MIMO

Apakah MIMO?

MIMO ialah teknologi berbilang input, berbilang output yang digunakan dalam komunikasi tanpa wayar. Teknologi ini menggunakan berbilang antena pada pemancar dan penerima untuk menghantar dan menerima isyarat, membolehkan isyarat dihantar melalui pelbagai laluan. Apabila antena penerima menerima versi isyarat yang sama yang berbeza, data boleh sampai ke antena penerima secara stabil tanpa terjejas oleh pelemahan, sekali gus meningkatkan nisbah isyarat kepada hingar, mengurangkan ralat, mengoptimumkan kelajuan dengan ketara dan meningkatkan kapasiti penghantaran radio. MIMO ialah teknologi tanpa wayar teras bagi produk di pasaran yang menyokong standard IEEE 802.11n (Wi-FI 4), yang membolehkan produk piawai IEEE 802.11n mencapai kelajuan sambungan yang lebih tinggi.

Bagaimanakah MIMO Berfungsi?

Teknologi MIMO menggunakan berbilang antena pintar untuk menghantar dan menerima. Maklumat tiba di penerima beberapa kali melalui bentuk dan laluan yang berbeza. Antena penerima boleh menggabungkan aliran data daripada laluan dan masa yang berbeza. Kepelbagaian spatial dan pemultipleksan spatial ialah dua teknik pengekodan ruang-masa yang dilaksanakan oleh MIMO.

Kepelbagaian Spatial

Kepelbagaian ruang ialah kaedah untuk meningkatkan kebolehpercayaan penghantaran data dengan menghantar versi berbeza bagi aliran data yang sama melalui berbilang antena. Versi ini boleh berupa aliran data asal atau aliran data baharu yang dijana selepas beberapa pemprosesan matematik. Pada hujung penerima, isyarat diterima melalui penyama ruang, kemudian dinyahmodulasi dan dinyahkod, dan akhirnya, versi isyarat yang berbeza bagi aliran data yang sama digabungkan untuk memulihkan data asal. Kaedah ini dapat menjadikan penghantaran data lebih stabil dan boleh dipercayai serta sesuai untuk senario penghantaran jarak jauh yang kadar penghantarannya tidak tinggi.

Pemultipleksan Ruang

Pemultipleksan spatial meningkatkan kadar penghantaran data dengan menghantar berbilang aliran data yang sama melalui berbilang antena. Pada hujung penghantaran, setiap antena pemancar mempunyai saluran penghantaran bebas dan tidak saling mengganggu; pada hujung penerimaan, antena penerima menerima aliran data ini secara berasingan melalui penyama spatial, kemudian menyahmodulasi dan menyahkodnya, dan akhirnya menggabungkan setiap aliran data untuk memulihkannya kepada isyarat asal. Kaedah ini boleh meningkatkan kadar penghantaran dan sesuai untuk senario penghantaran yang memerlukan kadar penghantaran tinggi tetapi mempunyai jarak penghantaran yang pendek.

Sebelum MIMO: SISO vs SIMO vs MISO

Sebelum pengenalan MIMO, kebanyakan peranti wayarles tradisional menggunakan teknologi input tunggal, output tunggal (SISO). Pemancar dan penerima masing-masing hanya mempunyai satu antena, jadi kedua-duanya hanya boleh menghantar dan menerima isyarat daripada satu aliran spatial. Teknologi ini mengehadkan kadar penghantaran wayarles dan mempunyai kebolehpercayaan yang amat rendah.

Selepas itu, teknologi input tunggal output berbilang (SIMO) diperkenalkan untuk mencapai sambungan yang lebih boleh dipercayai. Di bawah teknologi ini, berbilang isyarat yang mengandungi data yang sama dihantar daripada satu antena pemancar, dan antena penerima boleh menangkap data lengkap walaupun sesetengah isyarat hilang, sekali gus meningkatkan kebolehpercayaan penghantaran.

Bagaimana pula dengan multiple-input single-output (MISO)? Berbilang isyarat yang mengandungi data yang sama dihantar daripada antena pemancar yang berbeza. Jika sesetengah antena pemancar gagal atau isyarat hilang, antena penerima masih boleh menangkap data lengkap, sama seperti SIMO yang dinyatakan di atas.

SU-MIMO berbanding MU-MIMO

Pelaksanaan teknologi MIMO mula-mula digunakan untuk penghantaran data berbilang input dan berbilang output (SU-MIMO) bagi seorang pengguna. Di bawah teknologi ini, AP hanya boleh menghantar satu paket data kepada klien pada masa yang sama. 

Dengan perkembangan keperluan adegan berketumpatan tinggi, dalam piawaian Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac Wave 2), MIMO telah menghasilkan teknologi input berbilang dan output berbilang pengguna (MU-MIMO), yang membolehkan satu AP menghantar berbilang paket data kepada berbilang klien pada masa yang sama, sekali gus meningkatkan kecekapan dan prestasi penghantaran dengan ketara. 

Terdapat dua jenis pembahagian MU-MIMO: MIMO koperatif dan MIMO besar-besaran. Ciri MIMO koperatif ialah beberapa titik akses divirtualkan menjadi sistem berbilang antena, yang membolehkan pemancar bersebelahan menghantar data kepada beberapa pengguna pada masa yang sama. MIMO besar-besaran ialah salah satu teknologi utama untuk komunikasi mudah alih 5G. Kapasiti antenanya telah diperluas daripada MIMO tradisional kepada 64, 128, atau bahkan 256 antena.