Что такое Massive MIMO и как выглядят антенны с этой технологией?
Самый ценный ресурс в сотовых компаниях — это частотный диапазон. Каждый год непрерывно растёт количество абонентов и объёмы передаваемых ими данных. А вот новые частотные диапазоны не появляются. Сейчас получить новую полосу в нижнем спектре шириной несколько МГц — это как открыть новую планету в солнечной системе ?
Разработчики оборудования и стандартов стараются всеми силами передать в уже имеющихся частотных полосах всё больше данных. Чтобы добиться этой цели приходится прибегать к необычным, но крайне действенным технологиям, таким как Massive MIMO. Расскажу вам что это такое и как работает.
Для начала вспомним что такое MIMO вообще. Его идея заключается в том, чтобы через несколько антенн на сотовой станции передать сигнал к нескольким приёмным антеннам на смартфоне. Сигнал перед отправкой подвергается специальным технологиям кодирования и мультиплексирования. При удачном стечении обстоятельств, MIMO 2×2 может удвоить объём передаваемой по тому же частотному каналу информации.
Причём чем больше порядок MIMO (количество антенн на приёмной и передающей стороне) — тем выше эффект. Так можно двигаться и дальше 4, 8, 16 и всё. Дальнейшее увеличение количества антенна на передатчике и приёмнике уже не приносит нужно эффекта, то есть роста скорости передачи данных.
Разработчики пошли дальше, что и привело их к созданию технологии Massive MIMO. Они решили разбить пространство перед сектором на несколько областей разделённых как в горизонтальной плоскости, так и вертикальной. Обычно таких областей от 2 до 4:
В каждой такой области «прилетает» свой сигнал от станции, называемый «лучом». Каждый из лучей работает на той же полосе частот в том же диапазоне, что и другие соседние лучи. Но ёмкость и возможности в каждом из них свои. Поэтому на практике только лишь за счёт Massive MIMO скорости передачи данных для абонентов возрастают более чем в 2 раза. Оператор получает аналогичный рост ёмкости сотовой станции без необходимости расширения существующего спектра.
Но есть и один отрицательный момент в технологии Massive MIMO. Чем выше порядок MIMO — тем больше излучающих элементов в антенне и тем больше кабелей нужно подключать со стороны радиомодулей. Пока порядок MIMO небольшой — проблем нет. Это 2,4, 8 кабелей. Но в случае с Massive MIMO число излучающих элементов может достигать 32 штук в каждой антенне!!! Это потребовало бы значительное увеличение числа радиомодулей и кабелей до антенн.
Поэтому для технологии Massive MIMO нужны не просто антенны а специальные активные антенные модули (AAU) — антенны объединённые с радиомодулем. Их цена до недавних пор была космической. И хотя Massive MIMO можно использовать и в сетях 4G-LTE пока операторы не спешат внедрять эту технологию.
А вот в сетях 5G технология Massive MIMO включена в базовый пакет, говоря языком автопроизводителей. Наличие пятого поколения на
сотовой станции как раз и можно распознать по таким активным антенным модулям, которые значительно ниже и шире традиционных антенн.