Nella tecnologia radio, multiple-input e multiple-output, o MIMO, è un metodo per moltiplicare la capacità di un collegamento radio utilizzando più antenne di trasmissione e ricezione per sfruttare la propagazione multipath.Tecnologia radio MIMO MIMO è diventato un elemento essenziale degli standard di comunicazione wireless tra cui IEEE 802.11n (Wi-Fi), IEEE 802.11ac (Wi-Fi), HSPA + (3G), WiMAX (4G) e Long Term Evolution (4G)

L'uso precedente del termine "MIMO" si riferiva all'uso di più antenne sia sul trasmettitore che sul ricevitore. Nell'uso moderno, "MIMO" si riferisce specificamente a una tecnica pratica per inviare e ricevere più di un segnale di dati sullo stesso canale radio contemporaneamente tramite propagazione multipath. MIMO è fondamentalmente diverso dalle tecniche di antenna intelligente sviluppate per migliorare le prestazioni di un singolo segnale di dati, come il beamforming e la diversità.
MIMO può essere suddiviso in tre categorie principali, precodifica, multiplexing spaziale o SM e codifica in diversità.

Prodotti che utilizzano la tecnologia MIMO

● I prodotti CableFree che utilizzano MIMO includono:
● CableFree IHPR-MIMO
● CableFree HPR-MIMO
● Cristallo ambra senza cavi
● CableFree Sapphire

Tecnologia radio CableFree MIMO

Funzioni della tecnologia MIMO

La precodifica è un beamforming multi-stream, nella definizione più ristretta. In termini più generali, è considerata tutta l'elaborazione spaziale che si verifica al trasmettitore. Nel beamforming (flusso singolo), lo stesso segnale viene emesso da ciascuna delle antenne di trasmissione con una fase e una ponderazione del guadagno appropriate in modo tale che la potenza del segnale sia massimizzata all'ingresso del ricevitore. I vantaggi del beamforming consistono nell'aumentare il guadagno del segnale ricevuto - facendo sì che i segnali emessi da diverse antenne si sommino in modo costruttivo - e nel ridurre l'effetto di dissolvenza multipath. Nella propagazione in linea di vista, il beamforming produce un modello direzionale ben definito. Tuttavia, i fasci convenzionali non sono una buona analogia nelle reti cellulari, che sono principalmente caratterizzate dalla propagazione multipath. Quando il ricevitore ha più antenne, il beamforming di trasmissione non può massimizzare simultaneamente il livello del segnale su tutte le antenne di ricezione e la precodifica con più flussi è spesso vantaggiosa. Si noti che la precodifica richiede la conoscenza delle informazioni sullo stato del canale (CSI) sul trasmettitore e sul ricevitore.

Il multiplexing spaziale richiede la configurazione dell'antenna MIMO. Nel multiplexing spaziale, un segnale ad alta velocità viene suddiviso in più flussi a velocità inferiore e ogni flusso viene trasmesso da un'antenna di trasmissione diversa nello stesso canale di frequenza. Se questi segnali arrivano alla schiera di antenne del ricevitore con firme spaziali sufficientemente diverse e il ricevitore ha un CSI accurato, può separare questi flussi in canali (quasi) paralleli. Il multiplexing spaziale è una tecnica molto potente per aumentare la capacità del canale a rapporti segnale / rumore (SNR) più elevati. Il numero massimo di flussi spaziali è limitato dal minore tra il numero di antenne sul trasmettitore o sul ricevitore. Il multiplexing spaziale può essere utilizzato senza CSI sul trasmettitore, ma può essere combinato con la precodifica se CSI è disponibile. Il multiplexing spaziale può anche essere utilizzato per la trasmissione simultanea a più ricevitori, noto come accesso multiplo a divisione di spazio o MIMO multiutente, nel qual caso CSI è richiesto al trasmettitore. [32] La schedulazione di ricevitori con differenti firme spaziali consente una buona separabilità.

Le tecniche di Diversity Coding vengono utilizzate quando non c'è conoscenza del canale sul trasmettitore. Nei metodi di diversità, viene trasmesso un singolo flusso (a differenza di più flussi nel multiplexing spaziale), ma il segnale viene codificato utilizzando tecniche chiamate codifica spazio-temporale. Il segnale viene emesso da ciascuna delle antenne di trasmissione con codifica completa o quasi ortogonale. La codifica della diversità sfrutta la dissolvenza indipendente nei collegamenti di più antenne per migliorare la diversità del segnale. Poiché non vi è alcuna conoscenza del canale, non vi è alcun beamforming o guadagno di array dalla codifica della diversità. La codifica della diversità può essere combinata con il multiplexing spaziale quando una certa conoscenza del canale è disponibile sul trasmettitore.

Forme di MIMO
La tecnologia Multi-antenna MIMO (o Single user MIMO) è stata sviluppata e implementata in alcuni standard, ad esempio i prodotti 802.11n.

SISO / SIMO / MISO sono casi speciali di MIMO
● Multiple-input and single-output (MISO) è un caso speciale quando il ricevitore ha una singola antenna.
● Single-input e multiple-output (SIMO) è un caso speciale quando il trasmettitore ha una singola antenna.
● Single-input single-output (SISO) è un sistema radio convenzionale in cui né il trasmettitore né il ricevitore hanno più antenne.

Principali tecniche MIMO per utente singolo

● Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), Gerard. J. Foschini (1996)
● Per Antenna Rate Control (PARC), Varanasi, Guess (1998), Chung, Huang, Lozano (2001)
● Selective Per Antenna Rate Control (SPARC), Ericsson (2004)

Alcune limitazioni

● La spaziatura fisica dell'antenna è selezionata per essere grande; più lunghezze d'onda nella stazione base. La separazione dell'antenna dal ricevitore è fortemente limitata dallo spazio nei telefoni, sebbene la progettazione avanzata dell'antenna e le tecniche di algoritmo siano in discussione.

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