- MIMO के हो?
यस अन्तरसम्बन्धको युगमा, मोबाइल फोन, हाम्रो लागि बाहिरी संसारसँग सञ्चार गर्ने झ्यालको रूपमा, हाम्रो शरीरको एक हिस्सा बनेको देखिन्छ।
तर मोबाइल फोनले आफैं इन्टरनेट सर्फ गर्न सक्दैन, मोबाइल फोन सञ्चार सञ्जाल मानिसका लागि पानी र बिजुली जस्तै महत्त्वपूर्ण भएको छ।जब तपाइँ इन्टरनेट सर्फ गर्नुहुन्छ, तपाइँ यी पर्दा पछाडिका नायकहरूको महत्त्व महसुस गर्नुहुन्न।एकपटक छोडेर गएपछि अब बाँच्न नसक्ने महसुस हुन्छ ।
कुनै समय थियो, मोबाइल फोनको इन्टरनेट ट्राफिकले चार्ज गर्दथ्यो, मानिसको औसत आम्दानी केही सय सिक्का हुन्छ, तर १ मेगाहर्जको सिक्का खर्च गर्नुपर्छ।त्यसैले, जब तपाइँ Wi-Fi देख्नुहुन्छ, तपाइँ सुरक्षित महसुस गर्नुहुनेछ।
वायरलेस राउटर कस्तो देखिन्छ हेरौं।
8 एन्टेना, यो माकुरा जस्तै देखिन्छ।
के संकेत दुई वा बढी पर्खालहरू मार्फत जान सक्छ?वा इन्टरनेटको गति दोब्बर हुनेछ?
यी प्रभावहरू राउटरद्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ, र यो धेरै एन्टेनाहरू, प्रसिद्ध MIMO प्रविधिको साथ प्राप्त गरिन्छ।
MIMO, जुन बहु-इनपुट बहु आउटपुट हो।
यो कल्पना गर्न गाह्रो छ, हैन?बहु-इनपुट बहु-आउटपुट के हो, एन्टेनाले सबै प्रभावहरू कसरी प्राप्त गर्न सक्छ?जब तपाइँ नेटवर्क केबल मार्फत इन्टरनेट सर्फ गर्नुहुन्छ, कम्प्युटर र इन्टरनेट बीचको जडान एक भौतिक केबल हो, स्पष्ट रूपमा।अब हामीले विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू प्रयोग गरेर हावा मार्फत संकेतहरू पठाउन एन्टेना प्रयोग गर्दा कल्पना गरौं।हावाले तार जस्तै काम गर्छ तर भर्चुअल हो, सिग्नलहरू प्रसारण गर्ने च्यानललाई ताररहित च्यानल भनिन्छ।
त्यसोभए, तपाइँ कसरी इन्टरनेट छिटो बनाउन सक्नुहुन्छ?
तपाईं सहि हुनुहुन्छ!डाटा पठाउन र प्राप्त गर्नका लागि केही थप एन्टेनाहरू, केही थप भर्चुअल तारहरू सँगै समाधान गर्न सकिन्छ।MIMO ताररहित च्यानलको लागि डिजाइन गरिएको हो।
वायरलेस राउटरहरू जस्तै, 4G बेस स्टेशन र तपाईंको मोबाइल फोनले पनि त्यस्तै काम गरिरहेको छ।
MIMO टेक्नोलोजीलाई धन्यवाद, जुन 4G सँग जोडिएको छ, हामीले इन्टरनेटको तीव्र गतिको अनुभव गर्न सक्छौं।यससँगै, मोबाइल फोन अपरेटरहरूको लागत उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ;हामी छिटो र असीमित इन्टरनेट गति अनुभव गर्न कम खर्च गर्न सक्छौं।अब हामी अन्ततः Wi-Fi मा हाम्रो निर्भरताबाट छुटकारा पाउन सक्छौं र सधैं इन्टरनेट सर्फ गर्न सक्छौं।
अब, मलाई परिचय गरौं MIMO के हो?
२.MIMO वर्गीकरण
सबैभन्दा पहिले, हामीले पहिले उल्लेख गरेका MIMO ले डाउनलोडमा नेटवर्क गतिमा भएको उल्लेखनीय वृद्धिलाई जनाउँछ।त्यो किनभने, अहिलेको लागि, हामीसँग डाउनलोडहरूको लागि धेरै बलियो माग छ।यसको बारेमा सोच्नुहोस्, तपाईले दर्जनौं GHz भिडियोहरू डाउनलोड गर्न सक्नुहुन्छ तर प्रायः केही मेगाहर्ट्ज मात्र अपलोड गर्नुहोस्।
MIMO लाई मल्टिपल इनपुट र मल्टिपल आउटपुट भनिने भएकोले, धेरै ट्रान्समिशन पथहरू धेरै एन्टेनाहरूद्वारा सिर्जना गरिन्छ।निस्सन्देह, आधार स्टेशनले बहु एन्टेना प्रसारणलाई मात्र समर्थन गर्दैन, तर मोबाइल फोनले पनि धेरै एन्टेना रिसेप्शनसँग भेट्न आवश्यक छ।
निम्न सरल रेखाचित्र जाँच गरौं: (वास्तवमा, बेस स्टेसन एन्टेना ठूलो छ, र मोबाइल फोनको एन्टेना सानो र लुकेको छ। तर फरक क्षमताहरूसँग पनि, तिनीहरू समान संचार स्थितिमा छन्।)
आधार स्टेशन र मोबाइल फोन को एन्टेना संख्या अनुसार, यो चार प्रकार मा विभाजित गर्न सकिन्छ: SISO, SIMO, MISO र MIMO।
SISO: एकल इनपुट र एकल आउटपुट
SIMO: एकल इनपुट र बहु आउटपुट
MISO: बहु इनपुट र एकल आउटपुट
MIMO: बहु आउटपुट र बहु आउटपुट
SISO बाट सुरु गरौं:
सरल रूपलाई MIMO सर्तहरूमा SISO - एकल इनपुट एकल आउटपुटको रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ।यो ट्रान्समिटर रिसीभरको रूपमा एक एन्टेनासँग काम गर्दछ।त्यहाँ कुनै विविधता छैन, र कुनै अतिरिक्त प्रशोधन आवश्यक छैन।
त्यहाँ बेस स्टेशनको लागि एउटा एन्टेना र मोबाइल फोनको लागि एउटा छ;तिनीहरू एकअर्कासँग हस्तक्षेप गर्दैनन् - तिनीहरू बीचको प्रसारण मार्ग मात्र जडान हो।
यसमा कुनै शंका छैन कि यस्तो प्रणाली धेरै कमजोर छ, एक सानो सडक हो।कुनै पनि अप्रत्याशित परिस्थितिले सञ्चारमा प्रत्यक्ष खतरा निम्त्याउनेछ।
SIMO राम्रो छ किनभने फोनको रिसेप्शन बढाइएको छ।
तपाईले देख्न सक्नुहुन्छ, मोबाइल फोनले ताररहित वातावरण परिवर्तन गर्न सक्दैन, त्यसैले यो आफैं परिवर्तन हुन्छ - मोबाइल फोनले आफैंमा एन्टेना थप्छ।
यसरी बेस स्टेसनबाट पठाइएको सन्देश मोबाइल फोनमा दुई तरिकाले पुग्न सक्छ!यो मात्र हो कि तिनीहरू दुबै आधार स्टेशनमा एउटै एन्टेनाबाट आउँछन् र एउटै डाटा मात्र पठाउन सक्छन्।
नतिजाको रूपमा, तपाईंले प्रत्येक मार्गमा केही डेटा गुमाउनु भयो भने फरक पर्दैन।जबसम्म फोनले कुनै पनि मार्गबाट प्रतिलिपि प्राप्त गर्न सक्छ, यद्यपि अधिकतम क्षमता प्रत्येक मार्गमा समान रहन्छ, डाटा प्राप्त गर्ने सम्भावना सफलतापूर्वक दोब्बर हुन्छ।यसलाई प्राप्त विविधता पनि भनिन्छ।
MISO के हो?
अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, मोबाइल फोनमा अझै एउटा एन्टेना छ, र बेस स्टेशनमा एन्टेनाको संख्या दुईमा बढाइएको छ।यस अवस्थामा, एउटै डाटा दुई ट्रान्समिटर एन्टेनाबाट प्रसारित हुन्छ।र रिसीभर एन्टेना त्यसपछि इष्टतम संकेत र सही डाटा प्राप्त गर्न सक्षम छ।
MISO प्रयोग गर्नुको फाइदा यो हो कि धेरै एन्टेनाहरू र डाटा रिसीभरबाट ट्रान्समिटरमा सारियो।आधार स्टेशन अझै पनि दुई तरिकामा समान डाटा पठाउन सक्छ;यदि तपाइँ केहि डाटा हराउनुहुन्छ भने यसले फरक पार्दैन;सञ्चार सामान्य रूपमा अघि बढ्न सक्छ।
अधिकतम क्षमता भने यथावत रहे पनि सञ्चारको सफलताको दर दोब्बर भएको छ ।यो विधिलाई ट्रान्समिट डाइभर्सिटी पनि भनिन्छ।
अन्तमा, MIMO को बारेमा कुरा गरौं।
रेडियो लिङ्कको दुबै छेउमा एक भन्दा बढी एन्टेना छन्, र यसलाई MIMO -Multiple Input Multiple Output भनिन्छ।MIMO दुबै च्यानल बलियोपन र च्यानल थ्रुपुटमा सुधारहरू प्रदान गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।आधार स्टेशन र मोबाइल पक्ष दुवै स्वतन्त्र रूपमा पठाउन र प्राप्त गर्न दुई एन्टेना प्रयोग गर्न सक्छन्, र यसको मतलब गति दोब्बर छ?
यस हिसाबले बेस स्टेसन र मोबाइल फोनको बीचमा चारवटा ट्रान्समिसन रुटहरू छन्, जुन धेरै जटिल देखिन्छ।तर पक्का हुन, आधार स्टेशन र मोबाइल फोन साइड दुवैमा २ वटा एन्टेना भएकाले यसले एकैसाथ दुईवटा डाटा पठाउन र प्राप्त गर्न सक्छ।त्यसोभए MIMO अधिकतम क्षमता एक मार्गको तुलनामा कति बढ्छ?SIMO र MISO को अघिल्लो विश्लेषणबाट, यस्तो देखिन्छ कि अधिकतम क्षमता दुबै पक्षमा एन्टेनाहरूको संख्यामा निर्भर गर्दछ।
MIMO प्रणालीहरू सामान्यतया A*B MIMO को रूपमा हुन्छन्;A भनेको बेस स्टेशनको एन्टेनाको संख्या हो, B भनेको मोबाइल फोनको एन्टेनाहरूको संख्या हो।4*4 MIMO र 4*2 MIMO बारे सोच्नुहोस्।तपाईको विचारमा कुन क्षमता ठूलो छ?
4*4 MIMO ले एकै साथ 4 च्यानलहरू पठाउन र प्राप्त गर्न सक्छ, र यसको अधिकतम क्षमता SISO प्रणालीको 4 गुणा पुग्न सक्छ।4*2 MIMO SISO प्रणालीको २ गुणा मात्र पुग्न सक्छ।
क्षमता बढाउनको लागि समानान्तरमा विभिन्न डाटाका धेरै प्रतिलिपिहरू पठाउन मल्टिप्लेक्सिङ स्पेसमा बहु एन्टेना र विभिन्न प्रसारण मार्गहरू प्रयोग गरी यसलाई स्पेस डिभिजन मल्टिप्लेक्स भनिन्छ।
त्यसोभए, MIMO प्रणालीमा अधिकतम प्रसारण क्षमता हुन सक्छ?आउनुहोस् परीक्षामा।
हामी अझै पनि उदाहरणको रूपमा 2 एन्टेनाको साथ बेस स्टेशन र मोबाइल फोन लिन्छौं।तिनीहरू बीचको प्रसारण मार्ग के हुनेछ?
तपाईले देख्न सक्नुहुने रूपमा, चारवटा मार्गहरू एउटै फेडिंग र हस्तक्षेपबाट गुजर्छन्, र जब डाटा मोबाइल फोनमा पुग्छ, तिनीहरूले अब एकअर्कालाई छुट्याउन सक्दैनन्।के यो एउटै बाटो होइन र?यस समयमा, 2*2 MIMO प्रणाली SISO प्रणाली जस्तै छैन?
त्यसैगरी, 2*2 MIMO प्रणाली SIMO, MISO र अन्य प्रणालीहरूमा पतन हुन सक्छ, जसको अर्थ स्पेस डिभिजन मल्टिप्लेक्स प्रसारण विविधता वा प्राप्त विविधतामा घटेको छ, बेस स्टेशनको अपेक्षा पनि उच्च गतिको पछि लाग्नबाट पतन भएको छ। प्राप्त सफलता दर सुनिश्चित गर्दै।
र MIMO प्रणालीहरू गणित प्रतीकहरू प्रयोग गरेर कसरी अध्ययन गरिन्छ?
३.MIMO च्यानल को रहस्य
इन्जिनियरहरू गणित प्रतीकहरू प्रयोग गर्न मन पराउँछन्।
इन्जिनियरहरूले बेस स्टेसनमा रहेका दुई एन्टेनाहरूबाट डाटालाई X1 र X2, मोबाइल फोनको एन्टेनाबाट डाटालाई Y1 र Y2, चार प्रसारण मार्गहरूलाई H11, H12, H21, H22 को रूपमा चिन्ह लगाइयो।
यसरी Y1 र Y2 गणना गर्न सजिलो छ।तर कहिलेकाहीँ, 2*2 MIMO को क्षमता SISO को दोब्बर पुग्न सक्छ, कहिलेकाहीं सक्दैन, कहिले काँही SISO जस्तै बन्न सक्छ।तपाईं यसलाई कसरी व्याख्या गर्नुहुन्छ?
यो समस्या च्यानल सहसंबंध द्वारा व्याख्या गर्न सकिन्छ जुन हामीले भर्खरै उल्लेख गरेका छौं - उच्च सहसम्बन्ध, मोबाइल पक्षमा प्रत्येक प्रसारण मार्ग छुट्याउन गाह्रो हुन्छ।यदि च्यानल एउटै हो भने, त्यसपछि दुई समीकरणहरू एउटै हुन्छन्, त्यसैले यसलाई प्रसारण गर्ने एउटा मात्र तरिका हो।
स्पष्ट रूपमा, MIMO च्यानलको रहस्य प्रसारण मार्गको स्वतन्त्रताको निर्णयमा निहित छ।त्यो हो, रहस्य H11, H12, H21, र H22 मा छ।इन्जिनियरहरूले निम्नानुसार समीकरणलाई सरल बनाउँछन्:
इन्जिनियरहरूले H1, H12, H21, र H22 लाई सरल बनाउने प्रयास गरे, केही जटिल परिवर्तनहरू, समीकरणहरू मार्फत र अन्ततः सूत्रमा रूपान्तरण गरियो।
दुई इनपुटहरू X'1 र X'2, λ1 र λ2 लाई गुणा गर्नुहोस्, तपाइँ Y'1 र Y'2 प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ।λ1 र λ2 को मान के हो?
त्यहाँ नयाँ म्याट्रिक्स छ।केवल एक विकर्णमा डेटा भएको म्याट्रिक्सलाई विकर्ण म्याट्रिक्स भनिन्छ।विकर्णमा शून्य शून्य डेटाको संख्यालाई म्याट्रिक्सको श्रेणी भनिन्छ।2*2 MIMO मा, यसले λ1 र λ2 को गैर-शून्य मानहरूलाई जनाउँछ।
यदि श्रेणी 1 हो भने, यसको मतलब 2*2 MIMO प्रणाली ट्रान्समिशन स्पेसमा अत्यधिक सहसम्बन्धित छ, जसको अर्थ MIMO SISO वा SIMO मा पतन हुन्छ र सबै डेटा एकै समयमा प्राप्त गर्न र प्रसारण गर्न सक्छ।
यदि श्रेणी 2 हो भने, प्रणालीमा दुई अपेक्षाकृत स्वतन्त्र स्थानिक च्यानलहरू छन्।यसले एकै समयमा डाटा पठाउन र प्राप्त गर्न सक्छ।
त्यसोभए, यदि श्रेणी 2 हो भने, के यी दुई प्रसारण च्यानलहरूको क्षमता एक भन्दा दोब्बर छ?उत्तर λ1 र λ2 को अनुपातमा छ, जसलाई सशर्त संख्या पनि भनिन्छ।
यदि सशर्त संख्या 1 हो भने, यसको मतलब λ1 र λ2 समान छन्;तिनीहरूसँग उच्च स्वतन्त्रता छ।2*2 MIMO प्रणालीको क्षमता अधिकतममा पुग्न सक्छ।
यदि सशर्त संख्या 1 भन्दा माथि छ भने, यसको मतलब λ1 र λ2 फरक छन्।यद्यपि, त्यहाँ दुई स्थानिय च्यानलहरू छन्, र गुणस्तर फरक छ, तब प्रणालीले मुख्य स्रोतहरूलाई राम्रो गुणस्तरको साथ च्यानलमा राख्नेछ।यसरी, 2*2 MIMO प्रणाली क्षमता SISO प्रणालीको 1 वा 2 गुणा हो।
यद्यपि, आधार स्टेशनले डाटा पठाएपछि अन्तरिक्ष प्रसारणको क्रममा जानकारी उत्पन्न हुन्छ।एक च्यानल वा दुई च्यानलहरू कहिले पठाउने भन्ने आधार स्टेशनलाई कसरी थाहा हुन्छ?
नबिर्सनुहोस्, र तिनीहरू बीच कुनै रहस्य छैन।मोबाइल फोनले यसको मापन गरिएको च्यानल स्थिति, ट्रान्समिशन म्याट्रिक्सको श्रेणी, र सन्दर्भको लागि आधार स्टेशनमा पूर्वकोडिङका लागि सुझावहरू पठाउनेछ।
यस बिन्दुमा, मलाई लाग्छ कि हामीले देख्न सक्छौं कि MIMO यस्तो चीज हो।
पोस्ट समय: अप्रिल-20-2021