Comunicações sem fio, Telecomunicações

Introdução a MIMO

MIMO significa Multiple Input Multiple Output (Entradas múltiplas Saídas múltiplas), consiste em ambos os transmissores e receptores terem mais de uma antena. É uma das tecnologias chave da comunicação sem fio 3G e 4G.

Por quê MIMO?

Objetos e obstáculos no caminho entre o transmissor e o receptor dispersam o sinal, aumentam a taxa de erro e diminuem a velocidade de dados, o sistema MIMO permite o sinal tomar vários caminhos e usar os obstáculos ao seu favor, aumentando a relação sinal-ruído (SNR) e capacidade de link de dados.

Como funciona?

Em sistemas MIMO, cada antena transmissora envia sinais para todas as antenas receptoras, as antenas receptoras recebem o sinal distorcido, porem se você combinar todos os sinais distorcidos você obterá um sinal mais confiável. Com múltiplos transmissores, é possível transmitir muitas “correntes” de informação de múltiplas antenas em paralelo, este é o princípio da Multiplexação Espacial.

Modelo para MIMO:

Você pode modelar as m antenas transmissoras como um vetor sendo que a dimensão do vetor é igual o número de antenas, as N antenas receptoras como outro vetor, o canal MIMO forma uma matriz e não se esqueça do ruído. O modelo é como na figura abaixo.

H é o canal MIMO, y é o vetor do receptor, x é o vetor do transmissor e n é o ruído. h é o coeficiente do canal.

Técnicas

Para o sistema MIMO funcionar corretamente, você deve adicionar técnicas de codificação para que o receptor possa detectar os dados corretos Eu vou falar sobre duas técnicas: Código de blocos de espaço-tempo e código de Alamouti.

O código de blocos de espaço-tempo usa diversidade espacial e temporal e transmite muitas cópias de dados para compensar o desvanecimento e o ruído térmico. Neste código, o vetor de transmissor vira uma matriz, linhas são intervalos de tempo e colunas são antenas.

O código de Alamouti é uma técnica de diversidade de espaço-tempo que alcança máximo ganho de diversidade e reduz a taxa de erro de bits (BER). O número de intervalos de tempo é igual o número de antenas transmissoras para não comprometer a taxa de dados, se você tem duas antenas transmissoras, você deve enviar dois símbolos e seus conjugados em dois intervalos de tempo.

Transmissão no primeiro período:

Transmissão no segundo período:

Combinando ambos:

 

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About Pedro Ney Stroski

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