MIMO என்றால் என்ன?

1.   MIMO என்றால் என்ன?

ஒன்றோடொன்று இணைந்திருக்கும் இந்த காலகட்டத்தில், மொபைல் போன்கள், வெளி உலகத்துடன் தொடர்புகொள்வதற்கான சாளரமாக, நம் உடலின் ஒரு பகுதியாக மாறிவிட்டதாகத் தெரிகிறது.

ஆனால் மொபைல் போன் தன்னந்தனியாக இணையத்தில் உலாவ முடியாது, மனிதனுக்கு தண்ணீர் மற்றும் மின்சாரம் போன்றே மொபைல் போன் தகவல் தொடர்பு வலையமைப்பும் முக்கியமானதாகிவிட்டது.நீங்கள் இணையத்தில் உலாவும்போது, ​​இந்த திரைக்குப் பின்னால் இருக்கும் ஹீரோக்களின் முக்கியத்துவத்தை நீங்கள் உணரவில்லை.ஒருமுறை வெளியேறினால், இனி வாழ முடியாது என உணர்கிறீர்கள்.

ஒரு காலம் இருந்தது, மொபைல் போன்களின் இணையம் போக்குவரத்தால் வசூலிக்கப்பட்டது, சராசரி நபரின் வருமானம் சில நூறு நாணயங்கள், ஆனால் 1MHz ஒரு நாணயத்தை செலவழிக்க வேண்டும்.எனவே, நீங்கள் வைஃபையைப் பார்க்கும்போது, ​​நீங்கள் பாதுகாப்பாக உணருவீர்கள்.

வயர்லெஸ் திசைவி எப்படி இருக்கும் என்று பார்ப்போம்.

8 ஆண்டெனாக்கள், இது சிலந்திகள் போல் தெரிகிறது.

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட சுவர்கள் வழியாக சமிக்ஞை செல்ல முடியுமா?அல்லது இணைய வேகம் இரட்டிப்பாகுமா?

இந்த விளைவுகளை ஒரு திசைவி மூலம் அடைய முடியும், மேலும் இது பல ஆண்டெனாக்கள், பிரபலமான MIMO தொழில்நுட்பம் மூலம் அடையப்படுகிறது.

MIMO, இது பல உள்ளீடு மல்டி வெளியீடு.

அதை கற்பனை செய்வது கடினம், இல்லையா?மல்டி-இன்புட் மல்டி-அவுட்புட் என்றால் என்ன, ஆண்டெனாக்கள் எப்படி எல்லா விளைவுகளையும் அடைய முடியும்?நெட்வொர்க் கேபிள் வழியாக நீங்கள் இணையத்தில் உலாவும்போது, ​​கணினிக்கும் இணையத்திற்கும் இடையே உள்ள இணைப்பு ஒரு இயற்பியல் கேபிள், வெளிப்படையாக.இப்போது நாம் மின்காந்த அலைகளைப் பயன்படுத்தி காற்றின் மூலம் சமிக்ஞைகளை அனுப்ப ஆண்டெனாக்களைப் பயன்படுத்தும்போது கற்பனை செய்யலாம்.காற்று ஒரு கம்பி போல் செயல்படுகிறது ஆனால் மெய்நிகர், வயர்லெஸ் சேனல் எனப்படும் சிக்னல்களை கடத்தும் சேனல்.

எனவே, இணையத்தை எவ்வாறு வேகமாக்குவது?

ஆமாம் நீங்கள் கூறுவது சரி!தரவுகளை அனுப்பவும் பெறவும் இன்னும் சில ஆண்டெனாக்கள், இன்னும் சில மெய்நிகர் கம்பிகள் மூலம் அதைத் தீர்க்க முடியும்.MIMO வயர்லெஸ் சேனலுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

வயர்லெஸ் ரவுட்டர்கள், 4ஜி பேஸ் ஸ்டேஷன் மற்றும் உங்கள் மொபைல் ஃபோனும் அதையே செய்கிறது.

MIMO டெக்னாலஜிக்கு நன்றி, இது 4G உடன் இறுக்கமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளது, இணையத்தின் வேகமான வேகத்தை நாம் அனுபவிக்க முடியும்.அதே நேரத்தில், மொபைல் போன் ஆபரேட்டர்களின் விலை கணிசமாகக் குறைந்துள்ளது;வேகமான மற்றும் வரம்பற்ற இணைய வேகத்தை அனுபவிக்க நாம் குறைவாக செலவழிக்கலாம்.இப்போது நாம் இறுதியாக வைஃபையை சார்ந்திருப்பதிலிருந்து விடுபடலாம் மற்றும் எப்போதும் இணையத்தில் உலாவலாம்.

இப்போது, ​​MIMO என்றால் என்ன என்பதை அறிமுகப்படுத்துகிறேன்?

2.MIMO வகைப்பாடு

முதலாவதாக, நாம் முன்னர் குறிப்பிட்ட MIMO பதிவிறக்கத்தில் பிணைய வேகத்தில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பைக் குறிக்கிறது.ஏனென்றால், இப்போதைக்கு, பதிவிறக்கங்களுக்கான தேவை மிகவும் அதிகமாக உள்ளது.இதைப் பற்றி யோசித்துப் பாருங்கள், நீங்கள் டஜன் கணக்கான GHz வீடியோக்களை பதிவிறக்கம் செய்யலாம் ஆனால் பெரும்பாலும் ஒரு சில MHzகளை மட்டுமே பதிவேற்றலாம்.

MIMO பல உள்ளீடு மற்றும் பல வெளியீடுகள் என்று அழைக்கப்படுவதால், பல ஒலிபரப்பு பாதைகள் பல ஆண்டெனாக்களால் உருவாக்கப்படுகின்றன.நிச்சயமாக, பேஸ் ஸ்டேஷன் பல ஆண்டெனா டிரான்ஸ்மிஷனை ஆதரிப்பது மட்டுமல்லாமல், மொபைல் போன் பல ஆண்டெனா வரவேற்பையும் சந்திக்க வேண்டும்.

பின்வரும் எளிய வரைபடத்தைச் சரிபார்ப்போம்: (உண்மையில், பேஸ் ஸ்டேஷன் ஆண்டெனா மிகப்பெரியது, மற்றும் மொபைல் ஃபோன் ஆண்டெனா சிறியது மற்றும் மறைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆனால் வெவ்வேறு திறன்களுடன் கூட, அவை ஒரே தகவல்தொடர்பு நிலைகளில் உள்ளன.)

அடிப்படை நிலையம் மற்றும் மொபைல் போன்களின் ஆண்டெனாக்களின் எண்ணிக்கையின்படி, அதை நான்கு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: SISO, SIMO, MISO மற்றும் MIMO.

SISO: ஒற்றை உள்ளீடு மற்றும் ஒற்றை வெளியீடு

SIMO: ஒற்றை உள்ளீடு மற்றும் பல வெளியீடு

MISO: பல உள்ளீடு மற்றும் ஒற்றை வெளியீடு

MIMO: பல வெளியீடு மற்றும் பல வெளியீடு

SISO உடன் ஆரம்பிக்கலாம்:

எளிமையான வடிவத்தை MIMO விதிமுறைகளில் SISO - ஒற்றை உள்ளீடு ஒற்றை வெளியீடு என வரையறுக்கலாம்.இந்த டிரான்ஸ்மிட்டர் ஒரு ஆண்டெனாவுடன் டெஸ் தி ரிசீவராக செயல்படுகிறது.பன்முகத்தன்மை இல்லை, கூடுதல் செயலாக்கம் தேவையில்லை.

அடிப்படை நிலையத்திற்கு ஒரு ஆண்டெனா மற்றும் மொபைல் ஃபோனுக்கு ஒன்று உள்ளது;அவை ஒன்றுக்கொன்று குறுக்கிடுவதில்லை - அவற்றுக்கிடையேயான பரிமாற்ற பாதை மட்டுமே இணைப்பு.

அத்தகைய அமைப்பு மிகவும் உடையக்கூடியது, ஒரு சிறிய சாலை என்பதில் சந்தேகமில்லை.எந்தவொரு எதிர்பாராத சூழ்நிலையும் நேரடியாக தகவல்தொடர்புகளுக்கு அச்சுறுத்தலாக இருக்கும்.

SIMO சிறந்தது, ஏனெனில் தொலைபேசியின் வரவேற்பு மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, மொபைல் ஃபோன் வயர்லெஸ் சூழலை மாற்ற முடியாது, எனவே அது தன்னை மாற்றிக் கொள்கிறது - மொபைல் ஃபோன் தனக்குத்தானே ஒரு ஆண்டெனாவைச் சேர்க்கிறது.

இதன் மூலம், பேஸ் ஸ்டேஷனில் இருந்து அனுப்பப்படும் செய்தி இரண்டு வழிகளில் மொபைல் போனை சென்றடையும்!அவர்கள் இருவரும் பேஸ் ஸ்டேஷனில் ஒரே ஆண்டெனாவிலிருந்து வருகிறார்கள் மற்றும் ஒரே டேட்டாவை மட்டுமே அனுப்ப முடியும்.

இதன் விளைவாக, ஒவ்வொரு வழியிலும் சில தரவை இழந்தாலும் பரவாயில்லை.ஃபோன் எந்தப் பாதையிலிருந்தும் நகலைப் பெறும் வரை, ஒவ்வொரு வழியிலும் அதிகபட்ச திறன் ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், தரவைப் பெறுவதற்கான நிகழ்தகவு வெற்றிகரமாக இரட்டிப்பாகிறது.இதை பெறு பன்முகத்தன்மை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

MISO என்றால் என்ன?

வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், மொபைல் ஃபோனில் இன்னும் ஒரு ஆண்டெனா உள்ளது, மேலும் அடிப்படை நிலையத்தில் உள்ள ஆண்டெனாக்களின் எண்ணிக்கை இரண்டாக அதிகரிக்கப்பட்டுள்ளது.இந்த வழக்கில், அதே தரவு இரண்டு டிரான்ஸ்மிட்டர் ஆண்டெனாக்களிலிருந்து அனுப்பப்படுகிறது.மேலும் ரிசீவர் ஆண்டெனாவால் உகந்த சமிக்ஞை மற்றும் சரியான தரவைப் பெற முடியும்.

MISO ஐப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை என்னவென்றால், பல ஆண்டெனாக்கள் மற்றும் தரவு ரிசீவரிலிருந்து டிரான்ஸ்மிட்டருக்கு நகர்த்தப்படுகின்றன.அடிப்படை நிலையம் இன்னும் இரண்டு வழிகளில் ஒரே தரவை அனுப்ப முடியும்;நீங்கள் சில தரவை இழந்தாலும் பரவாயில்லை;தொடர்பு சாதாரணமாக தொடரலாம்.

அதிகபட்ச திறன் ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், தகவல்தொடர்பு வெற்றி விகிதம் இரட்டிப்பாகியுள்ளது.இந்த முறை டிரான்ஸ்மிட் பன்முகத்தன்மை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இறுதியாக, MIMO பற்றி பேசலாம்.

ரேடியோ இணைப்பின் இரு முனைகளிலும் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட ஆண்டெனாக்கள் உள்ளன, மேலும் இது MIMO -Multiple Input Multiple Output என அழைக்கப்படுகிறது.சேனல் வலிமை மற்றும் சேனல் செயல்திறன் ஆகிய இரண்டிலும் மேம்பாடுகளை வழங்க MIMO பயன்படுத்தப்படலாம்.பேஸ் ஸ்டேஷன் மற்றும் மொபைல் பக்கம் இரண்டும் இரண்டு ஆண்டெனாக்களைப் பயன்படுத்தி அனுப்பவும் பெறவும் முடியும், இதன் பொருள் வேகம் இரட்டிப்பாகிறது?

இந்த வழியில், அடிப்படை நிலையத்திற்கும் மொபைல் ஃபோனுக்கும் இடையில் நான்கு பரிமாற்ற வழிகள் உள்ளன, இது மிகவும் சிக்கலானதாகத் தெரிகிறது.ஆனால் உறுதியாக இருக்க, பேஸ் ஸ்டேஷன் மற்றும் மொபைல் ஃபோன் பக்க இரண்டும் 2 ஆண்டெனாக்களைக் கொண்டிருப்பதால், ஒரே நேரத்தில் இரண்டு டேட்டாவை அனுப்பவும் பெறவும் முடியும்.ஒரு பாதையுடன் ஒப்பிடும்போது MIMO அதிகபட்ச திறன் எவ்வளவு அதிகரிக்கிறது?SIMO மற்றும் MISO இன் முந்தைய பகுப்பாய்விலிருந்து, அதிகபட்ச திறன் இருபுறமும் உள்ள ஆண்டெனாக்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது.

MIMO அமைப்புகள் பொதுவாக A*B MIMO ஆக இருக்கும்;A என்பது அடிப்படை நிலையத்தின் ஆண்டெனாக்களின் எண்ணிக்கை, B என்பது மொபைல் ஃபோன் ஆண்டெனாக்களின் எண்ணிக்கை.4*4 MIMO மற்றும் 4*2 MIMO பற்றி சிந்தியுங்கள்.எந்த திறன் பெரியது என்று நீங்கள் நினைக்கிறீர்கள்?

4*4 MIMO ஒரே நேரத்தில் 4 சேனல்களை அனுப்பவும் பெறவும் முடியும், மேலும் அதன் அதிகபட்ச திறன் SISO அமைப்பை விட 4 மடங்கு அடையும்.4*2 MIMO ஆனது SISO அமைப்பை விட 2 மடங்கு மட்டுமே அடைய முடியும்.

மல்டிபிளெக்சிங் ஸ்பேஸில் பல ஆண்டெனாக்கள் மற்றும் வெவ்வேறு டிரான்ஸ்மிஷன் பாதைகளைப் பயன்படுத்தி, திறனை அதிகரிக்க இணையாக வெவ்வேறு தரவுகளின் பல நகல்களை அனுப்ப இது ஸ்பேஸ் டிவிஷன் மல்டிபிளக்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எனவே, MIMO அமைப்பில் அதிகபட்ச பரிமாற்ற திறன் இருக்க முடியுமா?சோதனைக்கு வருவோம்.

நாங்கள் இன்னும் 2 ஆண்டெனாக்கள் கொண்ட பேஸ் ஸ்டேஷன் மற்றும் மொபைல் ஃபோனை உதாரணமாக எடுத்துக்கொள்கிறோம்.அவற்றுக்கிடையேயான பரிமாற்ற பாதை என்னவாக இருக்கும்?

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, நான்கு பாதைகள் ஒரே மறைதல் மற்றும் குறுக்கீடு வழியாக செல்கின்றன, மேலும் தரவு மொபைல் ஃபோனை அடையும் போது, ​​அவை இனி ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுத்திப் பார்க்க முடியாது.இதுவும் ஒரே பாதை அல்லவா?இந்த நேரத்தில், 2*2 MIMO அமைப்பு SISO அமைப்பைப் போன்றது அல்லவா?

அதே வழியில், 2*2 MIMO அமைப்பு SIMO, MISO மற்றும் பிற அமைப்புகளாக சிதைந்துவிடும், அதாவது விண்வெளிப் பிரிவு மல்டிபிளக்ஸ் பரிமாற்ற பன்முகத்தன்மை அல்லது பெறும் பன்முகத்தன்மைக்கு குறைக்கப்படுகிறது, அடிப்படை நிலையத்தின் எதிர்பார்ப்பும் அதிக வேகத்தை பின்தொடர்வதில் இருந்து சிதைந்துள்ளது. பெறும் வெற்றி விகிதத்தை உறுதி செய்கிறது.

மேலும் MIMO அமைப்புகள் கணிதக் குறியீடுகளைப் பயன்படுத்தி எவ்வாறு ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன?

3.MIMO சேனலின் ரகசியம்

பொறியாளர்கள் கணித சின்னங்களைப் பயன்படுத்த விரும்புகிறார்கள்.

பொறியாளர்கள் பேஸ் ஸ்டேஷனில் உள்ள இரண்டு ஆண்டெனாக்களிலிருந்து தரவை X1 மற்றும் X2 என்றும், மொபைல் ஃபோன் ஆண்டெனாக்களில் இருந்து Y1 மற்றும் Y2 என்றும், நான்கு டிரான்ஸ்மிஷன் பாதைகள் H11, H12, H21, H22 எனக் குறிக்கப்பட்டன.

இந்த வழியில் Y1 மற்றும் Y2 ஐ கணக்கிடுவது எளிது.ஆனால் சில நேரங்களில், 2*2 MIMO இன் திறன் SISO இன் இரட்டிப்பை அடையலாம், சில சமயங்களில் முடியாது, சில சமயங்களில் SISO போலவே ஆகலாம்.அதை எப்படி விளக்குகிறீர்கள்?

இந்தச் சிக்கலை நாம் இப்போது குறிப்பிட்டுள்ள சேனல் தொடர்பு மூலம் விளக்கலாம்-அதிகமான தொடர்பு, மொபைல் பக்கத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு டிரான்ஸ்மிஷன் பாதையையும் வேறுபடுத்துவது மிகவும் கடினம்.சேனல் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், இரண்டு சமன்பாடுகளும் ஒன்றாக மாறும், எனவே அதை அனுப்ப ஒரே ஒரு வழி உள்ளது.

வெளிப்படையாக, MIMO சேனலின் ரகசியம் பரிமாற்ற பாதையின் சுதந்திரத்தின் தீர்ப்பில் உள்ளது.அதாவது, இரகசியமானது H11, H12, H21 மற்றும் H22 இல் உள்ளது.பொறியாளர்கள் சமன்பாட்டை பின்வருமாறு எளிதாக்குகிறார்கள்:

பொறியாளர்கள் H1, H12, H21 மற்றும் H22 ஐ எளிமைப்படுத்த முயன்றனர், சில சிக்கலான மாற்றங்கள் மூலம் சமன்பாடு மற்றும் இறுதியில் சூத்திரத்திற்கு மாற்றப்பட்டது.

X'1 மற்றும் X'2 ஆகிய இரண்டு உள்ளீடுகள், λ1 மற்றும் λ2 ஐப் பெருக்கி, நீங்கள் Y'1 மற்றும் Y'2 ஐப் பெறலாம்.λ1 மற்றும் λ2 மதிப்புகள் எதைக் குறிக்கின்றன?

ஒரு புதிய அணி உள்ளது.ஒரே ஒரு மூலைவிட்டத்தில் தரவைக் கொண்ட அணி மூலைவிட்ட அணி என்று அழைக்கப்படுகிறது.மூலைவிட்டத்தில் பூஜ்ஜியமற்ற தரவுகளின் எண்ணிக்கை மேட்ரிக்ஸின் தரவரிசை என்று அழைக்கப்படுகிறது.2*2 MIMO இல், இது λ1 மற்றும் λ2 இன் பூஜ்ஜியமற்ற மதிப்புகளைக் குறிக்கிறது.

ரேங்க் 1 என்றால், 2*2 MIMO சிஸ்டம் டிரான்ஸ்மிஷன் ஸ்பேஸில் மிகவும் தொடர்புடையது என்று அர்த்தம், அதாவது MIMO ஆனது SISO அல்லது SIMO ஆக சிதைந்து, எல்லா தரவையும் ஒரே நேரத்தில் மட்டுமே பெற்று அனுப்ப முடியும்.

தரவரிசை 2 எனில், கணினியில் ஒப்பீட்டளவில் இரண்டு சுயாதீனமான இடஞ்சார்ந்த சேனல்கள் உள்ளன.இது ஒரே நேரத்தில் தரவை அனுப்பவும் பெறவும் முடியும்.

எனவே, தரவரிசை 2 என்றால், இந்த இரண்டு டிரான்ஸ்மிஷன் சேனல்களின் திறன் ஒன்றின் இரட்டிப்பாகுமா?பதில் λ1 மற்றும் λ2 விகிதத்தில் உள்ளது, இது நிபந்தனை எண் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

நிபந்தனை எண் 1 என்றால், λ1 மற்றும் λ2 ஒன்றுதான் என்று அர்த்தம்;அவர்களுக்கு அதிக சுதந்திரம் உள்ளது.2*2 MIMO அமைப்பின் திறன் அதிகபட்சத்தை அடையலாம்.

நிபந்தனை எண் 1 ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், λ1 மற்றும் λ2 வேறுபட்டவை என்று அர்த்தம்.இருப்பினும், இரண்டு இடஞ்சார்ந்த சேனல்கள் உள்ளன, மேலும் தரம் வேறுபட்டது, பின்னர் கணினி முக்கிய ஆதாரங்களை சேனலில் சிறந்த தரத்துடன் வைக்கும்.இந்த வழியில், 2*2 MIMO அமைப்பின் திறன் SISO அமைப்பின் 1 அல்லது 2 மடங்கு ஆகும்.

இருப்பினும், அடிப்படை நிலையம் தரவை அனுப்பிய பிறகு, விண்வெளி பரிமாற்றத்தின் போது தகவல் உருவாக்கப்படுகிறது.ஒரு சேனல் அல்லது இரண்டு சேனல்களை எப்போது அனுப்ப வேண்டும் என்பதை அடிப்படை நிலையத்திற்கு எப்படித் தெரியும்?

மறந்துவிடாதீர்கள், அவர்களுக்கு இடையே எந்த ரகசியமும் இல்லை.மொபைல் ஃபோன் அதன் அளவிடப்பட்ட சேனல் நிலை, டிரான்ஸ்மிஷன் மேட்ரிக்ஸின் தரவரிசை மற்றும் முன்குறியீடு செய்வதற்கான பரிந்துரைகளை அடிப்படை நிலையத்திற்கு குறிப்புக்காக அனுப்பும்.

இந்த கட்டத்தில், MIMO அத்தகைய ஒரு விஷயமாக மாறுவதை நாம் காணலாம் என்று நினைக்கிறேன்.