- Apa itu MIMO?
Di era interkoneksi ini, handphone sebagai jendela kita untuk berkomunikasi dengan dunia luar seakan sudah menjadi bagian dari tubuh kita.
Tetapi telepon seluler tidak dapat menjelajahi internet dengan sendirinya, jaringan komunikasi telepon seluler telah menjadi sama pentingnya dengan air dan listrik bagi manusia.Saat Anda menjelajahi internet, Anda tidak merasakan pentingnya pahlawan di belakang layar ini.Setelah Anda pergi, Anda merasa seperti Anda tidak bisa hidup lagi.
Ada suatu masa, Internet ponsel dibebankan oleh lalu lintas, pendapatan rata-rata orang adalah beberapa ratus koin, tetapi 1MHz perlu mengeluarkan koin.Jadi, saat melihat Wi-Fi, Anda akan merasa aman.
Mari kita lihat seperti apa router nirkabel itu.
8 antena, terlihat seperti laba-laba.
Bisakah sinyal melewati dua dinding atau lebih?Atau akankah kecepatan internet berlipat ganda?
Efek ini dapat dicapai dengan router, dan dicapai dengan banyak antena, teknologi MIMO yang terkenal.
MIMO, yaitu Multi-input Multi-output.
Sulit membayangkannya, bukan?Apa itu Multi-input Multi-output, bagaimana antena dapat mencapai semua efek?Saat Anda menjelajahi internet melalui kabel jaringan, koneksi antara komputer dan internet jelas merupakan kabel fisik.Sekarang mari kita bayangkan ketika kita menggunakan antena untuk mengirimkan sinyal melalui udara menggunakan gelombang elektromagnetik.Udara bertindak seperti kabel tetapi bersifat virtual, saluran untuk mentransmisikan sinyal yang disebut saluran nirkabel.
Jadi, bagaimana Anda bisa membuat internet lebih cepat?
Ya kamu benar!Itu dapat diselesaikan dengan beberapa antena lagi, beberapa kabel virtual bersama untuk mengirim dan menerima data.MIMO dirancang untuk saluran nirkabel.
Sama seperti router nirkabel, pemancar 4G dan ponsel Anda melakukan hal yang sama.
Berkat Teknologi MIMO yang terintegrasi erat dengan 4G, kita dapat merasakan kecepatan internet yang lebih cepat.Secara bersamaan, biaya operator telepon seluler telah berkurang secara signifikan;kita dapat menghabiskan lebih sedikit untuk merasakan kecepatan internet yang lebih cepat dan tidak terbatas.Sekarang kami akhirnya dapat menghilangkan ketergantungan kami pada Wi-Fi dan menjelajahi internet setiap saat.
Sekarang, izinkan saya memperkenalkan apa itu MIMO?
2.Klasifikasi MIMO
Pertama-tama, MIMO yang kami sebutkan sebelumnya mengacu pada peningkatan kecepatan jaringan yang signifikan dalam pengunduhan.Itu karena, untuk saat ini, kami memiliki permintaan unduhan yang jauh lebih kuat.Coba pikirkan, Anda mungkin mengunduh puluhan video GHz tetapi sebagian besar mengunggah hanya beberapa MHz.
Karena MIMO disebut multiple input dan multiple output, banyak jalur transmisi dibuat oleh banyak antena.Tentu saja, stasiun pangkalan tidak hanya mendukung transmisi banyak antena, tetapi ponsel juga harus bertemu dengan penerimaan banyak antena.
Mari kita periksa gambar sederhana berikut: (Faktanya, antena stasiun pangkalan sangat besar, dan antena ponsel kecil dan tersembunyi. Tetapi bahkan dengan kemampuan yang berbeda, keduanya berada dalam posisi komunikasi yang sama.)
Menurut jumlah antena stasiun pangkalan dan ponsel, dapat dibagi menjadi empat jenis: SISO, SIMO, MISO dan MIMO.
SISO: Masukan Tunggal dan Keluaran Tunggal
SIMO: Masukan Tunggal dan Banyak Keluaran
MISO: Input Banyak dan Output Tunggal
MIMO: Banyak Keluaran dan Banyak Keluaran
Mari kita mulai dengan SISO:
Bentuk paling sederhana dapat didefinisikan dalam istilah MIMO sebagai SISO – Single Input Single Output.Pemancar ini beroperasi dengan satu antena sebagai penerima.Tidak ada keragaman, dan tidak diperlukan pemrosesan tambahan.
Ada satu antena untuk stasiun pangkalan dan satu lagi untuk ponsel;mereka tidak mengganggu satu sama lain—jalur transmisi di antara mereka adalah satu-satunya koneksi.
Tidak diragukan lagi bahwa sistem seperti itu sangat rapuh, ini adalah jalan kecil.Situasi tak terduga apa pun akan secara langsung mengancam komunikasi.
SIMO lebih baik karena penerimaan telepon ditingkatkan.
Seperti yang Anda lihat, ponsel tidak dapat mengubah lingkungan nirkabel, jadi ia mengubah dirinya sendiri – ponsel menambahkan antena ke dirinya sendiri.
Dengan cara ini, pesan yang dikirim dari base station dapat sampai ke ponsel dengan dua cara!Hanya saja keduanya berasal dari antena yang sama di base station dan hanya bisa mengirimkan data yang sama.
Akibatnya, tidak masalah jika Anda kehilangan beberapa data di setiap rute.Selama ponsel dapat menerima salinan dari jalur mana pun, meskipun kapasitas maksimum tetap sama di setiap rute, kemungkinan berhasil menerima data berlipat ganda.Ini juga disebut menerima keragaman.
Apa itu MISO?
Dengan kata lain, ponsel masih memiliki satu antena, dan jumlah antena di base station ditambah menjadi dua.Dalam hal ini, data yang sama ditransmisikan dari dua antena pemancar.Dan antena penerima kemudian dapat menerima sinyal yang optimal dan data yang tepat.
Keuntungan menggunakan MISO adalah banyak antena dan data dipindahkan dari penerima ke pemancar.Base station masih dapat mengirim data yang sama dengan dua cara;tidak masalah jika Anda kehilangan beberapa data;komunikasi dapat berjalan normal.
Meski kapasitas maksimum tetap sama, tingkat keberhasilan komunikasi menjadi dua kali lipat.Metode ini juga disebut mengirimkan keragaman.
Akhirnya, mari kita bicara tentang MIMO.
Ada lebih dari satu antena di kedua ujung link radio, dan ini disebut MIMO – Multiple Input Multiple Output.MIMO dapat digunakan untuk memberikan peningkatan baik dalam ketangguhan saluran maupun throughput saluran.Stasiun pangkalan dan sisi seluler dapat menggunakan dua antena untuk mengirim dan menerima secara independen, dan itu berarti kecepatannya berlipat ganda?
Dengan cara ini, ada empat jalur transmisi antara stasiun pangkalan dan ponsel, yang tampaknya jauh lebih rumit.Namun yang pasti, karena sisi base station dan ponsel sama-sama memiliki 2 antena, maka bisa mengirim dan menerima dua data secara bersamaan.Jadi berapa peningkatan kapasitas maksimum MIMO dibandingkan dengan satu jalur?Dari analisis SIMO dan MISO sebelumnya, terlihat bahwa kapasitas maksimal bergantung pada jumlah antena di kedua sisi.
Sistem MIMO umumnya sebagai A*B MIMO;A berarti jumlah antena stasiun pangkalan, B berarti jumlah antena ponsel.Pikirkan 4*4 MIMO dan 4*2 MIMO.Kira-kira kapasitas mana yang lebih besar?
4*4 MIMO dapat mengirim dan menerima 4 saluran secara bersamaan, dan kapasitas maksimumnya dapat mencapai 4 kali lipat dari sistem SISO.4*2 MIMO hanya dapat menjangkau 2 kali sistem SISO.
Ini menggunakan beberapa antena dan jalur transmisi yang berbeda di ruang multiplexing untuk mengirim banyak salinan data yang berbeda secara paralel untuk meningkatkan kapasitas disebut multiplex pembagian ruang.
Lantas, dapatkah kapasitas transmisi maksimal pada sistem MIMO?Mari datang ke ujian.
Kami masih mengambil base station dan ponsel dengan 2 antena sebagai contoh.Apa yang akan menjadi jalur transmisi di antara mereka?
Seperti yang Anda lihat, keempat jalur melewati fading dan interferensi yang sama, dan saat data mencapai ponsel, mereka tidak dapat lagi membedakan satu sama lain.Bukankah ini sama dengan satu jalur?Saat ini, sistem MIMO 2*2 tidak sama dengan sistem SISO?
Dengan cara yang sama, sistem MIMO 2*2 dapat berubah menjadi SIMO, MISO, dan sistem lainnya, yang berarti multipleks pembagian ruang direduksi menjadi keragaman transmisi atau keragaman penerimaan, harapan stasiun pangkalan juga merosot dari mengejar kecepatan tinggi menjadi memastikan tingkat keberhasilan penerimaan.
Dan bagaimana sistem MIMO dipelajari menggunakan simbol matematika?
3.Rahasia saluran MIMO
Insinyur suka menggunakan simbol matematika.
Insinyur menandai data dari dua antena di stasiun pangkalan sebagai X1 dan X2, data dari antena ponsel sebagai Y1 dan Y2, empat jalur transmisi ditandai sebagai H11, H12, H21, H22.
Mudah untuk menghitung Y1 dan Y2 dengan cara ini.Namun terkadang, kapasitas 2*2 MIMO bisa mencapai dua kali lipat dari SISO, terkadang tidak, bahkan terkadang sama dengan SISO.Bagaimana Anda menjelaskannya?
Masalah ini dapat dijelaskan dengan korelasi saluran yang baru saja kami sebutkan—semakin tinggi korelasinya, semakin sulit untuk membedakan setiap jalur transmisi di sisi seluler.Jika salurannya sama, maka kedua persamaan tersebut menjadi satu, sehingga hanya ada satu cara untuk mengirimkannya.
Jelas, rahasia saluran MIMO terletak pada penilaian independensi jalur transmisi.Artinya, rahasianya terletak pada H11, H12, H21, dan H22.Insinyur menyederhanakan persamaan sebagai berikut:
Insinyur mencoba menyederhanakan H1, H12, H21, dan H22, melalui beberapa perubahan kompleks, persamaan dan akhirnya diubah menjadi rumus.
Dua input X'1 dan X'2, kalikan λ1 dan λ2, Anda bisa mendapatkan Y'1 dan Y'2.Apa arti dari nilai λ1 dan λ2?
Ada matriks baru.Matriks dengan data hanya pada satu diagonal disebut matriks diagonal.Banyaknya data bukan nol pada diagonal disebut pangkat matriks.Dalam 2*2 MIMO, ini mengacu pada nilai bukan nol dari λ1 dan λ2.
Jika peringkatnya adalah 1, berarti sistem MIMO 2*2 sangat berkorelasi dalam ruang transmisi, yang berarti MIMO berubah menjadi SISO atau SIMO dan hanya dapat menerima dan mengirimkan semua data secara bersamaan.
Jika peringkatnya adalah 2, maka sistem tersebut memiliki dua saluran spasial yang relatif independen.Itu dapat mengirim dan menerima data pada saat yang bersamaan.
Jadi, jika peringkatnya 2, apakah kapasitas kedua saluran transmisi ini dua kali lipat dari satu?Jawabannya terletak pada rasio λ1 dan λ2, yang juga disebut bilangan bersyarat.
Jika bilangan bersyarat adalah 1, berarti λ1 dan λ2 sama;mereka memiliki kemandirian yang tinggi.Kapasitas sistem MIMO 2*2 dapat mencapai maksimum.
Jika bilangan bersyarat lebih besar dari 1, berarti λ1 dan λ2 berbeda.Namun, ada dua saluran spasial, dan kualitasnya berbeda, maka sistem akan menempatkan sumber daya utama pada saluran dengan kualitas yang lebih baik.Dengan cara ini, kapasitas sistem MIMO 2*2 adalah 1 atau 2 kali lipat dari sistem SISO.
Namun, informasi dihasilkan selama transmisi ruang angkasa setelah stasiun pangkalan mengirimkan data.Bagaimana stasiun pangkalan mengetahui kapan harus mengirim satu saluran atau dua saluran?
Jangan lupa, dan tidak ada rahasia di antara mereka.Ponsel akan mengirimkan status saluran terukurnya, peringkat matriks transmisi, dan saran untuk precoding ke stasiun pangkalan untuk referensi.
Pada titik ini, saya pikir kita dapat melihat bahwa MIMO ternyata seperti itu.
Waktu posting: Apr-20-2021