تقنية MU-MIMO في شبكات Wi-Fi

تقنية MU-MIMO في شبكات الواي فاي: إحدى أحدث ابتكارات شركة كوالكوم أثيروس، وهي شركة أميركية متخصصة في الاتصالات وإنتاج الهواتف الذكية وأشباه الموصلات المتخصصة في مجال الاتصالات اللاسلكية الرقمية. تقنية MU-MIMO تعد حزمة من حلول ac 802.11 في صناعة الاتصالات، وتضم الجيل الثاني من هذه الحزمة ثمانية رقاقات تحتوي على تقنية Multi-User MIMO. تقنية MIMO تعني تعدد المستخدمين بإشارة مدخل متعدد وإشارة خرج متعدد، وتعمل بطريقة مختلفة عن طريقة عمل شبكات الواي فاي .

تستخدم حلول VIVE تقنية معالجة الإشارات المعززة بخوارزمية كوالكوم أثيروس، وهي بطاقة استيعابية توفر ثلاثة أضعاف من الطاقة الاستيعابية الأصلية للشبكة، وتساعد على تحسين أداء أجهزة الواي فاي للحصول على أقصى طاقة للاتصال للجميع على الشبكة .

منهج عمل الواي فاي Wi-FI الحالي :
تقوم شبكات الواي فاي حالياً بتقديم خدمة لعميل واحد فقط، ويتم التبديل بين المستخدمين المتصلين بسرعة. ومع زيادة عدد الأجهزة المتصلة، ينخفض مستوى الخدمة المقدمة للمستخدمين، وخاصةً إذا تم تشغيل مقاطع فيديو أو تنزيل محتوى يستنزف قدرة الخدمة بشكل كبير ويؤثر سلبًا على جودة الخدمة .

مفهوم عمل تقنية MU-MIMO (تعدد المستخدمين بدخل متعدد-خرج متعدد) :
تستخدم هذه التقنية على إرسال البيانات لمجموعة المستخدمين في نفس الوقت، مما يزيد من سرعة الإرسال ويقوي قدرة الشبكة على استيعاب عدد أكبر من الأجهزة، دون زيادة الطاقة الاستيعابية للشبكة .

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

تستخدم هذه التقنية تكوين شعاعي Beamforming لفصل الأجهزة المتصلة إلى مجموعات محددة، حتى تتمكن كل مجموعة من الاستفادة الكاملة من عرض النطاق الترددي لنموذج 802.11ac .

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 المجموعة، يمكن رؤية قوة الإشارة من الهوائيات الأربعة على هذا النحو 1+1+1+1، أما خارج المجموعة فتتم رؤيتها على النحو التالي: 1+(-1)+1+(-1) أو بأي شكل آخر يكون مجموعها 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 .

توفر هذه التقنية القدرة على استيعاب ثلاث مجموعات، حيث يمكن أن يحتوي كل مجموعة على ثلاثة أجهزة، ويمكن لكل جهاز الحصول على معظم عرض النطاق الترددي لجهاز 802.11ac الذي لا يحتوي على تقنية MU .

يمكن أن تكون الأجهزة بعيدة عن بعضها البعض، وتقع في أي مكان ضمن نصف قطر إشارة جهاز الإرسال، وقد لا يتم تعيين المجموعات بناءً على الزوايا، مما يجعلها 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 المزودة بمنفذ USB .
– للسيارات QCA6574 .

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