Адаптивная WiFi антенна: технологии
Оценка пользователей: / 8
ПлохоОтлично 
Адаптивная wifi антенна Раньше уже рассматривались адаптивные антенные системы, но в данной статье хотелось бы сосредоточить внимание на том, как работают, с точки зрения радиста, данные устройства и что интересного есть в принципе их работы.
Для примера, возьмем беспроводную точку доступа WiFi NWA1121-N производства компании ZyXEL из России, потому что именно в описании данной точки доступа указано на поддержку технологии адаптивной диаграммы направленности Tx Beamforming. Посмотрим, как работает данная технология.
Адаптивная wifi антенна -1
Технология Transmit Beamforming работает в «тандеме» с антенной системой 2Tx2R MIMO. Особенностью данной антенной системы является то, что она использует два пространственных потока данных. Антенны посылают отрегулированые сигналы таким образом, чтобы в результате их интерференции (наложения) именно в области приемной антенны абонента (ПК, смартфон, планшет и др.) результирующее колебание усиливалось. В это же время, они имеют противофазное наложение (затухающая интерференция) во всех других направлениях.
Радиоволны, которые принимаются от наших беспроводных клиентов, способствуют определению местонахождения абонентов точкой доступа. Набор микросхем NWA1121-N в дальнейшем использует эту информацию, рассчитывает и формирует узкий главный лепесток диаграммы направленности антенны в сторону своего клиента.
Что происходит на практике
На определенном расстоянии от точки доступа находится приемник WiFi. По данным радиосигнала, посылаемого нашим клиентом к точке доступа, определяется его положение в пространстве. Рассмотрим пример, в котором с нашей точкой доступа взаимодействуют 2 беспроводных клиента. Как известно, в технологии WiFi применяется мультиплексирование с разделением во времени TDMA (Time Division Multiple Access). Принцип такой, что в конкретный момент времени точка доступа может обмениваться данными только с одним активным клиентом, все же остальные клиенты ждут своей очереди - то есть являются пассивными.
Адаптивная wifi антенна -2
1. Без использования Transmit Beamforming каждая WiFi антенна нашей точки доступа излучает энергию одинаково. В каждой точке пространства амплитуды сигналов складываются - соответственно возникают точки в которых это сложение амплитуд дает максимальный уровень радиосигнала и такие, где амплитуды находятся в противофазе - там сигнал, соответственно, будет минимальным. В нашем примере Клиент1 размещен в относительно «невыгодной » дальней зоне, где уровень сигнала будет низким. Клиент2 размещен более удачно - амплитуды обеих антенн там максимальные. Общая картина такова, что независимо от того, какой клиент является активным в данный момент времени, а какой является пассивным, уровень сигнала все-равно остается более или менее постоянным.
Адаптивная wifi антенна -3
2. Все становится немного сложнее при использовании технологии Transmit Beamforming. В этом случае первая антенна задает «первичные » колебания волны, а вторая с помощью фазового сдвига, так сказать, «подстраивает» сигнал таким способом, чтобы в точке нахождения клиента сумма амплитуд сигналов обеих антенн была наибольшей. Например, сначала активный Клиент1. Тогда сдвиг фазы антенной происходит таким образом, чтобы амплитуды волн каждой из антенн достигали максимальной отметки в точке его местонахождения. В точке нахождения Клиента2 (а также в других зонах) уровень сигнала в это время уменьшается. Это приводит к повышению мощности передаваемого сигнала к Клиенту1, а также снижает уровень шумов.
Адаптивная wifi антенна -4
В следующий момент времени, когда становится активным Клиент № 2, вторая антенна снова выполняет смещение фазы своего сигнала в пользу Клиента № 2. Фаза сигнала, излучаемого этой антенной, адаптирует его для усиления в области нахождения Клиента № 2. Отсюда и название - «адаптивная WiFi антенна».
Ключевые преимущества
1. Производительность
При использовании адаптивных WiFi антенн повышается скорость, а также уменьшается общее количество ошибочных бит при передаче данных в сети. Это происходит благодаря непрерывному управлению качеством сигнала. На дальнем расстоянии увеличивается производительность работы сети и, как результат, обеспечивается неизменная пропускная способность.
2. Устойчивость соединения
Такое поведение сети, как неустойчивое соединение, буквально сводится к нулю, так как антенная система, благодаря своей разнонаправленности и постоянной динамической адаптации, всегда выбирает наиболее надежный и эффективный путь для прохождения сигнала.
3. Подавление помех
Радиочастотная энергия фокусируется в направлении, противоположном источнику помех. Для этого адаптивная антенная система выбирает соответствующую диаграмму направленности, а это, естественно, приводит к снижению уровня помех на стороне принимающей станции.
Мощность сигнала значительно возрастает, а конфликты и взаимные помехи при работе нескольких точек доступа снижаются.
Подсчитано, что при использовании данной техники подавления шумов достигается усиление сигнала до 6дБ одной точкой доступа, а препятствий до 16 дБ. Программный комплекс может выявлять такие источники помех как микроволновые печи или Bluetooth устройства, находящиеся поблизости. Система всегда выберет оптимальную диаграмму направленности в том или ином случае, чтобы увеличить мощность сигнала в сторону абонентского оборудования.
4. "Дружественное соседство" с другими стандартами
Отсутствует интерференция при работе с подобными WiFi маршрутизаторами или другими стандартами, которые работают в частотном диапазоне, близком к нашей точке доступа (СВЧ-печи, Bluetooth). Энергия будет передаваться только в нужном направлении.
Автор Евгений Лодыгин, магистрант НТУУ «КПИ» (по материалам zyxel.ru и smart-wifi.ru)
 
>
КнигаНовости Практика поискаПартнерыО нас
Підтримка та дизайн: Могильний С.С. Шаблон: Joomla Templates by BuyHTTP Joomla Hosting