En la tecnología de radio, múltiples entradas y múltiples salidas, o MIMO, es un método para multiplicar la capacidad de un enlace de radio utilizando múltiples antenas de transmisión y recepción para explotar la propagación por trayectos múltiples.Tecnología de radio MIMO MIMO se ha convertido en un elemento esencial de los estándares de comunicación inalámbrica, incluidos IEEE 802.11n (Wi-Fi), IEEE 802.11ac (Wi-Fi), HSPA + (3G), WiMAX (4G) y Long Term Evolution (4G).

El uso anterior del término "MIMO" se refería al uso de múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor. En el uso moderno, "MIMO" se refiere específicamente a una técnica práctica para enviar y recibir más de una señal de datos en el mismo canal de radio al mismo tiempo a través de la propagación por múltiples rutas. MIMO es fundamentalmente diferente de las técnicas de antena inteligente desarrolladas para mejorar el rendimiento de una única señal de datos, como la formación de haces y la diversidad.
MIMO se puede subdividir en tres categorías principales, precodificación, multiplexación espacial o SM y codificación de diversidad.

Productos que utilizan tecnología MIMO

● Los productos sin cables que utilizan MIMO incluyen:
● IHPR-MIMO sin cables
● HPR-MIMO sin cables
● Cristal ámbar sin cables
● Zafiro sin cables

Tecnología de radio MIMO sin cables

Funciones de la tecnología MIMO

La precodificación es formación de haces de múltiples flujos, en la definición más estrecha. En términos más generales, se considera todo el procesamiento espacial que se produce en el transmisor. En la formación de haces (de flujo único), la misma señal se emite desde cada una de las antenas de transmisión con la fase apropiada y la ponderación de ganancia, de modo que la potencia de la señal se maximiza en la entrada del receptor. Los beneficios de la formación de haces son aumentar la ganancia de la señal recibida, al hacer que las señales emitidas desde diferentes antenas se sumen de manera constructiva, y reducir el efecto de desvanecimiento por trayectos múltiples. En la propagación de la línea de visión, la formación de haces da como resultado un patrón direccional bien definido. Sin embargo, los haces convencionales no son una buena analogía en las redes celulares, que se caracterizan principalmente por la propagación por trayectos múltiples. Cuando el receptor tiene múltiples antenas, la formación de haz de transmisión no puede maximizar simultáneamente el nivel de señal en todas las antenas de recepción, y la precodificación con múltiples flujos es a menudo beneficiosa. Tenga en cuenta que la precodificación requiere el conocimiento de la información de estado del canal (CSI) en el transmisor y el receptor.

La multiplexación espacial requiere una configuración de antena MIMO. En la multiplexación espacial, una señal de alta velocidad se divide en varios flujos de menor velocidad y cada flujo se transmite desde una antena de transmisión diferente en el mismo canal de frecuencia. Si estas señales llegan al conjunto de antenas del receptor con firmas espaciales suficientemente diferentes y el receptor tiene un CSI preciso, puede separar estos flujos en canales (casi) paralelos. La multiplexación espacial es una técnica muy poderosa para aumentar la capacidad del canal a mayores relaciones señal-ruido (SNR). El número máximo de flujos espaciales está limitado por el número menor de antenas en el transmisor o receptor. La multiplexación espacial se puede utilizar sin CSI en el transmisor, pero se puede combinar con la precodificación si CSI está disponible. La multiplexación espacial también se puede utilizar para la transmisión simultánea a múltiples receptores, conocida como acceso múltiple por división de espacio o MIMO multiusuario, en cuyo caso se requiere CSI en el transmisor. [32] La programación de receptores con diferentes firmas espaciales permite una buena separabilidad.

Las técnicas de codificación de diversidad se utilizan cuando no hay conocimiento del canal en el transmisor. En los métodos de diversidad, se transmite un solo flujo (a diferencia de los múltiples flujos en la multiplexación espacial), pero la señal se codifica utilizando técnicas denominadas codificación espacio-temporal. La señal se emite desde cada una de las antenas de transmisión con codificación completa o casi ortogonal. La codificación de diversidad aprovecha el desvanecimiento independiente en los enlaces de múltiples antenas para mejorar la diversidad de la señal. Debido a que no hay conocimiento del canal, no hay formación de haces o ganancia de matriz a partir de la codificación de diversidad. La codificación de diversidad se puede combinar con la multiplexación espacial cuando el transmisor dispone de algún conocimiento del canal.

Formas de MIMO
La tecnología MIMO de múltiples antenas (o MIMO de usuario único) se ha desarrollado e implementado en algunos estándares, por ejemplo, productos 802.11n.

SISO / SIMO / MISO son casos especiales de MIMO
● La entrada múltiple y la salida única (MISO) es un caso especial cuando el receptor tiene una sola antena.
● Entrada única y salida múltiple (SIMO) es un caso especial cuando el transmisor tiene una sola antena.
● Entrada única salida única (SISO) es un sistema de radio convencional en el que ni el transmisor ni el receptor tienen múltiples antenas.

Principales técnicas MIMO de usuario único

● Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), Gerard. J. Foschini (1996)
● Control de frecuencia por antena (PARC), Varanasi, Guess (1998), Chung, Huang, Lozano (2001)
● Control selectivo de frecuencia por antena (SPARC), Ericsson (2004)

Algunas limitaciones

● El espaciado físico de la antena se selecciona para que sea grande; múltiples longitudes de onda en la estación base. La separación de la antena en el receptor está fuertemente restringida por el espacio en los teléfonos, aunque se están discutiendo técnicas avanzadas de algoritmos y diseño de antenas.

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