MIMO простыми словами
Обычная радиолиния — один передатчик и один приёмник. В схеме MIMO у станции несколько передающих трактов, у абонента — несколько приёмных, и все они работают одновременно на одной частоте. Сигналы от разных трактов проходят немного разными путями: отражаются от домов, по-разному ослабевают. Приёмник различает эти пути и собирает из них несколько параллельных потоков данных.
Запись 2×2 означает два тракта на передаче и два на приёме, 4×4 — по четыре. Первое число относится к стороне, которая передаёт, второе — к стороне, которая принимает. Для сектора базовой станции важно первое: сколько трактов радиомодуля нужно подключить к антенне в каждом диапазоне.
Что MIMO даёт на практике
Больше скорости при хорошем сигнале
Когда абонент близко к станции и помех мало, тракты несут разные данные. Число одновременных потоков может достигать порядка MIMO: до двух в схеме 2×2 и до четырёх в 4×4. Сколько потоков реально получится, решает станция по качеству канала в каждый момент.
Надёжнее связь на краю соты
Когда сигнал слабый, несколько трактов передают одно и то же, а приёмник складывает копии. Замирания в разных трактах редко совпадают, поэтому связь рвётся реже. Тот же принцип работает и в обратную сторону: станция принимает сигнал телефона несколькими трактами и лучше слышит далёкого абонента.
Больше ёмкости без новой полосы
Частоты — самый дорогой ресурс оператора. MIMO позволяет передать больше данных в той же полосе, поэтому переход с 2×2 на 4×4 — один из способов разгрузить сектор без покупки нового спектра и без новой площадки.
Что такое MIMO-антенна
Отдельного «MIMO-излучателя» не существует. Антенна поддерживает MIMO, если у неё несколько портов, сигналы которых слабо связаны между собой. Добиться этого можно двумя путями.
На базовых станциях почти всегда используют первый путь: в одной панели стоят излучатели с двумя наклонными поляризациями, и каждая поляризация — отдельный порт. Второй путь — две антенны на расстоянии друг от друга — встречается во внутренних системах и там, где двухполяризационной модели под нужный диапазон нет.
Сколько портов нужно: считаем на примерах
Правило одно: для каждого диапазона берут порядок MIMO и складывают. Диапазоны, которые попадают в одну широкополосную решётку, можно свести в общие порты сумматором, но по умолчанию каждой полосе — свои порты.
| Что нужно на секторе | Расчёт | Портов | Где искать |
|---|---|---|---|
| LTE 1800, MIMO 2×2 | 2 | 2 | секторные MIMO-панели, 2 порта |
| LTE 1800, MIMO 4×4 | 4 | 4 | 4 порта, две решётки одного диапазона |
| LTE 800 и LTE 1800, оба 2×2 | 2 + 2 | 4 | 4 порта, низкая и высокая решётки |
| два оператора в полосе 1800, у каждого 2×2 | 2 + 2 | 4 | 4 порта, две решётки одного диапазона |
| LTE 800 2×2, LTE 1800 и LTE 2600 по 4×4 | 2 + 4 + 4 | 10 | многодиапазонные секторные антенны |
| 900, 1800, 2100 и 2600, все 2×2 | 2 + 2 + 2 + 2 | 8 | многодиапазонные секторные антенны |
Если портов у антенны больше, чем трактов, свободные закрывают согласованными нагрузками. Если меньше — придётся либо ставить вторую антенну, либо сводить полосы сумматорами, теряя часть мощности и гибкость наклона.
Как по паспорту понять схему MIMO
У двухпортовой панели всё однозначно: одна решётка, две поляризации, MIMO 2×2 в её полосе. С четырьмя портами нужно смотреть на строку диапазонов:
- запись вида «2×1710–2690 МГц» — две одинаковые решётки в одной полосе: это 4×4 для одного оператора или два независимых 2×2, например для двух операторов;
- запись вида «698–960 / 1710–2690 МГц» — решётки в разных полосах: это 2×2 в низкой и 2×2 в высокой полосе, а 4×4 такая панель не даёт;
- у многодиапазонных панелей порты группируют по решёткам, и у каждой решётки свой электрический наклон.
Второе, что стоит проверить, — развязку между входами. Чем она выше, тем меньше тракты мешают друг другу. В карточках KADAMM развязка приведена отдельно по каждой полосе: между входами одной системы, между разными системами и кроссполяризационная.
Секторные MIMO-панели KADAMM по конфигурациям
В разделе секторных MIMO-антенн 22 двухпортовых и 20 четырёхпортовых моделей; у 14 из четырёхпортовых обе решётки работают в одной полосе. Сводка по данным карточек:
| Портов | Диапазон | Схема | Моделей | Усиление | Длина |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 1710–2170 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 4 | 14,5–20,5 дБи | 800–1980 мм |
| 2 | 1710–2690 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 4 | 15–20,5 дБи | 800–1980 мм |
| 2 | 380–500 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 1 | 13,8 дБи | 2080 мм |
| 2 | 450–470 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 1 | 14,5 дБи | 2080 мм |
| 2 | 698–960 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 6 | 14,8–19,8 дБи | 1380–2580 мм |
| 2 | 790–960 МГц | 2×2 в одном диапазоне | 6 | 15–20,4 дБи | 1380–2580 мм |
| 4 | 2×1710–2170 МГц | 4×4 в одном диапазоне или 2×2 для двух операторов | 4 | 14,5–20,3 дБи | 800–1980 мм |
| 4 | 2×1710–2690 МГц | 4×4 в одном диапазоне или 2×2 для двух операторов | 4 | 15,2–20,5 дБи | 800–1980 мм |
| 4 | 2×617–894 МГц | 4×4 в одном диапазоне или 2×2 для двух операторов | 3 | 14,3–16,3 дБи | 1499–2680 мм |
| 4 | 2×694–960 МГц | 4×4 в одном диапазоне или 2×2 для двух операторов | 3 | 14,5–17 дБи | 1499–2580 мм |
| 4 | 698–960 / 1710–2690 МГц | 2×2 в каждом из двух диапазонов | 3 | 17,2–17,7 дБи | 2080–2580 мм |
| 4 | 790–960 / 1710–2170 МГц | 2×2 в каждом из двух диапазонов | 3 | 17,3–17,6 дБи | 1450–2580 мм |
Внутри каждой строки модели отличаются длиной и шириной луча: короткие панели на 65° — для города, длинные и узкие на 33° — для трасс и шестисекторных площадок.
MIMO 4×4 на вышке: одна панель или две
Схему 4×4 в одной полосе можно собрать из двух двухпортовых панелей или взять одну четырёхпортовую. Две панели проще найти и можно развести по разные стороны трубы, но они вдвое увеличивают число антенн, кронштейнов и ветровую нагрузку на секторе. Четырёхпортовая панель шире и тяжелее одной двухпортовой, но заменяет две. Пример из нашей линейки: двухпортовая КАДАММ K801182018 и четырёхпортовая КАДАММ K802182018 имеют одинаковую длину 1360 мм и усиление 17,8 дБи, а масса у них 7,7 кг и 13,6 кг соответственно.
На действующих опорах место и допустимая нагрузка обычно ограничены, поэтому при переходе на 4×4 чаще меняют двухпортовую панель на четырёхпортовую того же размера по высоте, не добавляя антенн.
MIMO внутри здания: пассивная DAS
В распределённой антенной системе сигнал базовой станции или репитера расходится по зданию кабелями, делителями и ответвителями к потолочным и настенным антеннам. Одна такая сеть несёт один тракт. Чтобы получить MIMO 2×2, нужны две параллельные сети от двух выходов источника до каждой точки, где стоит антенна.
В точке установки есть два решения. Первое — одна двухпортовая антенна с двумя поляризациями: обе сети приходят в один корпус. Второе — две однопортовые антенны, разнесённые друг от друга: так проще, если на объекте уже смонтированы однопортовые антенны, но точек крепления вдвое больше.
Среди внутренних антенн KADAMM для DAS 15 моделей имеют два порта и более: потолочных всенаправленных — 8, настенных направленных — 6, панельных — 1. Остальные однопортовые, их используют в однотрактных сетях или парами с разносом.
Во что обходится MIMO в DAS
- Кабель, делители и ответвители — вдвое больше, по отдельной линии на каждый тракт.
- Обе сети должны быть симметричны по потерям, иначе один тракт будет слабее и выигрыш MIMO пропадёт.
- Вдвое больше соединений, а значит, и мест, где может появиться интермодуляция.
Поэтому MIMO во внутренней системе закладывают на этапе проекта: докладывать вторую сеть в готовые потолки сложно и дорого.
MIMO и 5G
В 5G число трактов растёт: в диапазоне 3,5 ГГц радиомодули работают с решётками, где каждая колонна излучателей управляется отдельно, и станция формирует узкие лучи к абонентам. Такие антенны вынесены в отдельный раздел — антенны 5G. Для полос 700–2600 МГц на тех же площадках по-прежнему применяют пассивные панели 2×2 и 4×4.
MIMO-антенна для модема и роутера
Большая часть запросов «MIMO-антенна» относится к антеннам для 4G-модемов и роутеров: небольшим панелям с двумя кабелями, которые ставят на дом, чтобы поймать сигнал вышки. Принцип тот же — два порта с разными поляризациями, но это абонентское оборудование. KADAMM такие антенны не производит: мы делаем антенны для операторов, внутренних систем связи и радиосетей предприятий.
Как проверить, что MIMO работает
- Порты не перепутаны: каждый тракт радиомодуля подключён к своему порту и своей решётке, особенно на многопортовых панелях.
- КСВН и интермодуляция измерены по каждому порту, а не по одному.
- Потери в трактах одинаковы: перемычки одной длины, в DAS — симметричные сети.
- Наклон RET задан одинаково для решёток, которые работают как одна система 4×4.
- По статистике станции растёт доля абонентов, получающих несколько потоков.
Модели KADAMM
Примеры моделей по каждой конфигурации, все варианты — в разделах секторных MIMO-антенн и внутренних антенн DAS.
| Модель | Конфигурация | Усиление | Страница |
|---|---|---|---|
| КАДАММ K801182015 | 2 порта, 1710–2170 МГц | 14,5 дБи | Карточка |
| КАДАММ K801172715 | 2 порта, 1710–2690 МГц | 15 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802385014 | 2 порта, 380–500 МГц | 13,8 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802454715 | 2 порта, 450–470 МГц | 14,5 дБи | Карточка |
| КАДАММ K801709015 | 2 порта, 698–960 МГц | 14,8 дБи | Карточка |
| КАДАММ K801809015 | 2 порта, 790–960 МГц | 15,2 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802182015 | 4 порта, 2×1710–2170 МГц | 14,5 дБи | Карточка |
| КАДАММ K17272133v2 | 4 порта, 2×1710–2690 МГц | 20,5 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802608015 | 4 порта, 2×617–894 МГц | 14,3 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802709015 | 4 порта, 2×694–960 МГц | 14,5 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802802617 | 4 порта, 698–960 / 1710–2690 МГц | 17,2 дБи | Карточка |
| КАДАММ K802902018 | 4 порта, 790–960 / 1710–2170 МГц | 17,3 дБи | Карточка |
