نشرت تحت تصنيف Wireless Technologies

SU-MIMO vs. MU-MIMO


بالتأكيد ستقابلك هذه المطلحات عند تعاملك مع التقنيات و الشبكات اللاسلكية سواء كانت الشبكات واي فاي أو واي ماكس أو حتي خلوية أو غيرها و سواء كنت مهندس أو فني أو أكاديمي أو حتي مستخدم عادي

فأنت تري هذه الكلمات مكتوبة علي مواصفات أجهزة لاسلكية و هي بالتأكيد تقنيات جديدة تعطي ميزات أكثر للجهاز الذي يدعمها

SU-MIMO و MU-MIMOهي أحد فروع تقنية MIMO 
Multiple Input and Multiple Output و التي هي بدورها فرع من تقنيات المزج Spatial Multiplexing التي تستخدم أسس المزج Multiplexing


و لقد شرحنا في مقالة سابقة قديمة في 2011 معني MIMO و عرفنا أنها إحدي التقنيات التي يتم فيها استخدام أكثر من هوائي مستقبل و هوائي مرسل في نفس الجهاز  و ذلك لزيادة تدفق البيانات  عبر  تمكين أكثر من مستخدم للإرسال و الإستقبال في نفس الوقت عبر محطة عمل واحدة التي قد تكون Access Point  في الشبكات اللاسلكية أو Base station  في شبكات الموبايل

Multiplexing


و يعتبر MIMO أحد فروع تقنيات Multiplexing او MUX و – شرحناه مسبقا هنا – هو ارسال أكثر من قناة ترددات لاسلكية و يتم ذلك عن طريق نقل الإشارات مع فصلها عن بعضها تردديا ثم استعادة القنوات المنفصلة عند مستقبل الإشارة و نسميه frequency division multiplex،أو بتخصيص تلك القناة المشتركة لعدة قنوات مختلفة لحمل المعلومات حيث تستخدم القنوات واحدة فواحدة زمنيا وهو ما يسمى time division multiplexingأو نرسل كل قناة بعد تشفيرها الي بتات معروفة للمرسل و المستقبل زمنيا ثم استعادة تلك الإشارات عند استقبالها و نسميه code division multiplexing

Spatial multiplexing


و لكن تقنيتنا الحالية Multiple Input and Multiple Output MIMO لا يصنف من ضمن هذه فروع FDM – TDM – CDM بل يصنف ضمن فرع آخر مغمور يسمي Spatial multiplexing حيث يتم ارسال أكثر من اشارة عبر نفس القناة و لكن بهوائيات متعددة أي أن الإشارات مفصولة مكانيا ولكل منها هوائي يخصها و هذا يفسر تسميتها بـ Spatial

و تقوم هذه التقنية Spatial MUX بمضاعفة معدل نقل البيانات Data rate ثنائيا أو ثلاثيا أو رباعيا حسب عدد الهوائيات المستخدمة و يتم استخام ترقيم يساعدك علي فهم هذه التقنية هكذا مثلا 3X3 :2 حيث يمثا الرقم الأول 3عدد هوائيات الإرسال و الثاني 3هوائيات الإستقبال و الثالث 2 لإشارات التدفق Spatial Stream

MIMO

Multiple Input and Multiple Output


و للمقارنة بين طريقة الإرسال عبر MIMO و غيرها فإن الشبكات اللاسلكية ما قبل MIMO كانت تستخدم هوائي واحد للإرسال و الإستقبال و هذا يجعل أي اشارة تتعرض للحيود و الإنعكاس أو الإنكسار أو التلاشي غير قابلة للكشف عنها بكفائة في المستقبل أما هنا و مع استخدام MIMO فإن أكثر من اشارة يتم ارسالها و استقبالها عبر أكثر من هوائي يجعل فرصة ضياع الإشارة ضئيل جدا

SU-MIMO/ MU-MIMO


كل ما تكلمنا عنه في السابق من تقنيات MIMO هي في الأصل Single-User MIMO (SU-MIMO) و نعني بذلك أنه رغم أن الأكسسبوينت أو محطة الإرسال أيا كانت ترسل أكثر من تدفق عبر أكثر من هوائي ارسال و تستقبلهم بنفس الطريقة الا أن ذلك يتم بالتتابع لكل جهاز أو عميل و ليس بالتوازي

أي أن كل جهاز يقف في الطابور ليستقبل أو يرسل بياناته و رغم أن الفترات الزمنية في الطابور ليست ملموسة نوعا ما الا أن هذا تأخير و هو ما كان يحدث في النسخة الأولي من المعيار الحديث 802.11ac Wave 1

و هذا ما وضعته سيسكو في تطويرها للمعيار 802.11 ac بتحديثه wave 2 و ذلك بدمج التقنية MU-MIMO (Multiple User – Multiple Input and Multiple Output) و التي مكنت الإرسال و الإستقبال لأكثر من جهة في نفس الوقت و من جميع الهوائيات downlink (access point to client) مجهزة بنية تحتية لاسلكية لا بأس بها للإستقبال أجهزة Internet of Things (IoT)

ننتظر التطور الأكبر


و برغم هذا التطور الرائع الا ان العمل مع MU-MIMO من خلال المعيار 802.11ac Wave 2 لازال محدود بثلاث أشياء لم تخطاها عدد الهوائيات و عدد التدفقات و التراسل الأحادي من الأكسسبوينت الي العميل و لنشرحهم اختصارا

أولهم أن عدد التدفقات لن تزيد عن عدد هوائيات الأكسسبوينت أبدا أي أنك ان تستطيع الإتصال بعميل بأربع تدفقات و جهاز الأكسسبوينت ليس لديه سوي ثلاث

ثانيهم أنه بحد أقصي سيكون التراسل مع أربع أجهزة في نفس الوقت و بحد أقصي ثمان تدفقات لجميع الأجهزة eight spatial streams أو بحد أقصي أربع تدفقات للجهاز الواحد اذا كان عدد الهوائيات يسمح

لو أن لديك جهازان فإن نصيبهم معا بحد أقصي ثمان تدفقات أي أربع لكل منهما بحد أقصي قابل للنقصان و ليس للزيادة اذا كان عدد الهوائيات يسمح

و لو أن لديك أربع أجهزة فإن نصيبهم جميعا ثمان تدفقات أي اثنان لكل منهم أو يتم التوزيع بشكل 2+3+3 بحد أقصي قابل للنقصان و ليس للزيادة اذا كان عدد الهوائيات يسمح

و لو أن لديك جهاز واحد فإن المفروض أن يكون نصيبه ثمان تدفقات الا أن الدجهاز الواحد لن يتعدي أربع تدفقات بحد أقصي قابل للنقصان و ليس للزيادة

.

ثالثهم
أن تقنية Multi User في MIMO مخصصة فقط حتي تاريخه للتراسل من الأكسسبوينت الي الجهاز المستقبل أي downlink (DL) و هذا من الأشياء التي تفرق بين MU MIMO في شبكات الواي فاي و بين نظتئرها في WIMAX و LTE

و من المنتظر في خلال الفترة 2019-2020 أن يتم العمل علي تمكين التراسل الثنائي لـ MU في MIMO و تطوير Uplink (UL) MU-MIMO مع معيار جديد سيدعي 802.11ax High Efficiency WLAN و سيكون عنوانا لجيل جديد للشبكات اللاسلكية

نادر المنسي

Advertisements

المعلق:

مهندس عربي يطمح و يساعد في الرقي بالمحتوي العربي للتكنولوجيا عبر ترجمة و اعداد مقالات و كتب علمية في مجال الشبكات و الإتصالات السلكية و اللاسلكية

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

w

Connecting to %s