая антенна с двойной поляризацией с недостижимым в конкурирующих решениях диапазоном действия, уровнем разделения поляризаций, КСВ, суженным углом излучения основного луча, ограниченным боковым излучением и уменьшенный уровень боковых лепестков ...

502,00 зл.

617,46 зл. брутто

00 PLN

108.24 PLN Gross

46,00 PLN

77 PLN NET

56.58 PLN THET

PLN 39.00

55 PLN NET

47.97 PLN TROUSH
PLN 47.97 Brass

77.00 PLN
9000.00 94.71 PLN Gross

9700

77.00 PLN

94.71 PLN Gross

Cyberbox Duo 13 MMCX Продвижение
Cyberbox 13 Duenite - двойной массив антенна на базе антенн GigaEter 13, предназначенная для работы в диапазоне 5Ghz.Он был разработан для компиляции двойных или 2x2 MIMO ссылки в 802 ...

PLN 45.00 1

94 NET PLN

55.35 PLN Gross

275.00 PLN

338.25 валовой PLN

265.00 PLN

325.95

325,95

235.00

289.05 Грубая PLN

Gigasektor Pro 14/90 HV
Профессиональная секторная антенна с очень маленьким обратным радиацией.

225.00 PLN

276,75 PLN Gross

1076.25 Gross Pln

875.00 PLN

1076. / 120 HV
Профессиональный сектор Антенна операторский класс с высоким коэффициентом усиления и низким уровнем излучения.

845.00 PLN

1039,35 PLN брутто

GigaSektor PRO 21/60 HV
Профессиональная секторная антенна с высоким усилением и низким обратным излучением.

845.00 PLN

1039.35

1039,35

415.00 PLN

510,45 PLN Grosue

Gigasektor Pro 18/60 HV
Профессиональный сектор Andenna с использованием расширенных решений классов оператора.

380.00 PLN

467.40 PLN Gross

875.00 PLN

1076.25 Grosue Pln

Giga Pro Сектор 20/90 HV
Профессиональная секторная антенна с низким уровнем радиационного класса.

845,00 злотых

1039,35 злотых брутто

415.00 PLN

510,45 PLN Gross

435,00 PLN

PLN 535.05

415.00 PLN

510,45 PLN

PLN 40002
PLN 535.05 брутто

400,00 злотых

492,00 злотых брутто

GigaSektor PRO 17/90 HV Professional-class передовые решения оператора
.

380,00 PLN

467.40 PLN Gross

405.00 PLN

498,15 PLN Gross

GIGA Секторная коробка 17/90 HV Sector
Двухполярная, профессиональная антенна 17 дБ, позволяющая при установке внутри него устройств Routerboard 411, 433, 711, Alix, Ubiquiti и т. д. он имеет плоскую характеристику усиления в очень широком диапазоне частот...

377.00 PLN

463,71 PLN Gross

Gigasektor Box 15/120 HV
Bi-Polarized, профессиональный сектор антенны с 15 DBI усилением со встроенным корпусом, позволяя установить маршрутную доску 411, 433 Устройства внутри него, 711, Alix, Ubiquiti и т. Д.

419.00 PLN

515.37 PLN Gross

Grandler Box 13 HV
Профессиональная двойная двухполяризованная всенаправленная антенна с интегрированным корпусом, которое позволяет установить установку маршрутной доски 411 устройства внутри него, Ubiquiti и т. д.Предназначен для построения дискретных и очень эффективных 5 ГГц Базовых станций, работающих в 2x2 MIMO Технологии ...

742.60 PLN

913.40 PLN Gross

Gigasektor 15/120 HV
Двухполярная профессиональная секторная антенна с 15DBI усиления для базовых станций, работающих в диапазоне 5 ГГц. Предназначен для базовых станций 802.11a и 802.11n 2x2 MIMO 5 ГГц. Идеально подходит для клиентских устройств, оснащенных приемными антеннами с двойной поляризацией, что позволяет улучшить качество соединения, уровень SNR и получить скорость соединения 300 Мбит/с, в том числе в местах с низким уровнем многолучевости...

355.00 PLN

436,65 PLN Gross

Продукция на странице:

15

30
5 45
.
Передача данных Антенны 5 ГГц Антенны MIMO 2x2 9000 1
Мы отправляем в (почти) все страны мира. Для большинства европейских стран стоимость доставки рассчитывается автоматически в корзине.

Пожалуйста, выберите страну доставки:

Австрия

Бельгия

Болгария

Хорватия

Кипр

Чехия

Дания

Эстония

Финляндия

Франция

Германия

Греция

Венгрия

Ирландия

Италия

Латвия

Литва

Люксембург

Мальта

Нидерланды

Польша

Португалия

Румыния

Словакия

Словения

Испания

Швеция

Швейцария

Стоимость доставки: Предполагаемая дата доставки:

Если вы разместите заказ в течение 2 часов 46 минут, мы отправим товар сегодня.
Если вашей страны нет в списке выше, мы все равно можем отправить вам. Пожалуйста, напишите нам, используя форму . .
UBIQUITI LiteBeamAC CPE LBE-5AC-Gen2 2x2 MIMO airMAX
UBIQUITI LiteBeamAC CPE LBE-5AC-Gen2 2x2 MIMO airMAX Alsen Store
Информация о файлах cookie
Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie, чтобы адаптироваться к вашим предпочтениям и предоставить вам удобство просмотра веб-сайта. Хорошо, я закрываю

Технические характеристики
Техническая информация

Усиление антенны 23 дБи

Тип Направленный

Стандарты 802.11ac

Группа 5 ГГц

Заявление Снаружи здания

Поляризация Вертикальный линейный , Горизонтальная линейная

Физический

Цвет Белый

Весы 750 г

Габаритные размеры 362 х 273 х 203 мм

Прочее
.
LOCO M2 — внешняя точка доступа 2,4 ГГц, 2x2 MIMO

LOCO M2 - Точка широкополосного доступа , предназначенная для реализации системы беспроводной IP-передачи на относительно большие расстояния. Относится к семейству Ubiquiti LOCO, характеризуется стабильными параметрами непрерывной работы и высокой эффективностью трансмиссии. И все это по очень привлекательной цене. К отличительным чертам модели относятся:

Работа в памяти 2412 - 2462 МГц

Поддержка технологии MIMO 2x2

Поддержка технологии airMAX

Может работать в режиме BRIDGE

Встроенные антенны 8.5 дБи

Сетевой интерфейс Fast Ethernet (10/100M)
Поддержка режима
: точка доступа, точка доступа WDR, клиент, Cliwnt WDS

Работа в конфигурации «точка-точка» или «точка-многоточка»

Блок питания PoE (пассивный адаптер PoE входит в комплект)

Светодиодная индикация работы

Герметичный внешний корпус

LOCO M2 — универсальная точка доступа, идеально подходящая для беспроводных сетей вне помещений. Благодаря возможности работы в режиме беспроводного моста идеально подходит для систем IP-мониторинга, для связи между IP-камерами и регистратором NVR.

Технология MIMO 2x2

Широкая полоса пропускания и стабильные параметры передачи

Характерной особенностью точки доступа LOCO M2 является использование технологии MIMO 2x2 для передачи данных. Благодаря этому можно создать стабильное и быстрое соединение на большие расстояния:

В случае работы в качестве передающего устройства - увеличивает полосу пропускания, что позволяет одновременно передавать больший объем данных

В случае работы в качестве приемного устройства - увеличение мощности приема за счет частичного устранения затухания, возникающего из-за многолучевости принимаемого сигнала

Внимание!
Модель М2 имеет встроенные антенны, обеспечивающие усиление энергии 8.5 дБи .

Технология airMAX

Эффективная и бесконфликтная передача данных
Точка доступа
LOCO M2 использует для связи протоколы airMAX . Этот протокол выделяет заранее определенные временные интервалы (TDMA) для устройств, что позволяет исключить коллизии при передаче. AirMAX также улучшает масштабируемость беспроводной системы Wi-Fi и максимально увеличивает пропускную способность соединения — для модели LOCO M2 пропускная способность составляет до 150 Мбит/с.

Режим работы МОСТ

Стабильное соединение между устройствами

Большим преимуществом модуля является возможность работы в режиме радиомоста. Он обеспечивает стабильное и безопасное беспроводное соединение между устройствами, которое напоминает стандартное проводное соединение. Режим работы BRIDGE делает LOCO M2 идеальным для систем IP-мониторинга — в качестве устройства для связи между камерами и регистратором на больших расстояниях.

Программное обеспечение

Широкие возможности конфигурации и простота эксплуатации системы

Ubiquiti предоставляет современное компьютерное программное обеспечение, которое можно использовать как для установки беспроводной системы, так и для контроля за ее работой.Кроме того, предлагаемые программы имеют интуитивно понятный интерфейс, благодаря чему их работа не должна вызывать проблем:

airOS - позволяет анализировать эффективность работы точки доступа, с помощью четких графиков, формируемых в режиме реального времени

airView — включает расширенный спектральный анализ. Это позволяет оптимально расположить точку доступа
.
airControl — позволяет управлять всей сетью беспроводных устройств Ubiquiti

Герметичный корпус

Безотказная работа в уличных условиях
Точка доступа
помещена в герметичный внешний корпус из пластика.Характеризуется полной устойчивостью к воздействию атмосферных факторов, что позволяет безотказно работать в уличных условиях. Корпус обеспечивает защиту от атмосферных осадков, мелкой грязи и экстремальных температур (-30...+75 90 106 o 90 107 С).

Технические параметры LOCO M2:
90 120 90 114 RJ-45 (10/100 Мбит/с) 90 120 90 114 -30 ... 75 90 106 р 90 107 С 90 115 90 120 90 114 ДА 90 120 90 120 90 114 5.5 Вт 90 120 90 120 90 120

Рабочая лента: 2412 - 2462 МГц
Скорость передачи: макс. 150 Мб/с

Режим работы: Точка доступа, точка доступа WDS, клиент, клиент WDS

Коэффициент усиления антенны: 8.5 дБи

Сетевой интерфейс:

Процессор: Atheros MIPS 24KC
Память: 32 МБ SDRAM, 8 МБ флэш-памяти

Рабочая температура:
Внешний:
Блок питания: PoE 24 В (адаптер питания входит в комплект)
Потребляемая мощность:
Размеры: 161 х 31 х 80 мм
Вес: 180 г

Гарантия производителя:
.
Смотрите также

Кто купил тик ток

Как можно сделать свою игру

Работа с iso

После установки виндовс 10 не работает вай фай

Облако из слов

Настройки firewall mikrotik

Как найти скрытые файлы на компьютере

Ubiquiti настройка бесшовного wifi

Переводчик когда забыл перевести клавиатуру

Как сменить на компьютере имя пользователя

Вывод изображения с компьютера на телевизор через wifi

Усиление антенны	23 дБи
Тип	Направленный
Стандарты	802.11ac
Группа	5 ГГц
Заявление	Снаружи здания
Поляризация	Вертикальный линейный , Горизонтальная линейная

Цвет	Белый
Весы	750 г
Габаритные размеры	362 х 273 х 203 мм

Рабочая лента:	2412 - 2462 МГц
Скорость передачи:	макс. 150 Мб/с
Режим работы:	Точка доступа, точка доступа WDS, клиент, клиент WDS
Коэффициент усиления антенны:	8.5 дБи
Сетевой интерфейс:
Процессор:	Atheros MIPS 24KC
Память:	32 МБ SDRAM, 8 МБ флэш-памяти
Рабочая температура:
Внешний:
Блок питания:	PoE 24 В (адаптер питания входит в комплект)
Потребляемая мощность:
Размеры:	161 х 31 х 80 мм
Вес:	180 г

Blender уроки

Категории

2X2 mimo что это

Чем отличается MIMO 2x2 от 4x4 Рассказывает радиоинженер | Сотовая связь наизнанку

MIMO

Отличие MIMO 2x2 и 4x4

Поделитесь статьёй в социальных сетях🙂 Буду рад Вашим лайкам 👍 и новым подписчикам ➕

Что такое MIMO и зачем оно нужно?

Как это было

Так как же увеличить скорость?

Нам нужно больше антенн!

Важно знать, что MIMO включается и выключается модемом.

Выводы

Расшифровка класса Wi-Fi от Keenetic

Расшифровка класса Wi-Fi от Keenetic

Petra-12 MIMO 2×2 BOX | «АНС групп»

Описание

что это и с чем её едят? Технология MIMO в сетевых устройствах

Классическая система (SISO - Single Input Single Output)

Разнесенный прием (Rx Diversity, SIMO - Single Input Multiple Output)

Разнесенная передача (Tx Diversity, MISO - Multiple Input Single Output)

Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing, MIMO - Multiple Input Multiple Output)

Как это работает?

Применение в сетях Wi-Fi

SU-MIMO и MU-MIMO

MIMO и сотовая связь

Многопользовательская технология

Краткая история: SU против MU

Преимущества MU-MIMO

Ограничения MU-MIMO

Massive MIMO

Концепция

Технология MIMO: достоинства и недостатки

что это и с чем её едят? Технология Beamforming помогает направлять сигналы

Особенности распространения радиоволн

Многолучевое распространение – проблема или преимущество?

Принцип работы MIMO

Multi-user MIMO (MU-MIMO)

Применение MIMO

1. MU-MIMO использует только «Downstream» поток (от точки доступа к мобильному устройству).

2. MU-MIMO работает только в Wi-Fi-диапазоне частот 5 ГГц

3. Технология Beamforming помогает направлять сигналы

4. MU-MIMO поддерживает ограниченное количество одновременных потоков и устройств

5. От пользовательских устройств не требуется наличие нескольких антенн

6. Точки доступа выполняют «тяжелую» обработку

7. Даже бюджетные устройства получают ощутимую выгоду от одновременной передачи через несколько пространственных поток

8. Некоторые пользовательские устройства имеют скрытую поддержку технологии MU-MIMO

9. Устройства без поддержки MU-MIMO также оказываются в выигрыше

10. MU-MIMO помогает увеличить пропускную способность беспроводной сети

11. Поддерживается любая ширина канала

12. Обработка сигналов повышает безопасность

13. MU-MIMO лучше всего подходит для неподвижных Wi-Fi-устройств

Панельная антенна

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Технология MIMO

Установка антенн для модема своими руками

Как сделать антенну самостоятельно

Видео

Технология MIMO

История MIMO

Что даёт технология MIMO?

МТС везет в Россию смартфоны с поддержкой гигабитных скоростей в LTE

МТС запустила первую в России сеть по технологии LAA

Как технология LAA позволяет получить скорость до 1 Гбит/с

МТС привезет в России смартфон с поддержкой LAA

Для чего нужен гигабибтный LTE

Почему «Мегафону» проще получить гигабитную скорость

Что нужно знать о MU-MIMO? - Computerworld

MIMO 3x3 — три быстрых потока WiFi — Computerworld

Только 10% или больше?

Антенны 5 ГГц 2x2 MIMO

UBIQUITI LiteBeamAC CPE LBE-5AC-Gen2 2x2 MIMO airMAX

LOCO M2 — внешняя точка доступа 2,4 ГГц, 2x2 MIMO

Технология MIMO 2x2

Технология airMAX

Режим работы МОСТ

Программное обеспечение

Герметичный корпус

Технические параметры LOCO M2:

Гарантия производителя: