- MIMO কি?
আন্তঃসংযোগের এই যুগে, মোবাইল ফোন, আমাদের জন্য বাইরের বিশ্বের সাথে যোগাযোগের জানালা হিসাবে, মনে হয় আমাদের শরীরের একটি অংশ হয়ে গেছে।
কিন্তু মোবাইল ফোন নিজে থেকে ইন্টারনেট সার্ফ করতে পারে না, মোবাইল ফোন যোগাযোগ নেটওয়ার্ক মানুষের জন্য পানি ও বিদ্যুতের মতোই গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে।আপনি যখন ইন্টারনেট সার্ফ করেন, তখন আপনি এই নেপথ্যের নায়কদের গুরুত্ব অনুভব করেন না।একবার চলে গেলে মনে হয় আপনি আর বাঁচতে পারবেন না।
একটা সময় ছিল, মোবাইল ফোনের ইন্টারনেট ট্রাফিক দ্বারা চার্জ করা হতো, মানুষের গড় আয় কয়েকশ কয়েন, কিন্তু 1MHz একটি কয়েন খরচ করতে হবে।সুতরাং, আপনি যখন Wi-Fi দেখবেন, তখন আপনি নিরাপদ বোধ করবেন।
চলুন দেখে নেওয়া যাক একটি ওয়্যারলেস রাউটার দেখতে কেমন।
8টি অ্যান্টেনা, এটি দেখতে মাকড়সার মতো।
সংকেত দুই বা ততোধিক দেয়াল দিয়ে যেতে পারে?নাকি ইন্টারনেটের গতি দ্বিগুণ হবে?
এই প্রভাবগুলি একটি রাউটার দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে, এবং এটি অনেক অ্যান্টেনা, বিখ্যাত MIMO প্রযুক্তির সাথে অর্জন করা হয়।
MIMO, যা মাল্টি-ইনপুট মাল্টি আউটপুট।
এটা কল্পনা করা কঠিন, তাই না?মাল্টি-ইনপুট মাল্টি-আউটপুট কী, কীভাবে অ্যান্টেনা সমস্ত প্রভাব অর্জন করতে পারে?আপনি যখন একটি নেটওয়ার্ক তারের মাধ্যমে ইন্টারনেট সার্ফ করেন, তখন কম্পিউটার এবং ইন্টারনেটের মধ্যে সংযোগটি একটি শারীরিক তার, স্পষ্টতই।এখন কল্পনা করা যাক যখন আমরা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ ব্যবহার করে বাতাসের মাধ্যমে সংকেত পাঠাতে অ্যান্টেনা ব্যবহার করি।বায়ু একটি তারের মতো কাজ করে তবে ভার্চুয়াল, সংকেত প্রেরণের জন্য একটি চ্যানেল যা একটি বেতার চ্যানেল বলে।
তাহলে, কিভাবে আপনি ইন্টারনেট দ্রুততর করতে পারেন?
হ্যাঁ তুমিই ঠিক!এটি আরও কয়েকটি অ্যান্টেনা, আরও কয়েকটি ভার্চুয়াল তারের মাধ্যমে ডেটা প্রেরণ এবং গ্রহণ করার জন্য সমাধান করা যেতে পারে।MIMO বেতার চ্যানেলের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
ওয়্যারলেস রাউটার, 4G বেস স্টেশন এবং আপনার মোবাইল ফোন একই জিনিস করছে।
MIMO প্রযুক্তিকে ধন্যবাদ, যা 4G এর সাথে শক্তভাবে একত্রিত, আমরা ইন্টারনেটের দ্রুত গতির অভিজ্ঞতা লাভ করতে পারি।একই সাথে, মোবাইল ফোন অপারেটরদের খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে;আমরা দ্রুত এবং সীমাহীন ইন্টারনেট গতি অনুভব করতে কম খরচ করতে পারি।এখন আমরা অবশেষে Wi-Fi এর উপর আমাদের নির্ভরতা থেকে মুক্তি পেতে পারি এবং সর্বদা ইন্টারনেট সার্ফ করতে পারি।
এখন, আমি পরিচয় করিয়ে দিই MIMO কি?
2.MIMO শ্রেণীবিভাগ
প্রথমত, আমরা যে MIMO এর আগে উল্লেখ করেছি তা ডাউনলোডে নেটওয়ার্ক গতির উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধিকে বোঝায়।এর কারণ, আপাতত, আমাদের ডাউনলোডের চাহিদা অনেক বেশি।এটি সম্পর্কে চিন্তা করুন, আপনি কয়েক ডজন GHz ভিডিও ডাউনলোড করতে পারেন কিন্তু বেশিরভাগই মাত্র কয়েক মেগাহার্টজ আপলোড করেন।
যেহেতু MIMO কে একাধিক ইনপুট এবং একাধিক আউটপুট বলা হয়, তাই একাধিক অ্যান্টেনা দ্বারা একাধিক ট্রান্সমিশন পাথ তৈরি করা হয়।অবশ্যই, শুধুমাত্র বেস স্টেশন একাধিক অ্যান্টেনা ট্রান্সমিশন সমর্থন করে না, কিন্তু মোবাইল ফোনের একাধিক অ্যান্টেনা অভ্যর্থনাও পূরণ করতে হবে।
আসুন নিম্নলিখিত সহজ অঙ্কনটি পরীক্ষা করা যাক: (আসলে, বেস স্টেশন অ্যান্টেনাটি বিশাল, এবং মোবাইল ফোনের অ্যান্টেনাটি ছোট এবং লুকানো। তবে বিভিন্ন ক্ষমতার সাথেও, তারা একই যোগাযোগ অবস্থানে রয়েছে।)
বেস স্টেশন এবং মোবাইল ফোনের অ্যান্টেনার সংখ্যা অনুসারে, এটিকে চার প্রকারে ভাগ করা যায়: SISO, SIMO, MISO এবং MIMO।
SISO: একক ইনপুট এবং একক আউটপুট
SIMO: একক ইনপুট এবং একাধিক আউটপুট
MISO: একাধিক ইনপুট এবং একক আউটপুট
MIMO: একাধিক আউটপুট এবং একাধিক আউটপুট
SISO দিয়ে শুরু করা যাক:
সহজতম ফর্মটিকে MIMO পরিভাষায় SISO – একক ইনপুট একক আউটপুট হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।এই ট্রান্সমিটারটি রিসিভার হিসাবে একটি অ্যান্টেনা দিয়ে কাজ করে।কোন বৈচিত্র্য নেই, এবং কোন অতিরিক্ত প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন নেই।
বেস স্টেশনের জন্য একটি অ্যান্টেনা এবং একটি মোবাইল ফোনের জন্য রয়েছে;তারা একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করে না - তাদের মধ্যে সংক্রমণ পথই একমাত্র সংযোগ।
সন্দেহ নেই যে এই ধরনের ব্যবস্থা খুবই নাজুক, একটি ছোট রাস্তা।যেকোনো অপ্রত্যাশিত পরিস্থিতি সরাসরি যোগাযোগের জন্য হুমকি সৃষ্টি করবে।
SIMO ভাল কারণ ফোনের রিসেপশন বাড়ানো হয়েছে।
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, মোবাইল ফোন ওয়্যারলেস পরিবেশ পরিবর্তন করতে পারে না, তাই এটি নিজেকে পরিবর্তন করে – মোবাইল ফোন নিজের সাথে একটি অ্যান্টেনা যুক্ত করে।
এভাবে বেস স্টেশন থেকে পাঠানো মেসেজ দুইভাবে মোবাইল ফোনে পৌঁছাতে পারে!এটা ঠিক যে তারা উভয়ই বেস স্টেশনে একই অ্যান্টেনা থেকে আসে এবং শুধুমাত্র একই ডেটা পাঠাতে পারে।
ফলস্বরূপ, আপনি প্রতিটি রুটে কিছু ডেটা হারালে এটি কোন ব্যাপার না।যতক্ষণ পর্যন্ত ফোন যেকোনো পথ থেকে একটি অনুলিপি গ্রহণ করতে পারে, যদিও প্রতিটি রুটে সর্বোচ্চ ক্ষমতা একই থাকে, সফলভাবে ডেটা প্রাপ্তির সম্ভাবনা দ্বিগুণ হয়।একে প্রাপ্ত বৈচিত্র্যও বলা হয়।
MISO কি?
অন্য কথায়, মোবাইল ফোনে এখনও একটি অ্যান্টেনা রয়েছে এবং বেস স্টেশনে অ্যান্টেনার সংখ্যা দুটিতে বাড়ানো হয়েছে।এই ক্ষেত্রে, একই ডেটা দুটি ট্রান্সমিটার অ্যান্টেনা থেকে প্রেরণ করা হয়।এবং রিসিভার অ্যান্টেনা তখন সর্বোত্তম সংকেত এবং সঠিক ডেটা গ্রহণ করতে সক্ষম হয়।
MISO ব্যবহার করার সুবিধা হল একাধিক অ্যান্টেনা এবং ডেটা রিসিভার থেকে ট্রান্সমিটারে সরানো হয়।বেস স্টেশন এখনও দুটি উপায়ে একই ডেটা পাঠাতে পারে;আপনি কিছু তথ্য হারান যদি এটা কোন ব্যাপার না;যোগাযোগ স্বাভাবিকভাবে চলতে পারে।
যদিও সর্বোচ্চ ক্ষমতা একই রয়ে গেছে, যোগাযোগের সাফল্যের হার দ্বিগুণ হয়েছে।এই পদ্ধতিকে ট্রান্সমিট ডাইভারসিটিও বলা হয়।
অবশেষে, MIMO সম্পর্কে কথা বলা যাক।
রেডিও লিঙ্কের উভয় প্রান্তে একাধিক অ্যান্টেনা রয়েছে এবং এটিকে MIMO – মাল্টিপল ইনপুট মাল্টিপল আউটপুট বলা হয়।MIMO চ্যানেলের দৃঢ়তার পাশাপাশি চ্যানেল থ্রুপুট উভয় ক্ষেত্রেই উন্নতি প্রদান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।বেস স্টেশন এবং মোবাইল সাইড উভয়ই স্বাধীনভাবে প্রেরণ এবং গ্রহণ করতে দুটি অ্যান্টেনা ব্যবহার করতে পারে এবং এর মানে গতি দ্বিগুণ হয়েছে?
এইভাবে, বেস স্টেশন এবং মোবাইল ফোনের মধ্যে চারটি ট্রান্সমিশন রুট রয়েছে, যা অনেক বেশি জটিল বলে মনে হচ্ছে।তবে নিশ্চিত হতে হবে, কারণ বেস স্টেশন এবং মোবাইল ফোন উভয় দিকেই 2টি অ্যান্টেনা রয়েছে, এটি একই সাথে দুটি ডেটা প্রেরণ এবং গ্রহণ করতে পারে।তাহলে এক পথের তুলনায় MIMO সর্বোচ্চ ক্ষমতা কতটা বৃদ্ধি পায়?SIMO এবং MISO-এর পূর্ববর্তী বিশ্লেষণ থেকে মনে হয় যে সর্বোচ্চ ক্ষমতা উভয় দিকের অ্যান্টেনার সংখ্যার উপর নির্ভর করে।
MIMO সিস্টেমগুলি সাধারণত A*B MIMO হিসাবে থাকে;A মানে বেস স্টেশনের অ্যান্টেনার সংখ্যা, B মানে মোবাইল ফোনের অ্যান্টেনার সংখ্যা।4*4 MIMO এবং 4*2 MIMO চিন্তা করুন।আপনি কি মনে করেন কোন ক্ষমতা বড়?
4*4 MIMO একসাথে 4টি চ্যানেল পাঠাতে এবং গ্রহণ করতে পারে এবং এর সর্বোচ্চ ক্ষমতা SISO সিস্টেমের 4 গুণে পৌঁছাতে পারে।4*2 MIMO SISO সিস্টেমের মাত্র 2 গুণে পৌঁছাতে পারে।
মাল্টিপ্লেক্সিং স্পেসে একাধিক অ্যান্টেনা এবং বিভিন্ন ট্রান্সমিশন পাথ ব্যবহার করে ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য সমান্তরালভাবে বিভিন্ন ডেটার একাধিক কপি পাঠানোকে স্পেস ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্স বলে।
সুতরাং, MIMO সিস্টেমে সর্বাধিক সংক্রমণ ক্ষমতা হতে পারে?পরীক্ষায় আসা যাক।
আমরা এখনও একটি উদাহরণ হিসাবে 2 অ্যান্টেনা সহ বেস স্টেশন এবং মোবাইল ফোন গ্রহণ করি।তাদের মধ্যে সংক্রমণ পথ কি হবে?
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, চারটি পথ একই বিবর্ণ এবং হস্তক্ষেপের মধ্য দিয়ে যায় এবং যখন ডেটা মোবাইল ফোনে পৌঁছায়, তারা আর একে অপরকে আলাদা করতে পারে না।এটা কি এক পথের মত নয়?এই সময়ে, 2*2 MIMO সিস্টেমটি SISO সিস্টেমের মতো নয়?
একইভাবে, 2*2 MIMO সিস্টেমটি SIMO, MISO এবং অন্যান্য সিস্টেমে অবনতি ঘটাতে পারে, যার অর্থ স্পেস ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্স ট্রান্সমিশন বৈচিত্র্য বা প্রাপ্ত বৈচিত্র্য হ্রাস পেয়েছে, বেস স্টেশনের প্রত্যাশাও উচ্চ গতির অনুসরণ থেকে অধঃপতিত হয়েছে প্রাপ্তির সাফল্যের হার নিশ্চিত করা।
এবং কিভাবে MIMO সিস্টেম গণিত প্রতীক ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়?
3.MIMO চ্যানেলের গোপনীয়তা
প্রকৌশলীরা গণিতের প্রতীক ব্যবহার করতে পছন্দ করেন।
প্রকৌশলীরা বেস স্টেশনে থাকা দুটি অ্যান্টেনার ডেটা X1 এবং X2 হিসাবে চিহ্নিত করেছেন, মোবাইল ফোনের অ্যান্টেনার ডেটা Y1 এবং Y2 হিসাবে চিহ্নিত করেছেন, চারটি সংক্রমণ পথকে H11, H12, H21, H22 হিসাবে চিহ্নিত করেছেন৷
এইভাবে Y1 এবং Y2 গণনা করা সহজ।কিন্তু কখনও কখনও, 2*2 MIMO-এর ক্ষমতা SISO-এর দ্বিগুণে পৌঁছতে পারে, কখনও কখনও পারে না, কখনও কখনও SISO-এর সমানও হতে পারে।কিভাবে আপনি এটি ব্যাখ্যা করবেন?
এই সমস্যাটি চ্যানেলের পারস্পরিক সম্পর্ক দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যা আমরা এইমাত্র উল্লেখ করেছি- সম্পর্ক যত বেশি হবে, মোবাইল সাইডে প্রতিটি ট্রান্সমিশন পাথকে আলাদা করা তত বেশি কঠিন।যদি চ্যানেল একই হয়, তাহলে দুটি সমীকরণ এক হয়ে যায়, তাই এটি প্রেরণ করার একমাত্র উপায় আছে।
স্পষ্টতই, MIMO চ্যানেলের গোপনীয়তা ট্রান্সমিশন পথের স্বাধীনতার রায়ের মধ্যে নিহিত।অর্থাৎ, গোপনীয়তা H11, H12, H21, এবং H22-এর মধ্যে রয়েছে।প্রকৌশলীরা নিম্নরূপ সমীকরণটি সরল করেন:
ইঞ্জিনিয়াররা H1, H12, H21, এবং H22, কিছু জটিল পরিবর্তন, সমীকরণের মাধ্যমে সরল করার চেষ্টা করেছিল এবং অবশেষে সূত্রে রূপান্তরিত হয়েছিল।
দুটি ইনপুট X'1 এবং X'2, λ1 এবং λ2 গুন করুন, আপনি Y'1 এবং Y'2 পেতে পারেন।λ1 এবং λ2 এর মানগুলি কী বোঝায়?
একটি নতুন ম্যাট্রিক্স আছে.শুধুমাত্র একটি তির্যকের উপর ডেটা সহ একটি ম্যাট্রিক্সকে কর্ণ ম্যাট্রিক্স বলে।তির্যকটিতে শূন্যহীন ডেটার সংখ্যাকে ম্যাট্রিক্সের র্যাঙ্ক বলা হয়।2*2 MIMO-তে, এটি λ1 এবং λ2-এর অ-শূন্য মানগুলিকে নির্দেশ করে।
যদি র্যাঙ্ক 1 হয়, তাহলে এর অর্থ হল 2*2 MIMO সিস্টেমটি ট্রান্সমিশন স্পেসে অত্যন্ত পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত, যার মানে MIMO SISO বা SIMO-তে অবক্ষয়িত হয় এবং একই সময়ে সমস্ত ডেটা গ্রহণ এবং প্রেরণ করতে পারে।
যদি র্যাঙ্ক 2 হয়, তাহলে সিস্টেমে দুটি তুলনামূলকভাবে স্বাধীন স্থানিক চ্যানেল রয়েছে।এটি একই সময়ে ডেটা পাঠাতে এবং গ্রহণ করতে পারে।
তাহলে, র্যাঙ্ক 2 হলে, এই দুটি ট্রান্সমিশন চ্যানেলের ক্ষমতা কি একটির দ্বিগুণ?উত্তরটি λ1 এবং λ2 অনুপাতের মধ্যে রয়েছে, যাকে শর্তসাপেক্ষ সংখ্যাও বলা হয়।
শর্তসাপেক্ষ সংখ্যা 1 হলে, এর মানে হল λ1 এবং λ2 একই;তাদের উচ্চ স্বাধীনতা আছে।2*2 MIMO সিস্টেমের ক্ষমতা সর্বাধিক পৌঁছতে পারে।
শর্তসাপেক্ষ সংখ্যা 1 এর চেয়ে বেশি হলে, এর মানে হল λ1 এবং λ2 আলাদা।যাইহোক, দুটি স্থানিক চ্যানেল আছে, এবং গুণমান ভিন্ন, তাহলে সিস্টেমটি প্রধান সম্পদগুলিকে আরও ভাল মানের সাথে চ্যানেলে রাখবে।এইভাবে, 2*2 MIMO সিস্টেমের ক্ষমতা SISO সিস্টেমের 1 বা 2 গুণ।
যাইহোক, বেস স্টেশন ডেটা পাঠানোর পরে স্পেস ট্রান্সমিশনের সময় তথ্য তৈরি হয়।একটি চ্যানেল বা দুটি চ্যানেল কখন পাঠাতে হবে তা বেস স্টেশন কিভাবে জানে?
ভুলবেন না, এবং তাদের মধ্যে কোন গোপন আছে.মোবাইল ফোন তার পরিমাপ করা চ্যানেলের অবস্থা, ট্রান্সমিশন ম্যাট্রিক্সের র্যাঙ্ক এবং রেফারেন্সের জন্য বেস স্টেশনে প্রিকোডিংয়ের পরামর্শ পাঠাবে।
এই মুহুর্তে, আমি মনে করি আমরা দেখতে পাচ্ছি যে MIMO এমন একটি জিনিস হতে চলেছে।
পোস্টের সময়: এপ্রিল-২০-২০২১