Pre pripojenie mimo antény tak. Technológia MIMO: čo to je a s čím sa jedáva? Podľa druhu prevedenia

Ak chcete vyriešiť problémy s úrovňou príjmu signálu internetu a mobilnej komunikácie, môžete si vyrobiť anténu 4g LTE MIMO vlastnými rukami. Technológia MIMO umožňuje zväčšiť šírku pásma a preniesť viac dát, čím sa zvýši prevádzková rýchlosť. Tento efekt sa dosahuje použitím viacerých zariadení na príjem signálu. Niet divu, že názov MIMO alebo Multiple Input Multiple Output sa prekladá ako viacero vstupov, viacero výstupov. Pomocou tejto technológie je možné zabezpečiť výrazné zvýšenie rýchlosti prenosu dát pre koncového užívateľa.

Paralelizáciou toku do niekoľkých kanálov na vstupe môžete vysielať signál v niekoľkých smeroch a tiež prijímať všetky tieto údaje na výstupe. Dvoj, troj a dokonca osemnásobné zvýšenie sa dosiahne použitím špecifických konfigurácií a počtu 3G alebo 4G MIMO antén. Okrem toho je možné spustiť zakódované informácie s oneskorením a obnoviť údaje po prijatí. Aby sme pochopili, ako takéto zariadenia fungujú, uvažujme o základnej schéme prenosu rádiového signálu.

Prijímanie a odosielanie informácií v bezdrôtových komunikačných linkách

Pri pohybe rádiových vĺn v priestore narážajú na rôzne prekážky v podobe domov, stromov a iných stavieb. Prekážky na ceste môžu vlnu odrážať alebo absorbovať, ako aj čiastočne. Niekedy je signál rozdelený na niekoľko častí. Povaha interakcií medzi vlnami a prekážkami na ceste je ovplyvnená materiálom povrchu, frekvenciou signálu a mnohými ďalšími faktormi. Odraz počas prenosu prináša časové oneskorenia. Navyše v dôsledku všetkých týchto interakcií sa ku koncovému užívateľovi dostane len časť vĺn odoslaných z prijímača. Preto je jedným z hlavných problémov bezdrôtových sietí viaccestný signál.

Na jeho vyriešenie sa používajú nasledujúce technológie:

• Diverzita (Receive Diversity) vám umožňuje prijímať signál naraz niekoľkými zariadeniami, a nie jedným. Vlny, ktoré neprijíma jedna anténa, teda prijíma iná. Využíva sa princíp jedného výstupu a viacerých vstupov alebo SIMO (Single Input Multiple Output);
• Diverzitný prenos (Tx Diversity) je založený na skutočnosti, že signál je odosielaný z niekoľkých antén a je prijímaný jednou, teda viacerými výstupmi a jedným vstupom, alebo MISO (Multiple Input Single Output), ako 3G panelová anténa;
• Priestorové multiplexovanie – rozdelenie výstupného toku na niekoľko komponentov a príjem cez viacero zariadení alebo MIMO. Anténa prijíma signál určený aj pre iné prijímacie zariadenia. Pomocou prenosovej matice a všetkých prijatých informácií je signál maximálne obnovený.

Na určenie maximálnej priepustnosti - C sa používa vzorec:

С = MB log2 (1 + S / N), kde:

• C je šírka pásma kanála;
• M je počet nezávislých dátových tokov;
• B je šírka kanála;
• S / N - odstup signálu od šumu.

Pre 4G celulárnu komunikáciu, konkrétne LTE MIMO, je možné použiť 8X8, čo umožňuje dosiahnuť rýchlosť až 300 Mbps. Aj pri značnej vzdialenosti od stanice bude signál stabilný. Dnes je bežnejší MIMO 2X2. Pre 4G musí byť počet kanálov vždy párny.

Antény môžu byť na rovnakom povrchu alebo vertikálne rozmiestnené. V druhom prípade je dôležité presne udržiavať rozdiely v stupňoch uvedené v diagrame.

MIMO anténa

Ako najjednoduchšie vyrobiť anténu? Zvážte zariadenie na príjem signálu 4G LTE 800, ktoré je založené na anténe Kharchenko - in-fázovom poli kosoštvorcov. Tento dizajn vynašiel K.P. Charčenko ešte v šesťdesiatych rokoch minulého roka. Hlavnou výhodou tohto zariadenia je jednoduchá montáž antény a všetky parametre je možné vypočítať pomocou mnohých online kalkulačiek v sieti. Kvôli neobvyklému dizajnu je potrebné zariadenie len zriedka konfigurovať. Ak potrebujete vyrobiť zariadenie na zlepšenie signálu 3g vlastnými rukami, môžete použiť jednu anténu Kharchenko.

Technológia MIMO využíva párny počet antén, 2 antény nám prejdú vlastnými rukami: Downlink - zo satelitu do prijímacieho zariadenia a na odosielanie - Uplink. Ak sa pozriete na priemerné ukazovatele, že môžete použiť 2 antény na 802 a 843 MHz, spojenie bude 50-ohmový koaxiálny kábel.

Pre 802 MHz je dĺžka v milimetroch:

• L1 – 93,5,
• L2 – 90,
• L3 – 250,
• L4 – 136,5,
• L5 – 4,8,
• H - 373,
• B - 373,
• D 45,5.

Pre 843 MHz je dĺžka v milimetroch:

• L1 – 90,
• L2 – 96,
• L3 – 238,
• L4 – 129,5,
• L5 – 4,6,
• H - 373,
• B - 355,
• D 43.

Dôležité! Počet tokov je rovnaký alebo menší ako minimálny počet antén na príjme alebo na výstupe. Pri použití MIMO 4 × 4 môžete pracovať v rozsahu od 1 do 4 streamov, ale ak hovoríme o MIMO 4 × 2, tak tam môžu byť iba 1 alebo 2 streamy.

Pre prácu budete potrebovať:

• mriežka alebo kus preglejky pokrytý fóliou alebo fóliovou páskou alebo pozinkovaná oceľ (používame druhú možnosť):
• drôt s prierezom 4 mm2;
• kábel;
• drevená doska s dĺžkou najmenej 1,90 m;
• polypropylénové rúry;
• nylonové svorky;
• sprej na autosmalt;
• F-konektor - 2 kusy;
• pigtail kábel F-CRC9 - 2 kusy;
• lepidlo Poxipol;
• vŕtačka;
• kliešte;
• zvinovací meter a pravítko.

Sekvenovanie:

1. Vyrábame rám v tvare písmena P. Aby sme to urobili, rozrezali sme dosku na tri časti. Najdlhšia doska (horná časť písmena) by mala byť 1 m 20 cm a bočné dosky - každá 35 cm Všetky časti rámu môžete vyrezať z rôznych dosiek;
2. Z plechu z pozinkovanej ocele sme vyrezali 2 kusy s rozmermi 375x375 cm Základy fixujeme hmoždinkami na ráme striktne pod uhlom 45 stupňov;
3. V strede každej základne vyvŕtame otvory pre kábel, ktorý pôjde do modemu. Priemer otvoru - 7 mm. Vyrábame značky na montáž antény;
4. Polypropylénovú rúrku sme rozrezali na niekoľko častí: 3 časti - 44,5 mm a 3 - 42 mm. Tieto rozmery priamo súvisia so stredom drôtu;

Poznámka! Pre stabilný a kvalitný príjem je dôležité, aby bola na vysielacej stanici podporovaná technológia priestorového multiplexovania a pre 4G modem bola použitá anténa.

1. Začnime montážou 802 MHz antény;
2. Podľa nákresu položíme rúry na kusy pozinkovaných plechov a zlepíme Poxipolom. Polypropylénové trubice a lepidlo sú dielektriká, preto ak sú anténa a tieto časti v kontakte, signál nebude skreslený;
3. Teraz vyrobíme samotnú anténu z drôtu podľa rozmerov uvedených na výkrese. Ohyby robíme pomocou klieští. V získaných parametroch je potrebné odpočítať 4 mm, z ktorých 1 mm ide na chybu v strede a 3 mm - pri ohýbaní kliešťami;
4. Ďalej odizolujeme kábel a centrálne jadro, prispájkujeme na konce drôtu a oplet na ohyb;
5. Kábel vytiahneme cez polypropylénovú rúrku do otvoru, ktorý sme vopred vyvŕtali;
6. Teraz skontrolujeme všetky rozmery av prípade potreby zarovnáme anténu;
7. Rohy kosoštvorcov fixujeme na polypropylénové držiaky pomocou Poxipolu. Aby bol drôt upevnený, na vrch by mal byť umiestnený nejaký druh zaťaženia;

1. Meriame vzdialenosť medzi koncami antény a ohybom drôtu v strede konštrukcie, mala by byť 4,8-5 mm. 4,5 mm - medzera medzi drôtom a ohybom, je ťažké ju upraviť, ale dá sa to urobiť pomocou nožníc na nechty, ktoré ich umiestnite do stredu. Teraz fixujeme stred antény lepidlom;
2. Postup montáže pre DIY MIMO anténu na 843 MHz je úplne rovnaký. Je dôležité vziať do úvahy, že antény by mali byť navzájom umiestnené v uhle 90 stupňov. X-polarizácia je účinnejšia ako vertikálna polarizácia. Umiestnenie antén týmto spôsobom vytvára pre nich rovnaké podmienky;
3. Aby káble nechodili v otvoroch, zo zadnej strany ich utiahneme nylonovými svorkami a prilepíme;
4. Teraz vykonávame kontrolné merania podľa schémy av prípade potreby opravíme;
5. Aby nedošlo k oxidácii, pokryjeme drôt a pozinkované plechy smaltom na vrchu;
6. Káble privedieme cez F-konektory do pigtailu a až potom do modemu;
7. Testujeme systém. Vytváranie antény MIMO 4G vlastnými rukami je u konca.

Aby bolo možné odladiť prevádzku zariadenia, štruktúra by mala byť správne umiestnená. Všeobecné pravidlá hovoria, že je lepšie vytiahnuť anténu von a zdvihnúť ju čo najvyššie. Okrem toho by mala byť anténa nasmerovaná presne na distribučnú stanicu. Tieto rady však nie vždy fungujú. Čím vyššie je MIMO anténa zdvihnutá, tým viac káblov bude potrebné položiť pred pripojením modemu vlastnými rukami, ale v tomto prípade bude časť signálu zhasnutá rušením spôsobeným práve týmto káblom. Vonkajšia inštalácia nie je pre zariadenie vždy priaznivá. Ak je možné eliminovať oxidáciu náterom, potom treba mať na pamäti, že geometriu konštrukcie môžu narušiť poryvy vetra. Navyše v smere k stanici môžu byť rôzne prekážky, ktoré signál zhasnú.

Ak chcete odladiť anténu, niekedy musíte vyskúšať niekoľko možností inštalácie, ale potom bude toto zariadenie fungovať aj v 3G 4G LTE.

Video

Internet už dlho a pevne vstúpil do života takmer každého človeka. Vývoj trendov, vrátane obchodných procesov, ktoré si vyžadujú rýchly prenos veľkého množstva informácií, ešte viac zvýšil vplyv potreby byť neustále prítomný v globálnej sieti, pretože aj na dovolenke môže mať človek potrebu poskytnúť naliehavú odpoveď na akékoľvek pracovné otázky alebo na diaľku vyriešiť určitý okruh problémov.

Mobilné siete

Mobilné dátové siete zohrávajú dôležitú úlohu pri uľahčovaní prístupu na internet bez ohľadu na umiestnenie zariadenia a jeho vlastníka. Moderné zariadenia – notebooky, smartfóny a tablety – vám umožňujú vykonávať takmer akúkoľvek činnosť s informáciami – generovať, prijímať, meniť a prenášať. Hlavná vec je, že v blízkosti je anténa na prenos signálu 3G / 4G, ktorá poskytne prístup do globálnej siete z akéhokoľvek zariadenia.

Internet v odľahlých oblastiach

Napriek pomerne rozšírenému využívaniu sietí 3G / 4G v našej krajine je kvalita služieb poskytovaných operátormi veľmi často veľmi neuspokojivá. Ak je vo viac či menej veľkých mestách vysielacia 4G anténa niektorého z mobilných operátorov takmer vždy umiestnená v každom okrese sídliska, čo znamená, že poskytuje potrebné pokrytie, potom mimo miest, na dedinách a odľahlých prímestských sídliskách je extrémne nestabilná. možno pozorovať príjem signálu.

Nekvalitný náter

Odľahlosť od veľkých miest často vedie k poklesu rýchlosti prijímania / prenosu dát na zariadení používateľa a niekedy k úplnému nedostatku prístupu do globálnej siete. Ako sa dá tento problém vyriešiť? Pomerne často pomáha špeciálna 4G anténa zlepšiť kvalitu príjmu signálu celulárnej siete, čo znamená, že špeciálna 4G anténa pomáha zabezpečiť pohodlné používanie všetkých možností internetu. Vonkajšie, mimo budovy, inštalácia takéhoto riešenia po prvé umožňuje eliminovať rušenie, ku ktorému dochádza pri rádiových vlnách šírených základňovou stanicou operátora, prekážky v podobe nerovného terénu a stien budov a tiež po druhé do určitej miery zlepšuje kvalitu prijímaného signálu.

Antény od vlastných výrobcov zariadení 3G / 4G

Operátori, ktorí svojim užívateľom poskytujú prístup k internetu prostredníctvom bezdrôtových sietí, si samozrejme uvedomujú vyššie popísaný stav. Vo svojich značkových predajniach ponúkajú celé sady zariadení pre prácu v ťažko dostupných miestach so slabou silou signálu. Takáto súprava môže zvyčajne obsahovať modem alebo mobilný smerovač, potrebné káble a adaptéry, anténu pre 4G LTE modem. Stojí za zmienku, že riešenia vyrobené v továrni alebo továrni sú dobré predovšetkým preto, že využívajú pokročilé technológie, ktoré poskytujú pomerne dobrý zisk signálu.

cena

Samozrejme, továrensky vyrobená 4G anténa je najlepším riešením na poskytovanie nepretržitého prístupu k internetu na miestach, ktoré sa nachádzajú v ťažko dostupných oblastiach. Jediným faktorom, ktorý môže trochu brániť nákupu takéhoto zariadenia, sú vysoké náklady, ktoré niekedy presahujú všetky rozumné hranice. Externá anténa pre 4G modem zároveň nie je ničím výnimočným - je to obyčajná kovová mriežka a v jej ohnisku je umiestnená prijímacia časť antény. Takýto jednoduchý dizajn naznačuje myšlienku vyrobiť si zariadenie na zosilnenie signálu sami. V skutočnosti mnohí predplatitelia, najmä technicky vyspelí, uprednostňujú výrobu antény na príjem 4G vlastnými rukami pred nákupom továrenského riešenia v obchode.

Vlastnoručne vyrobené antény

Stojí za zmienku, že ručne vyrobená anténa pre 4G modem je úplne efektívna metóda na zlepšenie signálu celulárnej siete a zvýšenie jej stability. V tomto prípade sú potrebné iba počiatočné zručnosti práce s najjednoduchšími a dostupnými materiálmi. Starostlivo vyrobené antény v niektorých prípadoch zaisťujú prevádzkyschopnosť modemov a routerov aj na miestach, kde bez použitia antén nebol vôbec žiadny signál. Jediným brzdiacim faktorom je nedostatok konektora externej antény na mnohých modeloch modemov a mobilných prístupových bodov. To znamená, že budete musieť zasiahnuť do návrhu internetového prijímača, teda prispájkovať kábel na dosku plošných spojov smerovača alebo modemu.

Nástroj

V skutočnosti je možné 4G anténu vyrobiť vlastnými rukami za pár hodín, je to jednoduchý proces. Aby ste dosiahli úspech, musíte pripraviť materiály na výrobu, ako aj nástroj. Nástroje, ktoré budú pri práci potrebné, predstavujú spájkovačka, sada skrutkovačov, kliešte, kliešte s okrúhlym nosom, ostrý nôž a lepiaca pištoľ.

Materiály (upraviť)

Čo sa týka materiálov. DIY 4G anténa môže obsahovať komponenty, ako je vysokofrekvenčný anténny kábel, medený drôt, plastová hadička, kus polyetylénu, lepenka, fólia, starý hrniec alebo cedník. Existuje prevedenie vhodné pre vlastnú výrobu, kde je ako základ použitá parabolická satelitná parabola bez prijímacieho konvertora.

Anténa Kharčenko

Veľmi jednoducho vyrobiteľné riešenie je Kharčenkova 4G anténa. Konštrukcia takejto antény je "osmička" vyrobená z medeného drôtu, ktorá je umiestnená vo vnútri pokovovaného alebo kovového reflektora malých rozmerov. Na výrobu reflektora je vhodný napríklad fóliou potiahnutý textolit. Pri výrobe antény je potrebné mať na pamäti, že hlavným faktorom výkonu budúceho produktu je presný výpočet rozmerov. Ak chcete vypočítať rozmery osmičky a reflektora, musíte sa obrátiť na príručku rádioamatéra alebo zdroje na internete. Pred pokračovaním v návrhu je potrebné presne zistiť, ktorá sieť - 3G alebo 4G - pokrýva oblasť použitia, ako aj na akej frekvencii operátor vysiela.

nevýhody

Medzi nevýhody vyššie uvedeného riešenia patrí nutnosť pripojenia kábla od antény do špeciálneho konektora umiestneného na puzdre modemu. To platí pre absolútne všetky antény umiestnené vonku, oddelene od modemov. Faktom je, že, ako je uvedené vyššie, anténny konektor na zariadení môže jednoducho chýbať, čo povedie k potrebe rozobrať telo prijímacieho zariadenia a vykonať úpravy jeho hardvéru prispájkovaním kábla k doske plošných spojov. To môže viesť k poškodeniu modemu alebo mobilného smerovača, ak používateľ, ktorý vykonáva manipuláciu, nemá dostatočnú kvalifikáciu.

Improvizovaný reflektor

Ak je 4G anténa nevyhnutnosťou a zásah do hardvéru modemu nie je v pláne, môžete použiť nasledujúcu metódu. Dostatočne účinná zosilňovacia anténa sa dá vyrobiť pomocou starého dvoj- až trojlitrového kastróla. Môžete tiež umiestniť hliníkovú misku a dokonca aj kartónovú škatuľu s fóliou. Po príprave základne improvizovaného reflektora musíte do nej umiestniť modem (v strede), ktorý je pripojený k počítaču alebo notebooku pomocou predlžovacieho kábla USB. Potom musíte nasmerovať prijímanú anténu na najbližšiu základňovú stanicu.

Prispôsobenie

Keď získate znalosti o sile a stabilite signálu z vyrobenej štruktúry, môžete zmeniť polohu modemu v rámci štruktúry. Posunutím prijímacieho zariadenia bližšie alebo ďalej od zadnej steny reflektora musíte nájsť najvhodnejšiu polohu a potom pripevniť modem pomocou lepiacej pištole a dostupných materiálov.

Dôstojnosť

Nepochybnou výhodou vyššie opísaného dizajnu z panvice je, že nie je potrebné rozoberať modem a spájkovať anténny kábel. Jedinou výhradou je kvalita predlžovacieho kábla USB, ktorý sa používa na pripojenie. Nemal by byť príliš dlhý a kvalitný, aby nedošlo k strate signálu. V ideálnom prípade sa používajú špeciálne aktívne káble vybavené zariadeniami na zamedzenie strát. Ak sa takáto 4G anténa používa vonku, je potrebná ochrana vo forme ovinutia polyetylénu okolo prijímacieho zariadenia alebo celej konštrukcie.

Parabolická anténa

Ak naozaj chcete alebo potrebujete mať modem alebo dokonca plnohodnotný 4G router s externou anténou a po ruke nepoužívanú alebo chybnú satelitnú anténu, problém možno považovať za takmer vyriešený. Budete tiež potrebovať plastovú trubicu s priemerom, ktorý sa zmestí do modemu. Konštrukcia je zostavená nasledovne. Modem je umiestnený v plastovej trubici a upevnený na mieste konvertora v ohnisku antény. Po zložení musí byť anténa nasmerovaná k základnej stanici a modem musí byť pripojený k počítaču pomocou predlžovacieho USB kábla. Po dosiahnutí prijateľných ukazovateľov zisku, a preto sa musíte uchýliť k pohybu modemu vo vnútri trubice a otočeniu celej konštrukcie jedným alebo druhým smerom, môžete pokračovať v poskytovaní pokrytia Wi-Fi v miestnosti. Na to potrebujete smerovač s podporou pripojenia 3G / 4G modemov. Pripojením štruktúry k príslušnému konektoru na smerovači a nastavením pripojenia môžete získať plnohodnotnú bezdrôtovú sieť vhodnú na použitie na akomkoľvek modernom zariadení - smartfóny a / alebo tablety atď.

Použitím zdanlivo remeselných výrobných metód a najjednoduchších materiálov dostupných pre všetkých je teda možné poskytnúť prístup do globálnej siete aj v tých najodľahlejších oblastiach. Ručne vyrobená 4G anténa zároveň nevyžaduje od majiteľa veľké finančné a pracovné náklady na výrobu.

Antény 3G / 4G s technológiou MIMO ("viacnásobný vstup - viacnásobný výstup" - doslova "viacnásobný vstup", "viacnásobný výstup") sú navrhnuté tak, aby súčasne riešili dva problémy:

• Zlepšenie kvality komunikácie
• Zvýšenie rýchlosti prenosu dát mobilného internetu

Zlepšenie komunikačného signálu 3G / 4G je spôsobené dizajnom antény. MIMO anténa, ktorá je kovovou konštrukciou špeciálneho tvaru, vstupuje do rezonancie s rádiovou vlnou určitej frekvencie, zosilňuje ju a prenáša ďalej do kábla.

K zvýšeniu prenosovej rýchlosti dát 3G / 4G dochádza v dôsledku využitia priestorového multiplexovania. Inými slovami, obrysy MIMO antény sú umiestnené v rôznych rovinách. Čo to robí? Signál vysielaný MIMO anténou smerom k základnej stanici operátora neinterferuje s prichádzajúcim signálom prijímaným zo stanice, pretože vďaka dizajnu duálnej antény sú tieto dva obvody MIMO (prijímanie a vysielanie) umiestnené v rôznych rovinách.

Ako fungujú antény MIMO 3G / 4G

MIMO anténa pozostáva z dvoch páskových rezonátorových 3G / 4G antén rozmiestnených a polarizovaných pri sklone + 45° alebo -45°. Minimálna korelácia (prepojenie) signálov 3G / 4G je dosiahnutá vďaka špeciálnemu rozmiestneniu antén v priestore. Špeciálne umiestnenie zaisťuje vysokú spoľahlivosť a zlepšuje výkon komunikačného systému.

Dizajnové prvky MIMO antény

• Anténa 3G / 4G MIMO je anténa vzdialeného typu. Zvyčajne sa inštaluje vonku: v bode optimálneho príjmu signálu 3G / 4G
• MIMO anténu je možné namontovať na strechu alebo fasádu budovy pomocou stožiarov alebo konzol, ktoré umožňujú meniť uhol antény
• Utesnené plastové puzdro poskytuje spoľahlivú ochranu MIMO antény pred nepriaznivými poveternostnými podmienkami
• Anténne vstupy MIMO sú s DC väzbou, takže nie je potrebné inštalovať ďalšie zariadenia na ochranu pred bleskom
• Na pripojenie MIMO antény k 3G / 4G modemu potrebujete dvojitú sadu príslušenstva - dva adaptéry a dva káblové zväzky

Pre výber správnych komponentov pre systém zosilnenia signálu 3G / 4G s MIMO anténou môžete kontaktovať našich konzultantov.

Na prstoch o MIMO.

Predstavme si, že informácie sú ľudia a modem a základňová stanica operátora sú dve mestá, medzi ktorými je položená jedna cesta a anténa je stanica. Prepravíme ľudí vlakom, ktorý napríklad nezvezie viac ako sto ľudí. Kapacita medzi takýmito mestami bude obmedzená, pretože vlak môže odviezť naraz len sto ľudí.

Aby 200 ľudí mohlo prísť súčasne do iného mesta, medzi mestami sa postaví druhá koľaj a súčasne s prvým sa spustí druhý vlak, čím sa zdvojnásobí tok ľudí. Technológia MIMO funguje úplne rovnako, v skutočnosti len zdvojnásobíme počet vlákien. Počet tokov je určený štandardom MIMO, dva toky - MIMO 2x2, štyri toky - MIMO 4x4 atď. Na prenos dát cez internet, či už 4G LTE alebo WiFi, sa dnes spravidla používa štandard MIMO 2x2. Na súčasný príjem dual stream budete potrebovať dve bežné antény alebo analogicky dve stanice, alebo, aby ste ušetrili peniaze, jednu MIMO anténu, ako keby to bola jedna stanica s dvoma platformami. To znamená, že anténa MIMO sú dve antény v jednej.

Panelová MIMO anténa môže mať doslova dve sady vyžarovacích prvkov ( "náplasti") v jednom prípade ( napríklad štyri záplaty pracujú vo vertikálnej polarizácii, ďalšie štyri v horizontálnej polarizácii, celkovo osem záplat). Každá súprava je pripojená k inému konektoru.

A môže mať jednu sadu náplastí, ale s dvojportovým (ortogonálnym) napájaním, takže prvky antény sú napájané s fázovým posunom 90 stupňov a potom bude každá náplasť pracovať vo vertikálnej a horizontálnej polarizácii súčasne.

V tomto prípade bude jedna sada patchov pripojená k dvom zásuvkám naraz, to sú MIMO antény, ktoré sa predávajú v našom internetovom obchode.

Viac informácií

Mobilné vysielanie digitálneho streamu LTE priamo súvisí s novým vývojom 4G. Pri analýze siete 3G zistíte, že rýchlosť prenosu dát je 11-krát nižšia ako rýchlosť 4G. Napriek tomu je rýchlosť príjmu aj vysielania LTE dát často nekvalitná. Je to kvôli nedostatku energie alebo úrovne signálu, ktorý 4G LTE modem prijíma zo stanice. Pre výrazné zlepšenie kvality šírenia informácií sa zavádzajú 4G MIMO antény.

Upravené antény majú oproti bežným dátovým distribučným systémom iný obvod vysielača. Napríklad digitálny delič toku je potrebný na distribúciu informácií do tokov s nízkou rýchlosťou, ktorých počet súvisí s počtom antén. Ak je rýchlosť prichádzajúceho toku približne 200 megabitov za sekundu, vytvoria sa dva toky – oba s rýchlosťou 100 megabitov za sekundu. Každý stream musí byť vysielaný cez samostatnú anténu. Polarizácia rádiových vĺn vysielaných z každej z dvoch antén bude odlišná, aby bolo možné dekódovať dáta počas príjmu. Prijímacie zariadenie, aby bola zachovaná rýchlosť prenosu dát, musí mať aj dve prijímacie antény v rôznych polarizáciách.

Výhody MIMO

MIMO je distribúcia niekoľkých tokov informácií naraz len cez jeden kanál, po ktorých nasleduje ich prechod cez pár alebo viacero antén pred dosiahnutím nezávislých prijímacích zariadení na vysielanie rádiových vĺn. To vám umožňuje výrazne zlepšiť priepustnosť signálu bez toho, aby ste sa uchýlili k rozširovaniu šírky pásma.

Pri vysielaní rádiových vĺn digitálny tok v rádiovom kanáli selektívne zamrzne. Môžete si to všimnúť, keď ste obklopení mestskými viacposchodovými budovami, pohybujete sa vysokou rýchlosťou alebo sa vzďaľujete od oblasti, ktorú môžu pokryť rádiové vlny. Na odstránenie tohto problému bola vytvorená anténa MIMO, ktorá je schopná vysielať informácie cez niekoľko kanálov s nízkou latenciou. Informácie sú vopred zakódované a následne zrekonštruované na prijímacej strane. Vďaka tomu sa zvyšuje nielen rýchlosť distribúcie dát, ale výrazne sa zlepšuje aj kvalita signálu.

Podľa ich konštrukčných vlastností sú LTE antény rozdelené na bežné a pozostávajúce z dvoch transceiverov (MIMO). Bežný systém šírenia signálu môže dosiahnuť rýchlosť nie vyššiu ako 50 megabitov za sekundu. MIMO dáva šancu zvýšiť prenosovú rýchlosť signálu viac ako dvojnásobne. To sa dosiahne inštaláciou niekoľkých antén v krabici naraz, ktoré sú umiestnené v malej vzdialenosti od seba.

Súčasný príjem a distribúcia digitálneho prúdu anténami k príjemcovi prebieha cez dva nezávislé káble. To umožňuje výrazne zvýšiť parametre rýchlosti. MIMO sa úspešne používa v bezdrôtových systémoch, ako je WiFi, ako aj v mobilných sieťach a WiMAX. Použitie tejto technológie, ktorá má spravidla dva vstupy a dva výstupy, umožňuje zlepšiť spektrálne kvality WiFi, WiMAX, 4G / LTE a ďalších systémov, zvýšiť rýchlosť prenosu informácií a kapacitu toku dát. Uvedené výhody sú dosiahnuté vďaka prenosu dát z 4G MIMO antény k príjemcovi prostredníctvom viacerých bezdrôtových pripojení. Odtiaľ pochádza názov tejto technológie (Multiple Input Multiple Output - viacnásobný vstup a viacnásobný výstup).

. Kde sa používa MIMO

MIMO si rýchlo získalo popularitu zvýšením kapacity a šírky pásma protokolov prenosu dát, ako je WiFi. WiFi 802.11n môžeme považovať za najobľúbenejší prípad použitia MIMO. Vďaka komunikačnej technológii MIMO dokáže tento WiFi protokol vyvinúť rýchlosť viac ako 300 megabitov za sekundu.

Okrem zrýchlenia prenosu informačných tokov získala bezdrôtová sieť vďaka MIMO zlepšené vlastnosti z hľadiska kvality prenosu dát aj na miestach, kde je úroveň prijímaného signálu skôr nízka. Vďaka novej technológii získal WiMAX schopnosť prenášať dáta rýchlosťou až 40 megabitov za sekundu.

V štandarde 4G (LTE) je možné MIMO použiť s konfiguráciou až 8x8. Teoreticky to umožní vysielať digitálny stream z hlavnej stanice do prijímača rýchlosťou viac ako 300 megabitov za sekundu. Ďalším atraktívnym bodom použitia nového systému je kvalitné a stabilné spojenie, ktoré je dodržané aj na okraji bunky.

To znamená, že aj vo veľkej vzdialenosti od stanice, ako aj pri umiestnení v miestnosti s hrubými stenami, bude zaznamenaný len mierny pokles rýchlostných charakteristík. MIMO je možné aplikovať takmer na každý bezdrôtový komunikačný systém. Treba si uvedomiť, že potenciál tohto systému je nevyčerpateľný.

Neúnavne hľadajú spôsoby, ako vyvinúť nové konfigurácie MIMO antény, napríklad až do 64x64. V blízkej budúcnosti to umožní ďalšie zlepšenie účinnosti spektrálnych ukazovateľov, zvýšenie kapacity sietí a hodnoty rýchlosti prenosu informácií.

Žijeme v dobe digitálnej revolúcie, milý anonym. Na niektoré nové technológie sme si nestihli zvyknúť, už sa nám ponúkajú zo všetkých strán ešte novšie a vyspelejšie. A zatiaľ čo my tápame v úvahách, či nám táto technológia skutočne pomôže k rýchlejšiemu internetu, alebo sme jednoducho opäť raz podvedení o peniaze, dizajnéri vyvíjajú ešte novšiu technológiu, ktorá už o 2 roky nahradí tú súčasnú. To platí aj pre anténnu technológiu MIMO.

Čo je táto technológia - MIMO? Multiple Input Multiple Output - viacnásobný vstup viacnásobný výstup. V prvom rade MIMO technológia je komplexné riešenie a netýka sa len antén. Pre lepšie pochopenie tejto skutočnosti stojí za to urobiť si krátky exkurz do histórie vývoja mobilných komunikácií. Vývojári stoja pred úlohou preniesť väčšie množstvo informácií za jednotku času, t.j. zvýšiť rýchlosť. Analogicky so systémom zásobovania vodou - dodať používateľovi väčší objem vody za jednotku času. Môžeme to urobiť zväčšením „priemeru potrubia“ alebo analogicky rozšírením šírky komunikačného pásma. Spočiatku bol štandard GSM prispôsobený pre hlasovú prevádzku a mal šírku kanála 0,2 MHz. Stačilo. Okrem toho je tu problém poskytovania prístupu pre viacerých používateľov. Dá sa to vyriešiť rozdelením účastníkov podľa frekvencie (FDMA) alebo podľa času (TDMA). GSM používa obe metódy súčasne. Výsledkom je, že máme rovnováhu medzi maximálnym možným počtom účastníkov v sieti a minimálnou možnou šírkou pásma pre hlasovú prevádzku. S rozvojom mobilného internetu sa táto minimálna šírka pásma stala prekážkou zvyšovania rýchlosti. Dve technológie založené na platforme GSM – GPRS a EDGE – dosiahli maximálnu rýchlosť 384 kbit/s. Pre ďalšie zvýšenie rýchlosti bolo potrebné súčasne rozšíriť šírku pásma pre internetovú prevádzku, pokiaľ to bolo možné, pomocou GSM infraštruktúry. V dôsledku toho bol vyvinutý štandard UMTS. Hlavným rozdielom je rozšírenie šírky pásma až na 5 MHz naraz a zabezpečenie prístupu pre viacerých používateľov - použitie technológie prístupu s kódom CDMA, pri ktorej na jednom frekvenčnom kanáli súčasne pracuje niekoľko účastníkov. Táto technológia bola nazvaná W-CDMA, aby sa zdôraznilo, že funguje v širokom pásme. Tento systém sa nazýval systém tretej generácie – 3G, no zároveň je nadstavbou nad GSM. Získali sme teda širokú „rúru“ na 5 MHz, čo nám umožnilo spočiatku zvýšiť rýchlosť na 2 Mb / s.

Ako inak môžeme zvýšiť rýchlosť, ak nemáme možnosť ďalej zväčšovať „priemer potrubia“? Tok môžeme paralelne rozdeliť do niekoľkých častí, každú časť viesť v samostatnom malom potrubí a potom tieto oddelené toky na prijímacej strane pridať do jedného širokého toku. Okrem toho rýchlosť závisí od pravdepodobnosti chýb kanála. Znížením tejto pravdepodobnosti prostredníctvom redundantného kódovania, doprednej korekcie chýb a sofistikovanejších techník rádiovej modulácie môžeme tiež zvýšiť rýchlosť. Všetky tieto novinky (spolu s rozšírením „potrubia“ zvýšením počtu nosičov na kanál) sa dôsledne uplatnili pri ďalšom zlepšovaní štandardu UMTS a dostali názov HSPA. Toto nie je náhrada za W-CDMA, ale mäkký + tvrdý upgrade tejto hlavnej platformy.

Medzinárodné konzorcium 3GPP vyvíja štandardy pre 3G. V tabuľke sú zhrnuté niektoré funkcie rôznych vydaní tohto štandardu:

Rýchlosť a kľúčové technologické funkcie 3G HSPA
Vydanie 3GPP	technológie	Rýchlosť sťahovania (MBPS)	Rýchlosť uplinku (MBPS)
Rel 6	HSPA	14.4	5.7
Rel 7	HSPA+ 5 MHz, 2x2 MIMO downlink	28	11
Rel 8	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink	42	11
Rel 9	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, Uplink 2x5 MHz	84	23
Rel 10	MC-HSPA+ 4x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, Uplink 2x5 MHz	168	23
Rel 11	MC-HSPA+ 8x5 MHz 2x2 / 4x4 MIMO downlink, 2x5 MHz 2x2 MIMO uplink	336 - 672	70

Technológia 4G LTE je okrem spätnej kompatibility s 3G sieťami, ktorá jej umožnila presadiť sa nad WiMAX, schopná v budúcnosti vyvinúť ešte vyššie rýchlosti, až 1Gbps a vyššie. Využíva ešte pokročilejšie technológie na prenos digitálneho toku do rádiového rozhrania, napríklad moduláciu OFDM, ktorá sa veľmi dobre integruje s technológiou MIMO.

Čo to teda MIMO vlastne je? Paralelizáciou toku do niekoľkých kanálov ich môžete posielať rôznymi spôsobmi cez niekoľko antén „vzduchom“ a prijímať ich rovnakými nezávislými anténami na prijímacej strane. Cez rádiové rozhranie tak získame niekoľko nezávislých „rúrok“. bez rozšírenia pruhov... Toto je hlavná myšlienka MIMO. Keď sa rádiové vlny šíria v rádiovom kanáli, pozoruje sa selektívne vyblednutie. Toto je obzvlášť viditeľné v hustých mestských oblastiach, ak je účastník v pohybe alebo na okraji oblasti pokrytia bunky. Vyblednutie v každej priestorovej "trubici" nenastáva súčasne. Preto, ak prenášame rovnaké informácie cez dva MIMO kanály s malým oneskorením, po tom, čo sme naň predtým vložili špeciálny kód (metóda Alamuti, prekrytie magického štvorcového kódu), môžeme obnoviť stratené symboly na prijímacej strane, čo je ekvivalentné. na zlepšenie signálu / šumu až o 10-12 dB. Výsledkom je, že táto technológia opäť vedie k zvýšeniu rýchlosti. V skutočnosti ide o dlho známu techniku ​​diverzity (Rx Diversity) organicky zabudovanú do technológie MIMO.

Nakoniec musíme pochopiť, že MIMO musí byť podporované na základni aj na našom modeme. Zvyčajne v 4G je počet MIMO kanálov násobkom dvoch - 2, 4, 8 (v systémoch Wi-Fi sa rozšíril trojkanálový systém 3x3) a odporúča sa, aby sa ich počet zhodoval tak na základni, ako aj na na modem. Preto, aby sa táto skutočnosť napravila, MIMO je definované s kanálmi príjem * vysielanie - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO atď. Zatiaľ máme do činenia predovšetkým s 2x2 MIMO.

Aké antény sa používajú v technológii MIMO? Sú to obyčajné antény, len by mali byť dve (pre 2x2 MIMO). Na oddelenie kanálov sa používa ortogonálna, takzvaná X-polarizácia. V tomto prípade je polarizácia každej antény vzhľadom na vertikálu posunutá o 45 ° a relatívne voči sebe - 90 °. Tento polarizačný uhol stavia oba kanály na rovnakú úroveň, pretože pri horizontálnej / vertikálnej orientácii antén by jeden z kanálov nevyhnutne dostal väčší útlm v dôsledku vplyvu zemského povrchu. 90° polarizačný posun medzi anténami zároveň umožňuje oddeliť kanály od seba minimálne o 18-20 dB.

Pre MIMO potrebujeme modem s dvoma anténnymi vstupmi a dvoma anténami na streche. Otázkou však zostáva, či je táto technológia podporovaná aj na základnej stanici. V štandardoch 4G LTE a WiMAX je takáto podpora dostupná na strane účastníckych zariadení aj na základni. V 3G sieti nie je všetko také jednoduché. V sieti sú už tisíce zariadení, ktoré nepodporujú MIMO, pre ktoré má zavedenie tejto technológie opačný efekt – znižuje sa šírka pásma siete. Operátori sa preto neponáhľajú s implementáciou MIMO do 3G sietí všade. Na to, aby základňa poskytovala predplatiteľom vysokú rýchlosť, sama musí mať dobrú dopravu, t.j. treba k nemu pripojit "hrube potrubie", najlepsie opticke vlakno, co tiez nie je vzdy. V sieťach 3G je preto technológia MIMO v súčasnosti vo fáze formovania a vývoja, testujú ju operátori aj používatelia, pričom nie vždy sú úspešní. Spoliehanie sa na MIMO antény je preto len v 4G sieťach. Na okraji oblasti pokrytia bunky možno použiť antény s vysokým ziskom, ako sú reflektorové antény, pre ktoré sú už na trhu dostupné MIMO zdroje.

V sieťach Wi-Fi je technológia MIMO pevne stanovená v štandardoch IEEE 802.11n a IEEE 802.11ac a je už podporovaná mnohými zariadeniami. Zatiaľ čo v sieťach 3G-4G vidíme príchod technológie 2x2 MIMO, vývojári nesedia. Už sa vyvíjajú technológie 64x64 MIMO s inteligentnými anténami s adaptívnym vyžarovacím diagramom. Tie. ak sa presunieme z pohovky do kresla alebo ideme do kuchyne, náš tablet si to všimne a natočí smerový vzor vstavanej antény správnym smerom. Bude v tom čase niekto potrebovať túto stránku?