802.11n, MIMO og multi-path miljøer

  • Pierce Henry
  • 0
  • 4610
  • 1406

I to forrige innlegg-Multipath-miljøer og hvordan de påvirker Wi-Fi-utbredelse og Hvordan gjøre det beste ut av 802.11-flerveismiljøer - undersøkte jeg det noe tåpelige emnet flerfals-fading og teknologier som minimerer de negative effektene på Wi-Fi-nettverk. Nå skal jeg trekke en 180 og snakke om hvor viktig flerveisforplantning er.

Én forsker og trådløs pioner, Dr. Greg Raleigh, var spesielt med på å bestemme hvordan flervadsmiljøer skulle brukes til en fordel. En av de bedre kjente utviklingen som følger av forskningen er MIMO-smartantenne-teknologi (Multiple Input / Multiple Output).

Slik fungerer MIMO

Qualcomm, en utvikler av trådløst brikkesett som kjøpte Airgo, selskapet grunnlagt av Dr. Raleigh, har den beste definisjonen av hvordan MIMO fungerer:

MIMO-systemer deler en datastrøm inn i flere unike strømmer, som hver er modulert og overført gjennom en annen radioantennkjede samtidig i samme frekvenskanal. En revolusjonerende teknikk som reverserer 100 år med å tenke på hvordan radiosignaler overføres, MIMO utnytter miljøstrukturer og drar nytte av flerveis signalrefleksjoner for å faktisk forbedre ytelsen til radiosendingen.

Ved bruk av flervei er hver MIMO mottagende antenneradiokjede en lineær kombinasjon av de flere overførte datastrømmene. Datastrømmene skilles ved mottakeren ved å bruke MIMO-algoritmer som er avhengige av estimater av alle kanaler mellom hver sender og hver mottaker. Hver flerveisrute kan deretter behandles som en egen kanal som skaper flere "virtuelle ledninger" som skal overføres signaler. MIMO benytter flere, romlig atskilt antenner for å dra nytte av disse "virtuelle ledningene" og overføre mer data. I tillegg til å multiplisere gjennomstrømning, økes rekkevidden på grunn av en fordel for antennediversitet, siden hver mottaksantenne har en måling av hver overført datastrøm. Med MIMO vokser den maksimale datahastigheten per kanal lineært med antallet forskjellige datastrømmer som overføres i samme kanal.

Dette beskriver i et nøtteskall de grunnleggende leietakerne bak MIMO-antennesystemer.

To distinkte miljøforhold

For å unngå forvirring når du diskuterer MIMO og flerveisutbredelse, er det viktig å definere de to forskjellige, men likevel beslektede miljøforholdene som støttes av MIMO RF-forplantning: RF Sight Line, og RF Ikke synslinje.

RF Line of Sight (LoS): Under denne tilstanden vil ikke RF-signalutbredelse, uansett om enkelt inngang / enkelt utgang (SISO) eller MIMO-teknologi, ikke oppstå fysiske forstyrrelser langs koblingsbanen. Dette eliminerer alle flerveisfordeler oppnådd ved MIMO-teknologi og enhver flerveis falmende ulempe sett av SISO-teknologi.

Selv med like vilkår har MIMO-teknologien fremdeles en tydelig fordel, fordi den bruker en prosess som kalles romlig multiplexing. For forklaring, hvis et SISO-system og et MIMO-system forsynes med en identisk datastrøm, vil MIMO-systemets datahastighet være X ganger datahastigheten til SISO-systemet, der X er antallet mottaks- / sendeantenneparringer. Selv den minimale doblingen av datahastigheten er ganske betydelig når vi vurderer dagens båndbreddekrevende applikasjoner.

RF Non-Line of Sight NLoS): Dette er en tilstand der RF-signalet møter betydelig fysisk forstyrrelse langs koblingsbanen og bare endrede RF-signaler når mottaksantennen. Disse endrede RF-signalene har en tendens til å forstyrre hverandre, ofte ødeleggende som resulterer i flerveis falming, banen til konvensjonelle radioer ved bruk av SISO-teknologi.

Trådløse pionerer som Dr. Raleigh bestemte seg for å dra nytte av de spesifikke flerveisfenomenene der mottatte signaler fra en sendende antenne vil ha forskjellige fase-, timing- eller signalstyrkeegenskaper fra mottatte signaler overført av en annen antenne. Denne tankegangen førte til en av de alt for sjelden "Ah ha!" øyeblikkene. Ved å bruke flere send / mottak antennekoblinger for å overvinne falming i flere veier komplimenterer det også konseptet med høyere datahastigheter som kommer fra å ha flere RF-strømmer.

Det siste puslespillet, og hvor MIMO-teknologien endelig kom sammen, var fremkomsten av ny og, etter min mening, fantastisk mottakerteknologi. Ved å bruke avansert maskinvare for prosessering av digital signal og veldig sofistikerte algoritmer som omhandler romtidskoding, blir det mulig å dechiffrere flerveisdifferensierte RF-signaler selv om de alle har samme frekvens.

Konklusjon

Jeg er overrasket over hvordan tidslinjene for teknologiutvikling fortsetter å forkorte, med den nylige utviklingen i 802.11n, spesielt MIMO-teknologi, som et eksempel. Enda viktigere er det faktum at disse fremskrittene effektivt vil endre hvordan alle får tilgang til datanettverk og Internett.

802.11n-standarden har tilleggsfunksjoner og tekniske gjennombrudd som ikke er like godt publisert som MIMO. Jeg skal se på attributtene i neste innlegg.




Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.

Tips, nyttig informasjon og siste nytt fra teknologiens verden!
Nyttig informasjon og de siste teknologinyhetene fra hele verden. Videoomtaler av telefoner, nettbrett og datamaskiner.