Multiple-input multiple-output

Multiple-input multiple-output (MIMO), česky více vstupů více výstupů, je abstraktní matematický model pro multi-anténní komunikační systémy. Během posledních let se výrazněji používá MIMO technologie v oblasti rádiové komunikace pro významný nárůst datové propustnosti a dosahu při zachování šířky pásma a celkového výdeje vyzařovací energie. Obecně MIMO technologie zefektivňuje spektrální využití rádiových systémů.

MIMO rádiová komunikace využívá fenoménu vícecestného šíření k zvýšení propustnosti a dosahu nebo k snížení počtu přenosových bitových chyb, místo snahy o eliminaci efektu vícecestné propagace, o kterou se snaží tradiční Single-Input Single-Output (SISO), česky jeden vstup jeden výstup, komunikační systémy.

MIMO technologie může být také využita ve spojení s OFDM jakožto části WiMAX standardu a bude součástí IEEE 802.11n standardu vysoké propustnosti, jehož dokončení se očekává v roce 2009.

Již v 2007 byl implementován v konfiguraci 3X3 (propustnost až 450Mbit). Standardizace MIMO technologie bude použita v 3G standardech jako je HSDPA.

Historie MIMO komunikace

Počátky MIMO spadají až do roku 1970. V roce 1984 vytvořil Jack Winters z Bellových laboratoří první dokumenty, týkající se rádiové komunikace za použití více antén. Jack Salz, také z Bellových laboratoří, zveřejnil článek týkající se MIMO technologie v roce 1985. Článek byl založen Wintersově výzkumu.

Kódování

Vstupně-výstupní vztah v MIMO systémech s $N_{v}$ vysílacími anténami a $N_{p}$ přijímajícími lze popsat následovně: $\mathbf {y} =\mathbf {HWx} +\mathbf {n}$ , kde $\mathbf {x}$ je $N_{s}\times 1$ vektor vysílaných znaků, $\mathbf {y}$ je $N_{p}\times 1$ vektor přijímaných znaků a $\mathbf {n}$ je $N_{p}\times 1$ vektor přijímaného šumu; $\mathbf {H}$ je $N_{p}\times N_{v}$ matice koeficientů kanálu a $\mathbf {W}$ je $N_{v}\times N_{s}$ lineární předkódová matice. Vysílací symboly jsou tedy $N_{s}$-násobně prostorově vynásobené nad MIMO kanálem, jinými slovy, $N_{s}$ proudů je vysíláno paralelně, což teoreticky vede k $N_{s}$-násobnému zvýšení prostorové efektivity. Lineární předkódování implikuje, že předkódová matice $W$ je použita k předkódování vektorů symbolů ke zvýšení výkonu. Sloupcová dimenze $N_{s}$ matice $W$ může být zvolena menší než $N_{v}$, což je užitečné, pokud kanál nemůže přenášet $N_{s}$ proudů.

Odkazy

Související články

• Wi-Fi (IEEE 802.11)
• WiMAX