^Вверх

foto1 foto2 foto3 foto4 foto5


3G 4G LTE

CDMA

Wi-Fi

Антенны своими руками

3G-Aerial

Поиск на сайте

Сейчас на сайте

На сайте 219 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Что такое MIMO антенна? - 4.3 out of 5 based on 8 votes
1 1 1 1 1 Рейтинг 85% [8 Голоса (ов)]

Huawei E392 2 MIMO Antenna -300x180Мы с вами живем в эпоху цифровой революции, уважаемый аноним. Не успели мы привыкнуть к какой-то новой технологии, нам уже со всех сторон предлагают еще более новую и продвинутую. И пока мы томимся размышлениями, действительно ли эта технология реально поможет нам получить более быстрый интернет или нас просто очередной раз разводят на деньги, конструкторы в это время разрабатывают еще более новую технологию, которую нам предложат взамен текущей уже буквально через 2 года. Это касается и технологии MIMO антенн.

Что же это за технология - MIMO? Multiple Input Multiple Output - множественный вход множественный выход. Прежде всего, технология MIMO является комплексным решением и касается не только антенн. Для лучшего понимания этого факта стоит совершить небольшой экскурс в историю развития мобильной связи. Перед разработчиками стоит задача передать больший объем информации в единицу времени, т.е. увеличить скорость. По аналогии с водопроводом - доставить пользователю больший объем воды в единицу времени. Мы можем сделать это увеличив "диаметр трубы", или, по аналогии, - расширив полосу частот связи. Первоначально стандарт GSM был заточен под голосовой трафик и имел ширину канала равную 0.2 МГц. Это было вполне достаточно. Кроме того есть проблема обеспечения многопользовательского доступа. Ее можно решить разделив абонентов по частоте (FDMA) или по времени (TDMA). В GSM применяются оба способа одновременно. В итоге мы имеем баланс между максимально возможным количеством абонентов в сети и минимально возможной полосой для голосового трафика. С развитием мобильного интернета эта минимальная полоса стала полосой препятствия для увеличения скорости. Две технологии основанные на платформе GSM - GPRS и EDGE достигли предельной скорости 384 кБит/с. Для дальнейшего увеличения скорости необходимо было расширить полосу для интернет трафика одновременно по возможности используя инфраструктуру GSM. В результате был разработан стандарт UMTS. Основным отличием здесь является расширение полосы сразу до 5 МГц, а для обеспечения многопользовательского доступа - применение технологии кодового доступа CDMA, при котором несколько абонентов одновременно работают в одном частотном канале. Такую технологию назвали W-CDMA, подчеркивая этим, что она работает в широкой полосе. Эта система была названа системой третьего поколения - 3G, но при этом она является надстройкой над GSM. Итак, мы получили широкую "трубу" в 5МГц, что позволило первоначально увеличить скорость до 2 МБит/с.

LTE-4G-600x289Как еще можно увеличить скорость, если у нас нет возможности дальше увеличивать "диаметр трубы"? Мы можем распараллелить поток на несколько частей, пустить каждую часть по отдельной небольшой трубе и затем сложить эти отдельные потоки на приемной стороне в один широкий поток. Кроме того, скорость зависит от вероятности ошибок в канале. Уменьшая эту вероятность путем избыточного кодирования, упреждающей коррекции ошибок, применения более совершенных способов модуляции радиосигнала, мы также можем увеличить скорость. Все эти наработки (совместно с расширением "трубы" путем увеличения числа несущих на канал) последовательно применялись в дальнейшем усовершенствовании стандарта UMTS и получили наименование HSPA. Это не замена для W-CDMA, а soft+hard upgrade этой основной платформы.

Разработкой стандартов для 3G занимается международный консорциум 3GPP. В таблицу сведены некоторые особенности разных релизов этого стандарта:

3G HSPA скорость & главные технологические особенности
3GPP релизТехнологииСкорость Downlink (MBPS)Скорость Uplink (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,
2x5 MHz uplink
84 23
Rel 10 MC-HSPA+
4x5 MHz, 2x2 MIMO downlink,
2x5 MHz uplink
168 23
Rel 11 MC-HSPA+
8x5 MHz 2x2/4x4 MIMO downlink,
2x5 MHz 2x2 MIMO uplink
336 - 672 70

Технология 4G LTE, помимо обратной совместимости с 3G сетями, что позволило ей одержать верх над WiMAX, способна в перспективе развить еще большие скорости, до 1Гбит/с и выше. Здесь применяются еще более продвинутые технологии переноса цифрового потока в радиоинтерфейс, например OFDM модуляция, которая очень хорошо интегрируется с MIMO технологией.


 Итак, что же такое MIMO? Распараллелив поток на несколько каналов можно пустить их разными путями через несколько антенн "по воздуху", и принять их такими же независимыми антеннами на приемной стороне. Таким образом мы получаем несколько независимых "труб" по радиоинтерфейсу не расширяя полосы. Это основная идея MIMO. При распространении радиоволн в радиоканале наблюдаются селективные замирания. Это особенно заметно в условиях плотной городской застройки, если абонент находится в движении или на краю зоны обслуживания соты. Замирания в каждой пространственной "трубе" происходят не одновременно. Поэтому если мы передадим по двум каналам MIMO одну и ту же информацию с небольшой задержкой, предварительно наложив на нее специальный код (метод Аламуоти, наложение кода в виде магического квадрата), мы можем восстановить потерянные символы на приемной стороне, что эквивалентно улучшению отношения сигнал/шум до 10-12 дБ. В итоге такая технология опять же приводит к возрастанию скорости. По сути это давно известный разнесенный прием (Rx Diversity) органично встроенный в MIMO технологию.

В конечном счете, мы должны понимать, что MIMO должно поддерживаться как на базе, так и у нашего модема. Обычно в 4G число каналов MIMO кратно двум - 2, 4, 8 (в Wi-Fi системах получила распространение трехканальная система 3x3) и рекомендуется, чтобы их число совпадало и на базе и на модеме. Поэтому для фиксации этого факта MIMO определяют с каналами прием∗передача - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO и т.д. Пока в настоящее время мы имеем дело преимущественно с 2x2 MIMO.

dual-16dbi-MIMO-4G-LTE-1800-mhz-yagi-antennas-3Какие антенны применяются в технологии MIMO? Это обычные антенны, просто их должно быть две (для 2x2 MIMO). Для разделения каналов применяется ортогональная, так называемая X-поляризация. При этом поляризация каждой антенны относительно вертикали сдвинута на 45°, а относительно друг друга - 90°. Такой угол поляризации ставит оба канала в равные условия, поскольку при горизонтально/вертикальной ориентации антенн один из каналов неизбежно получил бы большее затухание из-за влияния земной поверхности. При этом 90° сдвиг поляризации между антеннами позволяет развязать каналы между собой не менее чем на 18-20 дБ.

Для MIMO нам с вами потребуется модем с двумя антенными входами и две антенны на крыше. Однако остается открытым вопрос поддерживается ли эта технология на базовой станции. В стандартах 4G LTE и WiMAX такая поддержка есть как на стороне абонентских устройств, так и на базе. В 3G сети не все так однозначно. В сети уже работают тысячи устройств не поддерживающих MIMO, для которых внедрение этой технологии приносит обратный эффект - пропускная способность сети понижается. Поэтому операторы пока не спешат повсеместно внедрять MIMO в 3G сетях. Чтобы база могла предоставить абонентам высокую скорость она сама должна иметь хороший транспорт, т.е. к ней должна быть подведена "толстая труба", желательно оптиковолокно, что тоже не всегда имеет место. Поэтому в 3G сетях технология MIMO в настоящий момент находится в стадии становления и развития, проходит тестирование как операторами, так и пользователями, причем последними не всегда успешно. Поэтому возлагать надежды на MIMO антенны стоит только в 4G сетях. На краю зоны обслуживания соты можно применять антенны с большим усилением, например зеркальные, для которых уже есть в продаже MIMO облучателиax 2000 offset 75 mimo 2x22

 

 В сетях Wi-Fi технология MIMO зафиксирована в стандартах IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac и поддерживается уже многими устройствами. Пока мы наблюдаем приход в 3G-4G сети технологии 2x2 MIMO, разработчики не сидят на месте. Уже сейчас разрабатываются технологии 64x64 MIMO с умными антеннами имеющими адаптивную диаграмму направленности. Т.е. если мы пересядем с дивана на кресло или уйдем на кухню, наш планшет заметит это и развернет диаграмму направленности встроенной антенны в нужном направлении. Нужен ли кому-то будет этот сайт в то время?

 

Комментарии   

Андрей 42
#21 Андрей 42 25.11.2018 13:53
У Вас на фото антенны расположены на одной мачте.Какое расстояние между ними???Можно ли их расположить одну горизонтально,д ругую вертикально,или обе горизонтально,и ли обе вертикально,вза висимости от рельефа и качества сигнала,возможн о,отражонного сигнала???Спаси бо большое за ответ.
Цитировать
yurik82
#22 yurik82 25.11.2018 13:59
Цитирую Андрей 42:
Какое расстояние между ними???

на фото антенны расположены в ортогональных плоскостях (перпендикулярно одна другой).
расстояние между ними не играет роли. в идеале это одна антенна с нулевым разносом. иногда для удешевления вместо одной антенны которая поддерживает сразу 2 ортогональных поляризации - ставят две линейных антенны. это просто конструктивно-механическое решение которое принял проектировщик. для такого типа антенн проектировщику показалось проще сделать 2 антенны чем одну

Цитирую Андрей 42:
Можно ли их расположить одну горизонтально,другую вертикально,или обе горизонтально,или обе вертикально,взависимости от рельефа и качества сигнала,возможно,отражонного сигнала???

тип и расположение антенн по одной из сторон радиолинка должны соответствовать типу и расположению антенн с другой стороны

Оптимальное количество, тип, поляризация, разнос антенн на одном из концов - такое же как на противоположном конце.
Цитировать
Андрей 42
#23 Андрей 42 25.11.2018 14:04
Есть информация,что две направленные антенны крепятся на одной мачте,обе в вертикальной поляризации и на расстоянии 280 мм одна от другой.Но тогда нужно ещё два кабеля от обеих антен спаять в один.И как их нужно спаять)))???Пол учается две антенны в один пигтейл и в один вход на модеме.Спасибо большое за ответ.
Цитировать
yurik82
#24 yurik82 25.11.2018 15:40
Цитирую Андрей 42:
Но тогда нужно ещё два кабеля от обеих антен спаять в один.И как их нужно спаять)))???Получается две антенны в один пигтейл и в один вход на модеме

MIMO это когда 2 приемника и 2 передатчика 2 кабелями соединены с 2 антеннами.
Два кабеля необходимо соеднить с 2 входами MIMO-модема
Цитировать
3G-Aerial admin
#25 3G-Aerial admin 25.11.2018 17:27
По всей видимости Андрей 42 путает синфазную решетку из двух антенн с технологией MIMO. И скорее всего в выражении "есть информация" зашифрована антенна "Double Force 3G/4G (самая мощная, Вася, в Украине - 31,5 дБи!)" Такую рекламу можно встретить на нескольких площадках. :-)

Яснее надо выражаться, без намеков...
Цитировать
Андрей 42
#26 Андрей 42 25.11.2018 18:58
Технология МІМО работает только в 4G?Или в 3G тоже возможно использовать.Сп асибо за ответ.
Цитировать
3G-Aerial admin
#27 3G-Aerial admin 25.11.2018 19:13
Цитирую Андрей 42:
Технология МІМО работает только в 4G?

Почитайте внимательней эту статью. Там есть ответ на ваш вопрос.
Цитировать
yurik82
#28 yurik82 25.11.2018 19:19
Операторы могут воспользоваться возможностью строить MIMO 2x2 как в UMTS-2100, так и в LTE-1800, LTE-2100, LTE-2600

MIMO с ортогональной поляризацией как в UMTS-2100 так и в LTE может работать с 2 разными целями:
- увеличить пропускную способность сети (чипрейт возрастает в 2 раза)
- снизить потери к передвижным абонентам с непредсказуемым положением телефона в пространстве

Хотя в UMTS возможно строить сети с пиковым чипрейтом более 63.3 Мбит - таким в мире никто не занимался. Операторам нет смысла инвестировать в умирающий стандарт, а производителям чипов нет смысла делать MIMO 2x2 в устаревшем формате.
Цитировать
Андрей 42
#29 Андрей 42 25.11.2018 20:39
Спасибо за Ваш развёрнутый ответ))У меня тут только 3G до 42мб,но на двух антеннах скорость и стабильность заметно выше чем на одной.Особенно входящая скорость.Модем с двумя входами.
Цитировать

Добавить комментарий


Последние коммы


Рейтинг@Mail.ru