تقنية MU-MIMO في شبكات Wi-Fi

، أحدث ابتكارات شركة كوالكوم أثيروس احدى شركات كوالكوم الأميريكية للاتصالات ، وانتاج الهواتف الذكية ، وأشباه الموصلات المتخصصة بمنتجات الاتصالات اللاسلكية الرقمية ، تقنية MU-MIMO هي عبارة عن حزمة من حلول ac 802.11 في مجال صناعة الاتصالات ، يضم الجيل الثاني من هذه الحزمة الثانية 8 رقاقات تحتوي على تقنية Multi-User MIMO ، وهي ما تعني تعدد المستخدمين بدخل متعدد-خرج متعدد ، والذي تعمل بطريقة مختلفة عن طريقة عمل شبكات الواي فاي Wi-Fi .

تعمل حلول VIVE بواسطة التقنية المعززة بخوارزمية كوالكوم أثيروس ، بطاقة استيعابية تقارب ثلاث أضعاف الطاقة الاستيعابية الأصلية للشبكة ، وتعمل على تحسين عمل أجهزة الواي فاي للوصول لأفصى طاقة للاتصال للجميع على الشبكة .

منهج عمل الواي فاي Wi-FI الحالي

:

تقوم شبكات الواي فاي حالياً بتقديم خدمة لعميل واحد فقط ، والتبديل بين المستخدمين المتصلين سريعاً ، ومع زيادة عدد الأجهزة المتصلة ، ينخفض مستوى الخدمة للمستخدمين ، وخاصة اذا تم تشغيل مقاطع فيديو ، أو تحميل لمحتوي يستنزف قدرة الخدمة بشكل كبير ومؤثر .

مفهوم عمل تقنية MU-MIMO (تعدد المستخدمين بدخل متعدد-خرج متعدد) :

تعمل هذه التقنية على ارسال البيانات لمجموعة المستخدمين بنفس التوقيت ، مما لا يضاعف الطاقة الاستيعابية للشبكة فقط ، ولكن يستخدمها بقوة أكثر حتى تقوم بزيادة سرعة الارسال ، مما يعمل على وصول الخدمة بشكل أسرع لكل المتصلين ، مع قدرة الشبكة على استيعاب عدد أكبر من الأجهزة .

ولزيادة الفائدة المرجوة من هذه التقنية للأجهزة المتصلة ، تقوم شركة كوالكوم أثيروس بتزويد منتجات الشبكات والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والحواسيب والأجهزة الالكترونية والسيارات بتقنية MU-MIMO .

تقوم هذه التقنية بوضع الأجهزة المتصلة في مجموعات محددة ، وتستخدم مبدأ التكوين الشعاعي BeamForming ، لفصل المجموعات المتصلة حتى تستطيع كل مجموعة الاستفادة من عرض النطاق الترددي لنموذج العياري 802.11ac بالكامل .

تقنية التكوين الشعاعي هي تقنية لمعالجة الإشارة ، حيث تستخدم لإلغاء الضجيج في أجهزة سماعات الرأس ، فعندما تجتمع موجتان ، ولتكن قوة الموجة الأولى1 ، والثانية0.5 ، عندها ستحصل على موجة فعالة بشدة 1.5 ، وفي حال تقاطع موجتين +1 ، والثانية -1 ، عندها ستغلي الواحدة الأخرى والخ .

وسنحتاج لرقاقة تحتوي على MU-MIMO 3*3 على الأقل في الطرف المرسل (الموجه) ، والأفضل أن تكون MU-MIMO 4*4 ، حيث تقوم الهوائيات الأربع بإرسال ما يسمى Training Sequence إلى المستقبل ، والذي بدوره يرسل حزمة تحتوي على توقيت الاشارة المستقبلة ، وقوة الاشارة الآتية من كل هوائي ، وهذا يعني أن المستقبل يحتاج لتحديث طفيف فقط في نظام التشغيل لدم تقنية MU-MIMO ، أما الموجه أو المرسل فهو من يحتاج للتحديث .

وهنا يعمل التكوين الاشعاعي على ايجاد موقع المستخدم من خلال معلومات قوة الاشارة وتوقيتها ، والتي حصل عليها الموجه من الحزمة المرسلة من قبل المستقبل . بعد ذلك يقوم بعملية ازاحة الطور على هوائيات الارسال لاستبعاد الاشارة عند نقاط تكون فيها أجهزة الغير مجموعة موجودة ، واضافة الاشارة عند نقاط تكون فيها الأجهزة في مجموعة محددة .

في مجموعة يمكن رؤية قوة الاشارات من الهوائيات الأربعة بهذا الشكل 1+1+1+1 ، أما خارج المجموعة يتم رؤيتها كالتالي : 1+(-1)+1(-1) أو شيئاً آخر تكون محصلته صفر .

ومثال على ذلك : اذا كانت سرعة الاتصال لديك 2.7 جيجا بايت في الثانية ، ولم تكن تستخدم تقنية تعدد المستخدمين MU ، عندها يمكن انشاء ثلاث مجموعات ، تأخذ كل مجموعة 910 ميجا بايت في الثانية ، لكن اذا كان هناك ثلاث أجهزة في المجموعة فنظرياً على الأقل من 350 ميجا بايت في الثانية لكل مستخدم ، لكن المردود يكون أعلى من ذلك .

تقدم هذه التقنية قدرة استيعابية تصل لثلاث مجموعات ، كل منها يمكن أن يحتوي على ثلاث أجهزة ، وكل جهاز يمكن أن يحصل على كامل عرض النطاق الترددي تقريباً لجهاز 802.11ac لا يحتوي على تقنية MU .

كما يمكن أن تكون الأجهزة بعيدة عن بعضها البعض ، وفي أي مكان ضمن نصف قطر اشارة جهاز الارسال ، كما أن المجموعات لا يتم تعيينها اعتماداً على الزوايا ، ويمكن أن تكون متداخلة ومتشابكة .

رقاقات البنية التحتية لعائلة 802.11ac على طرف الارسال :

-The QCA9980 is a 4*44-stream 1733Mbps .

– QCA9990 .

– QCA9992 .

رقاقات البنية التحتية لعائلة 802.11ac على طرف الاستقبال :

– QCA61742-stream 86Mbps and Bluetooth 4.1 .

– WCN3680 is a 1-stream, BT4.1 .

– QCA9378 لأجهزة التلفاز ووحدات الصوت مزودة بمنفذ USB .

– للسيارات QCA6574 .

ومن المتوقع أن تبدأ الشركات االمنتجة لنقاط الوصول والموجهات اللاسلكية والشركات المصنعة للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة الالكترونية بتصنيع تلك الرقاقات لأجهزتها في أوائل العام القادم .