Txbf mu mimo что это такое
MU-MIMO
802.11ac 2.0
Вас беспокоит проблема задержек при подключении?
Количество подключаемых Wi-Fi устройств в среднем доме или офисе постоянно увеличивается. Параллельно с этим все больше устройств используются для выполнения ресурсоёмких задач. В результате пользователи испытывают низкую производительность Wi-Fi.
Сниженная производительность Wi-Fi
Почему MU-MIMO?
В целях улучшения производительности Wi-Fi режиму SU-MIMO (однопользовательский MIMO) нужна модернизация. Большинство Wi-Fi маршрутизаторов с SU-MIMO отправляют данные одному пользователю в один момент времени. Наши маршрутизаторы обычно обеспечивают 3 или более потоков данных, но большинство принимающих устройств, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки (и даже Apple TV) обычно получают 1
2 потока данных – таким образом, пользователи не получают максимум от возможностей роутера. Например, 3×3 11ac Wi-Fi маршрутизатор с SU-MIMO поддерживает максимальную скорость Wi-Fi до 1,3 Гбит/с. Но смартфон или планшет с одной антенной поддерживает максимальную скорость до 433 Мбит/с, оставляя незадействованной 867 Мбит/с пропускной способности.
Таким образом, MU-MIMO предназначен улучшить производительность режима SU-MIMO.
Что такое MU-MIMO?
Обыкновенные WI-Fi маршрутизаторы с однопользовательским MIMO отправляют данные только одному устройству в один момент времени. Другим пользователям, подключённым к данному соединению, приходится ожидать. Это снижает производительность и общую пропускную способность. Этот эффект становится выражен ещё сильнее при подключении большего числа пользователей и просмотра ими мультимедийного контента, такого как HD-видео.
MU-MIMO решает эту проблему, создавая 3 одновременных соединения для отправки нескольким пользователям по 3 потока данных одновременно. Благодаря технологическому преимуществу технологии MU-MIMO может обеспечивать больше пространственных потоков и отправлять данные большему числу клиентов одновременно.
В чем преимущества MU-MIMO для пользователей?
Множественная производительность – увеличенная пропускная способность и сниженная задержка
Поскольку сеть MU-MIMO не требует, чтобы клиентские устройства поочерёдно делили соединение, время ожидания значительно снижается, что обеспечивает быструю работу сети и клиентских устройств.
Больше пользователей
Маршрутизатор с MU-MIMO позволяет использовать ранее незадействованный объём пропускной способности, позволяя отправлять данные 3 пользователям одновременно.
Высокая эффективность – больший объём передачи трафика в сети
Сети с большим числом клиентов получают больше времени или пропускной способности для обработки устаревших устройств, что позволяет даже устаревшим клиентам получать выгоду от MU-MIMO.
Быстрее / мощнее / эффективнее
Что предлагает TP-LINK?
В настоящий момент Archer C3150 поддерживают MU-MIMO. Технология MU-MIMO будет применяться в большем числе устройств в будущем.
Технология MU-MIMO. Шаг в будущее
Наверняка каждый из читающих этот текст не раз сталкивался с проблемой медленной работы интернета и долгой загрузки страниц при подключении к беспроводной сети. Кто-то грешит на провайдера, кто-то — на плохой роутер. Конечно, все это действительно может оказаться причиной проблем, однако часто бывает так, что на нескольких устройствах дома интернет работает нормально, а на один-единственный ноутбук или смартфон его не хватает. Аналогичные ситуации случаются и в общественных местах: заехав в отель или просто зайдя в кафе и подключившись к Wi-Fi, вы ждете загрузки страницы очень долго, скорость и качество соединения оставляют желать лучшего. Причина таких сложностей — устаревшая технология SU-MIMO, которая не способна передавать данные на несколько источников одновременно. Сегодня все больше роутеров и компьютеров поддерживают технологию MU-MIMO, которая призвана решить эти проблемы. Поговорим о том, что это за технология и как она поможет улучшить качество беспроводного соединения.
Для начала несколько слов о терминах: вообще, MIMO расшифровывается как multiple input, multiple output (множественный ввод, множественный вывод). Этой технологии больше 10 лет, по ней работает подавляющее большинство современных роутеров. По сути это метод кодирования сигнала, который построен на большом количестве каналов, передающих и принимающих данные. До недавнего времени наибольшее распространение имела технология SU-MIMO (Single-user) — так называются однопользовательские системы. В последние годы популярность набирают многопользовательские MU-MIMO (Multi-user). Различия становятся понятны из названия: SU-MIMO может получать и передавать данные только на одно устройство одновременно — все остальные ждут своей очереди, наблюдая за крутящимся ползунком загрузки страницы в браузере. MU-MIMO же может работать одновременно с несколькими устройствами — это снижает время ожидания и увеличивает пропускную способность канала. Для понимания принципа работы приведем такой пример. Представьте, что вы работаете на производстве, куда каждое утро приходите и стоите в длинной очереди. Поскольку турникет один, в него может единовременно зайти только один человек. Это SU-MIMO со всеми его ожиданиями и неудобствами. Потом в один прекрасный день вы привычным маршрутом приезжаете на любимую работу — а очередей нет, поскольку вместо одного турникета стоят десять. Примерно это же происходит при смене технологии роутера с SU-MIMO на MU-MIMO: задержка и ожидание снижаются, данные передаются быстрее на все устройства одновременно.
Многие испытывают сложности с медленной работой интернета по Wi-Fi от случая к случаю — и кажется, если это происходит редко, зачем вообще задумываться о смене роутера и каких-то технологиях? Однако дело в том, что объем данных и количество устройств, которым нужен интернет, растет ежегодно — если еще 10 лет назад люди воспринимали умный дом как далекое будущее, которое наступит скорее не на нашем веку, то сегодня у каждого второго по прихожей ездит робот-пылесос, а мультиварка готовит ужин к приходу хозяина. Всем этим устройствам нужен интернет, и есть все основания полагать, что эта тенденция будет лишь усиливаться. А если вашему роутеру пять или больше лет и он уже близок к пределу своих возможностей, серьезные нагрузки могут привести к еще более нестабильной работе интернета. Здесь и будет полезно устройство с технологией MU-MIMO: тогда роутер сможет нормально работать с большим количеством устройств одновременно, не обрезая скорость и не снижая качество соединения. А все ваши ноутбуки/смартфоны/мультиварки не будут ждать своей очереди и постоянно отправлять запросы на подключение — это положительно скажется и на энергопотреблении. В качестве примеров роутеров с поддержкой MU-MIMO можно привести Keenetic Extra (KN-1711) или Xiaomi Mi AIoT Router AC2350 — а вообще, таких роутеров на рынке десятки, если не сотни, вы наверняка сможете найти подходящую модель от производителя, который вам ближе.
Технология MU-MIMO используется не только в роутерах, но и в компьютерах и ноутбуках. Обычно ею оснащаются устройства корпоративного и бизнес-сегмента (например, линейки Swift, TravelMate, Aspire от Acer). Это делается для того, чтобы устройство стабильнее принимало сигнал в любых условиях. Сети сегодня работают на частотах 2.4 и 5 ГГц. И если одна частота загружена, ноутбук с двухдиапазонным Wi-Fi-модулем сможет переключиться на вторую или работать с обеими частотами в зависимости от условий для достижения лучшего результата. Это незаменимо при работе в забитом офисе со старыми роутерами или просто в кафе, где помимо вас интернетом пользуется большое количество посетителей.
Технология MU-MIMO только набирает популярность — практически каждый месяц все больше моделей роутеров и компьютеров получают поддержку нового стандарта. С увеличением количества устройств, соединенных с интернетом, с ростом скорости соединения и повышением требований к комфорту использования интернета уже сейчас можно сказать, что за MU-MIMO будущее — и чем раньше пользователь переходит на новую технологию, тем это будущее ближе.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
В свое время как то тихо и незаметно ушло ИК-соединение, потом перестали пользоваться Bluetooth для обмена данными. И теперь вот настала очередь Wi-Fi …
Разработана многопользовательская система с множеством входов и выходов, позволяющая сети обмениваться данными с более чем одним компьютером одновременно. Создатели утверждают, что при использовании того же самого диапазона радиоволн, отведённого под Wi-Fi, скорость обмена может быть утроена.
Компания Qualcomm Atheros разработала многопользовательскую систему с множеством входов и выходов (протокол MU-MIMO), позволяющая сети обмениваться данными с более чем одним компьютером одновременно. Компания планирует начать демонстрацию технологии в течение ближайших нескольких месяцев, прежде чем начать поставки клиентам в начале следующего года.
Однако, для того, чтобы получить эту высокую скорость обмена, пользователям придётся обновить и свои компьютеры и сетевые маршрутизаторы.
По протоколу Wi-Fi, клиенты обслуживаются последовательно — в течение определённого интервала времени задействуется только одно устройство передачи и приема информации — так что используется только небольшая часть пропускной способности сети.
Накопление этих последовательных событий создаёт падение скорости обмена, поскольку всё большее количество устройств подключаются к сети.
Протокол MU-MIMO (multi-user, multiple input, multiple output) обеспечивает одновременную передачу информации группе клиентов, что даёт более эффективное использование имеющейся пропускной способности сети Wi-Fi и тем самым ускоряет передачу.
Qualcomm полагает, что такие возможности будут особенно полезны конференц-центрам и интернет-кафе, когда несколько пользователей подключаются к одной и той же сети.
В компании также считают, что речь идёт не только об увеличении абсолютной скорости, но и о более эффективном использовании сети и эфирного времени для поддержки растущего числа подключённых устройств, услуг и приложений.
Чипы MU-Mimo Qualcomm собирается продавать производителям маршрутизаторов, точек доступа, смартфонов, планшетов и прочих устройств с поддержкой Wi-Fi. Первые чипы смогут работать одновременно с четырьмя потоками данных; поддержка технологии будет включена в чипы Atheros 802.11ac и мобильные процессоры Snapdragon 805 и 801. Демонстрация работы технологии состоится в нынешнем году, и первые поставки чипов запланированы на 1-й квартал будущего года.
Ну а теперь кому хочется подробнее вникнуть в эту технологию продолжаем …
MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход) – это технология, используемая в беспроводных системах связи (WIFI,WI-MAX, сотовые сети связи), позволяющая значительно улучшить спектральную эффективность системы, максимальную скорость передачи данных и емкость сети. Главным способом достижения указанных выше преимуществ является передача данных от источника к получателю через несколько радио соединений, откуда данная технология и получила свое название. Рассмотрим предысторию данного вопроса, и определим основные причины, послужившие широкому распространению технологии MIMO.
Необходимость в высокоскоростных соединениях, предоставляющих высокие показатели качества обслуживания (QoS) с высокой отказоустойчивостью растет от года в год. Этому в значительной мере способствует появление таких сервисов как VoIP (Voice over Internet Protocol),видеоконференции, VoD (Video on Demand) и др. Однако большинство беспроводных технологий не позволяют предоставить абонентам высокое качество обслуживания на краю зоны покрытия. В сотовых и других беспроводных системах связи качество соединения, также как и доступная скорость передачи данных стремительно падает с удалением от базовой станции (BTS). Вместе с этим падает и качество услуг, что в итоге приводит к невозможности предоставления услуг реального времени с высоким качеством на всей территории радио покрытия сети. Для решения данной проблемы можно попробовать максимально плотно установить базовые станции и организовать внутреннее покрытие во всех местах с низким уровнем сигнала. Однако это потребует значительных финансовых затрат что в конечном счете приведет к росту стоимости услуги и снижению конкурентоспособности. Таким образом, для решения данной проблемы требуется оригинальное нововведение, использующее, по возможности, текущий частотный диапазон и не требующее строительства новых объектов сети.
Особенности распространения радиоволн
Для того чтобы понять принципы действия технологии MIMO необходимо рассмотреть общие принципы распространения радио волн в пространстве. Волны, излучаемые различными системами беспроводной радиосвязи в диапазоне свыше 100 МГц, во многом ведут себя как световые лучи. Когда радиоволны при распространении встречают какую-либо поверхность, то в зависимости от материала и размера препятствия часть энергии поглощается, часть проходит насквозь, а оставшаяся – отражается. На соотношение долей поглощенной, отраженной и прошедшей насквозь частей энергий влияет множество внешних факторов, в том числе и частота сигнала. Причем отраженная и прошедшая насквозь энергии сигнала могут изменить направление своего дальнейшего распространения, а сам сигнал разбивается на несколько волн.
Распределение энергии сигнала при взаимодействии с препятствием
Распространяющийся по вышеуказанным законам сигнал от источника к получателю после встречи с многочисленным препятствиями разбивается на множество волн, лишь часть из которых достигнет приемник. Каждая из дошедших до приемника волн образует так называемый путь распространения сигнала. Причем из-за того, что разные волны отражаются от разного числа препятствий и проходят разное расстояние, различные пути имеют разные временные задержки.
Пример многолучевого распространения сигнала
В условиях плотной городской постройки, из-за большого числа препятствий, таких как здания, деревья, автомобили и др., очень часто возникает ситуация когда между абонентским оборудованием (MS) и антеннами базовой станции (BTS) отсутствует прямая видимость. В этом случае, единственным вариантом достижения сигнала приемника являются отраженные волны. Однако, как отмечалось выше, многократно отраженный сигнал уже не обладает исходной энергией и может прийти с запозданием. Особую сложность также создает тот факт, что объекты не всегда остаются неподвижными и обстановка может значительно измениться с течением времени. В связи с этим возникает проблема многолучевого распространения сигнала – одна из наиболее существенных проблем в беспроводных системах связи.
Многолучевое распространение – проблема или преимущество?
Для борьбы с многолучевым распространением сигналов применяется несколько различных решений. Одной из наиболее распространенных технологий является Receive Diversity – разнесенный прием. Суть его заключается в том, что для приема сигнала используется не одна, а сразу несколько антенн (обычно две, реже четыре), расположенные на расстоянии друг от друга. Таким образом, получатель имеет не одну, а сразу две копии переданного сигнала, пришедшего различными путями. Это дает возможность собрать больше энергии исходного сигнала, т.к. волны, принятые одной антенной, могут не быть принятыми другой и наоборот. Также сигналы, приходящие в противофазе к одной антенне, могут приходить к другой синфазно. Эту схему организации радио интерфейса можно назвать Single Input Multiple Output (SIMO), в противовес стандартной схеме Single Input Single Output (SISO). Также может быть применен обратный подход: когда используется несколько антенн на передачу и одна на прием. Благодаря этому также увеличивается общая энергия исходного сигнала, полученная приемником. Эта схема называется Multiple Input Single Output (MISO). В обеих схемах (SIMO и MISO) несколько антенн устанавливаются на стороне базовой станции, т.к. реализовать разнесение антенн в мобильном устройстве на достаточно большое расстояние сложно без увеличения габаритов самого оконечного оборудования.
В результате дальнейших рассуждений мы приходим к схеме Multiple Input Multiple Output (MIMO). В этом случае устанавливаются несколько антенн на передачу и прием. Однако в отличие от указанных выше схем эта схема разнесения позволяет не только бороться с многолучевым распространением сигнала, но и получить некоторые дополнительные преимущества. За счет использования нескольких антенн на передаче и приеме каждой паре передающей/приемной антенне можно сопоставить отдельный тракт для передачи информации. При этом разнесенный прием будет выполняться оставшимися антеннами, а данная антенна также будет выполнять функции дополнительной антенны для других трактов передачи. В результате, теоретически, можно увеличить скорость передачи данных во столько раз, сколько дополнительных антенн будет использоваться. Однако существенное ограничение накладывается качеством каждого радио тракта.
Принцип работы MIMO
Как уже отмечалось выше, для организации технологии MIMO необходима установка нескольких антенн на передающей и на приемной стороне. Обычно устанавливается равное число антенн на входе и выходе системы, т.к. в этом случае достигается максимальная скорость передачи данных. Чтобы показать число антенн на приеме и передаче вместе с названием технологии «MIMO» обычно упоминается обозначение «AxB», где A – число антенн на входе системы, а B – на выходе. Под системой в данном случае понимается радио соединение.
Для работы технологии MIMO необходимы некоторые изменения в структуре передатчика по сравнению с обычными системами. Рассмотрим лишь один из возможных, наиболее простых, способов организации технологии MIMO. В первую очередь, на передающей стороне необходим делитель потоков, который будет разделять данные, предназначенные для передачи на несколько низкоскоростных подпотоков, число которых зависит от числа антенн. Например, для MIMO 4х4 и скорости поступления входных данных 200 Мбит/сек делитель будет создавать 4 потока по 50 Мбит/сек каждый. Далее каждый их данных потоков должен быть передан через свою антенну. Обычно, антенны на передаче устанавливаются с некоторым пространственным разнесением, чтобы обеспечить как можно большее число побочных сигналов, которые возникают в результате переотражений. В одном из возможных способов организации технологии MIMO сигнал передается от каждой антенны с различной поляризацией, что позволяет идентифицировать его при приеме. Однако в простейшем случае каждый из передаваемых сигналов оказывается промаркированным самой средой передачи (задержкой во времени, затуханием и другими искажениями).
На приемной стороне несколько антенн принимают сигнал из радиоэфира. Причем антенны на приемной стороне также устанавливаются с некоторым пространственным разнесением, за счет чего обеспечивается разнесенный прием, обсуждавшийся ранее. Принятые сигналы поступают на приемники, число которых соответствует числу антенн и трактов передачи. Причем на каждый из приемников поступают сигналы от всех антенн системы. Каждый из таких сумматоров выделяет из общего потока энергию сигнала только того тракта, за который он отвечает. Делает он это либо по какому-либо заранее предусмотренному признаку, которым был снабжен каждый из сигналов, либо благодаря анализу задержки, затухания, сдвига фазы, т.е. набору искажений или «отпечатку» среды распространения. В зависимости от принципа работы системы (Bell Laboratories Layered Space-Time — BLAST, Selective Per Antenna Rate Control (SPARC) и т.д.), передаваемый сигнал может повторяться через определенное время, либо передаваться с небольшой задержкой через другие антенны.
Принцип организации технологии MIMO
В системе с технологией MIMO может возникнуть необычное явление, которое заключается в том, что скорость передачи данных в системе MIMO может снизиться в случае появления прямой видимости между источником и приемником сигнала. Это обусловлено в первую очередь уменьшением выраженности искажений окружающего пространства, который маркирует каждый из сигналов. В результате на приемной стороне становится проблематичным разделить сигналы, и они начинают оказывать влияние друг на друга. Таким образом, чем выше качество радио соединения, тем меньше преимуществ можно получить от MIMO.
Multi-user MIMO (MU-MIMO)
Рассмотренный выше принцип организации радиосвязи относится к так называемой Single user MIMO (SU-MIMO), где существует лишь один передатчик и приемник информации. В этом случае и передатчик и приемник могут четко согласовать свои действия, и в то же время нет фактора неожиданности, когда в эфире могут появиться новые пользователи. Такая схема вполне подходит для небольших систем, например для организации связи в доме офисе между двумя устройствами. В свою очередь большинство систем, такие как WI-FI, WIMAX, сотовые системы связи являются многопользовательскими, т.е. в них существует единый центр и несколько удаленных объектов, с каждым из которых необходимо организовать радиосоединение. Таким образом, возникают две проблемы: с одной стороны базовая станция должна передать сигнал ко многим абонентам через одну и ту же антенную система (MIMO broadcast), и в то же время принять сигнал через те же антенны от нескольких абонентов (MIMO MAC – Multiple Access Channels).
В направлении uplink – от MS к BTS, пользователи передает свою информацию одновременно на одной и той же частоте. В данном случае для базовой станции возникает сложность: необходимо разделить сигналы от различных абонентов. Одним из возможных способов борьбы с этой проблемой также является способ линейной обработки (linear processing), который предусматривает предварительную кодировку передаваемого сигнала. Исходный сигнал, согласно этому способу, перемножается с матрицей, которая составляется из коэффициентов отражающих интерференционное воздействие от других абонентов. Матрица составляется исходя из текущей обстановки в радиоэфире: числа абонентов, скоростей передачи и т.п. Таким образом, перед передачей сигнал подвергается искажению обратному с тем, которое он встретит во время передачи в радиоэфире.
В downlink – направление от BTS к MS, базовая станция передает сигналы одновременно на одном и том же канале сразу к нескольким абонентам. Это приводит к тому, что сигнал, передаваемый для одного абонента, оказывает влияние на прием всех других сигналов, т.е. возникает интерференция. Возможными вариантами борьбы с этой проблемой является использованиеSmart Antena, либо применение технологии кодирования dirty paper («грязная бумага»). Рассмотрим технологию dirty paper подробнее. Принцип ее действия основан на анализе текущего состояния радиоэфира и числа активных абонентов. Единственный (первый) абонент передает свои данные к базовой станции без кодирования, изменения своих данных, т.к. интерференции от других абонентов нет. Второй абонент будет кодировать, т.е. изменять энергию своего сигнала так чтобы не помешать первому и не подвергнуть свой сигнал влиянию от первого. Последующие абоненты, добавляемые в систему, также будут следовать этому принципу, и опираться на число активных абонентов и эффект, оказываемый передаваемыми ими сигналами.
Применение MIMO
Технология MIMO в последнее десятилетие является одним из самых актуальных способов увеличения пропускной способности и емкости беспроводных систем связи. Рассмотрим некоторые примеры использования MIMO в различных системах связи.
Стандарт WiFi 802.11n – один из наиболее ярких примеров использования технологии MIMO. Согласно ему он позволяет поддерживать скорость до 300 Мбит/сек. Причем предыдущий стандарт 802.11g позволял предоставлять лишь 50 Мбит/сек. Кроме увеличения скорости передачи данных, новый стандарт благодаря MIMO также позволяет обеспечить лучшие характеристики качества обслуживания в местах с низким уровнем сигнала. 802.11n используется не только в системах точка/многоточка (Point/Multipoint) – наиболее привычной нише использования технологии WiFi для организации LAN (Local Area Network), но и для организации соединений типа точка/точка которые используются для организации магистральных каналов связи со скоростью несколько сотен Мбит/сек и позволяющих передавать данные на десятки километров (до 50 км).
Стандарт WiMAX также имеет два релиза, которые раскрывают новые возможности перед пользователями с помощью технологии MIMO. Первый – 802.16e – предоставляет услуги мобильного широкополосного доступа. Он позволяет передавать информацию со скоростью до 40 Мбит/сек в направлении от базовой станции к абонентскому оборудованию. Однако MIMO в 802.16e рассматривается как опция и используется в простейшей конфигурации – 2х2. В следующем релизе 802.16m MIMO рассматривается как обязательная технология, с возможной конфигурацией 4х4. В данном случае WiMAX уже можно отнести к сотовым системам связи, а именно четвертому их поколению (за счет высокой скорости передачи данных), т.к. обладает рядом присущих сотовым сетям признаков: роуминг, хэндовер, голосовые соединения. В случае мобильного использования, теоретически, может быть достигнута скорость 100 Мбит/сек. В фиксированном исполнении скорость может достигать 1 Гбит/сек.
Наибольший интерес представляет использование технологии MIMO в системах сотовой связи. Данная технология находит свое применение, начиная с третьего поколения систем сотовой связи. Например, в стандартеUMTS, в Rel. 6 она используется совместно с технологией HSPA с поддержкой скоростей до 20 Мбит/сек, а в Rel. 7 – с HSPA+, где скорости передачи данных достигают 40 Мбит/сек. Однако в системах 3G MIMO так и не нашла широкого применения.
Системы 4G, а именно LTE, также предусматривают использование MIMO в конфигурации до 8х8. Это в теории может дать возможность передавать данные от базовой станции к абоненту свыше 300 Мбит/сек. Также важным положительным моментом является устойчивое качество соединения даже на краю соты. При этом даже на значительном удалении от базовой станции, или при нахождении в глухом помещении будет наблюдаться лишь незначительное снижение скорости передачи данных.
Таким образом, технология MIMO находит применение практически во всех системах беспроводной передачи данных. Причем потенциал ее не исчерпан. Уже сейчас разрабатываются новые варианты конфигурации антенн, вплоть до 64х64 MIMO. Это в будущем позволит добиться еще больших скоростей передачи данных, емкости сети и спектральной эффективности.
Еще напомню вам про Следующий шаг в развитии сотовой связи, а так же про 10 главных технологических трендов 2014 года, ну и посмотрите как приходит Интернет из под воды , и давайте где живет социальная сеть