MIMO é abreviado como Multiple-input multiple-output. Esta é uma comunicação de rádio sem fio e tecnologia de múltiplos caminhos que está sendo mencionada e usada em muitas novas tecnologias atualmente. Esta técnica foi desenvolvida para melhorar o sistema de comunicação sem fio usando múltiplas antenas no transmissor, receptor ou ambos. Vo-LTE, LTE (Long Term Evolution), Wi-Max, Wi-Fi e muitas outras tecnologias de rádio, sem fio e RF estão usando a nova tecnologia sem fio MIMO para fornecer capacidade de link ampliada e eficiência espectral combinada com confiabilidade de link aprimorada.
MIMO -Multiple Input Multiple Output Basics
A comunicação Multiple-In, Multiple-Out (MIMO) envia as mesmas informações que vários sinais simultaneamente por meio de várias antenas, usando um único canal de rádio.
Sistema MIMO
Ele usa várias antenas para melhorar a qualidade do sinal e a força de um canal de link de RF em uma forma de diversidade de antenas. Os dados são divididos em vários fluxos de dados no ponto de transmissão e reorganizados no lado da recepção por outra configuração de rádio MIMO com o mesmo número de antenas.
Basicamente, um meio de comunicação pode ser afetado pelo enfraquecimento do sinal e isso afetará a relação sinal / ruído. Se eles puderem ser afetados de maneiras diferentes pelo caminho do sinal, a probabilidade de que todos sejam afetados ao mesmo tempo é consideravelmente reduzida. Dessa forma, a diversidade ajuda a estabilizar um link e melhora o desempenho, reduzindo as taxas de erro.
Multiplexação espacial e diversidade espacial duas metodologias são utilizadas para fornecer melhorias na relação sinal-ruído (SNR) e se caracterizam por melhorar a confiabilidade do sistema no que diz respeito às várias formas de desvanecimento.
O conceito de diversidade espacial
O princípio da diversidade é fornecer ao receptor várias versões do mesmo sinal. Na maioria dos ambientes onde os sistemas de comunicação sem fio operam, a intensidade do sinal recebido varia com o tempo, o que é chamado de Desvanecimento.
O desvanecimento degrada significativamente o desempenho das comunicações, fazendo com que a probabilidade de erro de bit aumente em comparação com o que seria se apenas o ruído branco estivesse presente.
A figura abaixo mostra a probabilidade de erro de bit como uma função da energia do bit para a densidade espectral da potência do ruído, Eb / N0. A segunda observação é que para o desvanecimento de Rayleigh, que é o tipo de desvanecimento assumido nesta figura e que frequentemente ocorre na prática, a probabilidade de erro diminui linearmente quando plotado em uma escala logarítmica contra Eb / N0 plotado em dB.
Uma escala logarítmica contra Eb / N0 plotada em dB
O Conceito de Multiplexação Espacial
A multiplexação espacial refere-se à transmissão de múltiplos fluxos de dados em um canal de múltiplos caminhos, explorando múltiplos caminhos. Ao fazer isso, vários canais de dados podem ser transmitidos simultaneamente na mesma banda de frequência, permitindo que um número potencialmente grande de bits por segundo seja transmitido por hertz de espectro.
A multiplexação espacial é análoga a outros tipos mais comuns de esquemas de multiplexação tais como multiplexação por divisão de frequência (FDM), multiplexação por divisão de tempo (TDM).
MIMO de usuário único e multiusuário
MIMO de usuário único refere-se a um MIMO convencional em que apenas um nó transmissor e um nó receptor, e o nó transmissor tem várias antenas. No MIMO multiusuário, os usuários de celular móvel, cada um com uma única antena, transmitem para uma estação base, e a estação base processa os sinais de cada um dos celulares individuais como se estivessem vindo de múltiplas antenas de transmissão em um único nó.
Nesse caso, a estação base executa a mesma operação que o receptor. Assim, vários usuários móveis podem transmitir os dados na mesma largura de banda, e a estação base é capaz de desacoplar os fluxos de dados individuais usando técnicas de codificação espacial.
No multiusuário, o MIMO permite que mais usuários de celular transmitam simultaneamente no caminho de uplink na mesma largura de banda do que seria possível de outra forma.
Diagrama de blocos básico do sistema MIMO
A figura abaixo mostra o diagrama de blocos básico dos sistemas MIMO. Os bits de informação a serem transmitidos são codificados usando um codificador convencional. E isso deve ser intercalado. A palavra-código intercalada é mapeada para símbolos de dados (símbolos de modulação de amplitude quadrada) usando um mapeador de símbolos.
Diagrama de blocos básico do sistema MIMO
Esses símbolos de dados são inseridos em um codificador de espaço-tempo que emite um ou mais fluxos de dados espaciais. Os fluxos de dados espaciais são mapeados para as antenas de transmissão por bloco de pré-codificação espaço-tempo.
Os sinais lançados das antenas de transmissão propagam-se pelo canal e chegam ao conjunto de antenas de recepção. O receptor coleta os sinais na saída de cada elemento de antena de recepção e inverte as operações do transmissor a fim de decodificar os dados: processamento de espaço-tempo de recepção, seguido por decodificação espaço-tempo, mapeamento de símbolo, desintercalação e decodificação.
Vantagens do MIMO
- Multiple-in Multiple-out aproveita a multiplexação espacial para aumentar a largura de banda sem fio e o alcance.
- Os algoritmos MIMO enviam informações por meio de duas ou mais antenas e as informações também são recebidas por meio de várias antenas.
- Os sistemas MIMO fornecem um ganho de capacidade preciso em relação aos sistemas RF convencionais de antena única, juntamente com uma comunicação mais confiável.
Desvantagens
A principal desvantagem é apenas sua complexidade. Além disso, ele fornecerá uma saída precisa.
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