Menu

Technologia 5Ghz 2x2 MIMO

Jakiego sprzętu używamy?

Internet bezprzewodowy - mAir

Technologia MIMO w sieciach radiowych 802.11 a/b/g/n

Wstęp

Technologia MIMO(multiple-input multiple-output), która stosunkowo niskim kosztem oferuje olbrzymie korzyści dla sieci bezprzewodowych, stała się sercem standardu 802.11n. MIMO okazało się na tyle innowacyjne, że zostało zaadoptowane do zastosowania również w innych sieciach bezprzewodowych, np.: sieciach komórkowych 4G(LTE).

Sieci bezprzewodowe zbudowane w starszych standardach 802.11a/b/g, aby działać wydajnie wymagają zminimalizowania efektu wielościeżkowości, natomiast wieloantenowe sieci bezprzewodowe MIMO czerpią z niej korzyści.

Urządzenia MIMO są zdolne do ciągłego przetwarzania każdego ze składników sygnału wielościeżkowego i mogą np.: zapobiegać nakładaniu się składowych sygnału będących w przeciw-fazie, skutkującego zniekształceniem sygnału.

2X2 MIMO - Poprawa parametrów odbieranego sygnału.

W technologii 2X2 MIMO „multitple output” oznacza, że urządzenie WLAN wysyła jednocześnie dwa sygnały radiowe za pomocą wielu anten nadawczych. „Multiple input” odnosi się do odbierania dwóch sygnałów radiowych pochodzących z wielu anten odbiorczych(Rys. 1).



Rysunek 1 – Wieloantenowy system MIMO

Podstawowa zaleta MIMO wydaje się prosta: wiele anten wysyła i odbiera „większą ilość” sygnału. W rzeczywistości MIMO jest w stanie zaoferować o wiele więcej. Posiadanie po stronie odbiorczej wielu anten i odbiorników (Rys. 2) nie tylko zwiększa wartość odebranego sygnału, ale również zmniejsza negatywne skutki wielościeżkowości poprzez odpowiednie sumowanie poszczególnych składników odebranego sygnału.



Rysunek 2 - Maximum Ratio Combining

Technika ta, nazywana Maximum Ratio Combining - MRC, znacznie poprawia stosunek sygnału do szumu (SNR) zwłaszcza w środowiskach o wysokim stopniu wielościeżkowości. Środowiska takie charakteryzują się dużą ilością powierzchni odbijających sygnał w rezultacie sprawiając, że dociera on do anteny odbiorczej zbiorem różnych dróg.

MIMO - Poprawa parametrów wysyłanego sygnału

Wykorzystanie modułów radiowych z kilkoma wyjściami, posiadającymi własne wzmacniacze mocy i dedykowane anteny, to druga strona równania MIMO (Rys. 4).



Rysunek 4 – Dwie anteny nadawcze z dedykowanymi wzmacniaczami mocy

Dzięki możliwości precyzyjnej regulacji fazy sygnałów wysyłanych przez kilka anten nadajnika, możliwe jest zmaksymalizowanie łącznego sygnału odbieranego przez antenę odbiornika. Technika Transmit Beamforming - TB pozwala na kształtowanie każdego z transmitowanych sygnałów, skupiając w ten sposób transmisję kilku anten na pojedynczym odbiorniku. Efektywny wzrost tak modulowanego sygnału odpowiada liczbie anten nadawczych podniesionych do kwadratu. Posiadanie więc dwóch anten nadawczych i korzystanie z Transmit Beamforming oznacza czterokrotne podniesienie efektywnej wartości nadawanego sygnału.

MRC, TB oraz moduły radiowe z wieloma wyjściami posiadającymi własne wzmacniacze mocy i dedykowane anteny są w stanie radykalnie poprawić zasięg i przepustowość sieci bezprzewodowej.

Standard 802.11n poza technologią MIMO wprowadza dodatkowe zmiany podnoszące efektywną przepustowość sieci. Najważniejsze z nich to możliwość wykorzystania zwiększonej szerokości kanału, wyższych prędkości modulacji oraz zmniejszenie narzutu.

Sieci radiowe 802.11 a/b/g korzystają z kanału o szerokości 20 MHz, natomiast standard 802.11n definiuje użycie kanałów o szerokości 20 lub 40 MHz oraz maksymalnie 4 strumieni przestrzennych w kanale.

Dostępne w chwili obecnej urządzenia są w stanie wykorzystywać dwa strumienie przestrzenne w kanale o szerokości 20 lub 40 MHz, osiągając odpowiednio prędkość 144,4 lub 300 Mb/s. Porównanie dostępnych prędkości transmisji w standardach 802.11a/b/g/n.

Podsumowanie

Stosowanie opisanych technik MIMO pozwala rozwiązać problemy związane z niezawodnością, zasięgiem oraz prędkością połączenia oraz przepustowością sieci bezprzewodowych.

Kompatybilność dywersyfikacyjnych technik MIMO ze wszystkimi urządzeniami działającymi w standardach 802.11a/b/g pozwala poprawić SNR połączenia radiowego i, co za tym idzie, zasięg oraz/lub przepustowość takich połączeń.

Sieci bezprzewodowe działające w standardzie 802.11n pozwalają, dzięki multipleksacji przestrzennej, dodatkowo podwoić pojemność kanału (2x2 MIMO) oraz wykorzystać większą wydajność warstwy radiowej oraz warstwy MAC (2x2 oraz 2x1 MIMO).

Dzięki wszystkim opisanym usprawnieniom, wykorzystanie technologii MIMO oraz standardu 802.11n pozwala znacząco zwiększyć pojemność, przepustowość oraz niezawodność sieci WLAN.

Źródło: www.cyberbajt.pl