Multiple-input multiple-output

Z Multimediaexpo.cz

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 bezdrátové komunikace pro významný nárůst datové propustnosti a dosahu při zachování šířky pásma a celkového výdeje vyzařovací energie. Obecne MIMO technologie zefektivňuje spektrální využití bezdrátových systémů.

MIMO bezdrátová komunikace využívá fenoménu vícecestné propagace 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 bezdrátové 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.


Související články