Tema Libre: MIMO

Introducción

Las nuevas tecnologías están cada vez más presente en nuestro día a día, las redes van evolucionar hacia formas más modernas  y prácticas.

Para habilitar esta revolución tecnológica, nuevas técnicas deben ser desarrolladas y las existentes necesitan ser  mejoradas.

Vamos a hablar aquí de algunas de estas técnicas, como siempre tratando de establecer una explicación de la manera más simple posible, para que comprenda cómo estas innovaciones lograron convertirse en realidad.

MIMO

Antes de hablar específicamente sobre MIMO, lo sabemos, o recordar lo que también significa SISO, SIMO y MISO.

Aunque pueda sonar como una especie de bloqueo de lenguas, de hecho, estas letras se corresponden a diferentes tipos de uso de un canal de radio. Es decir, se refieren a los modos de acceso del canal de radio, un sistema para transmitir y recibir.

Vamos a empezar con el SISO - "una sola entrada, salida única", el modelo más intuitivo. Como su nombre indica, sólo tenemos una entrada en el canal de radio, y sólo una salida.

En la siguiente figura es más fácil de entender: tenemos el transmisor de la transmisión de datos (TX) a través de una sola antena, y su recepción en el receptor (RX), también a través de una sola antena.

Cuando el sistema tiene varias entradas y una salida, MISO - "entrada múltiple, salida única".

En este caso tenemos varias entradas, y sólo una salida.

Nota: en la práctica, podemos tener más de una antena. Sólo para simplificar la demostración nos vamos a limitar a un máximo de dos antenas en las ilustraciones.

Recuerde que estamos hablando del canal de radio, la siguiente figura ayuda a entender mejor esta nomenclatura.

Así que más o menos frente a MISO, SIMO también - "una sola entrada, salida múltiple".

Entendida de esta nomenclatura, podemos hablar de MIMO.

Como se mencionó, aunque en la práctica puede tener múltiples antenas en el transmisor y las antenas múltiples en el receptor, que representan nuestro sistema con dos antenas en cada lado.

A primera vista, y comparando con el acceso anterior, MIMO parece simple, pero desafortunadamente no.

Su funcionamiento es mucho más complejo que los otros: ahora contamos con múltiples entradas y múltiples salidas. El mayor desafío es cómo recuperar la información original correctamente?

Aunque más complejo, que conlleva, es una ganancia de rendimiento enorme, o la eficiencia del uso del espectro, como veremos a continuación.

Por lo tanto, la tecnología MIMO se utiliza para mejorar el acceso inalámbrico en un gran número de aplicaciones. Varias normas de acceso tales como LTE, WiMax, WiFi y HSPA utilizar esta ganancia para lograr las mejoras significativas que cada uno posee.

Y ahora tenemos un concepto que parece estar en contra de todo lo que hemos aprendido: MIMO se basa en la interferencia con la línea de visión directa (LOS), es decir, la ruta de señal entre la estación y móvil.

Para presentar la ventaja de MIMO es que necesitamos una buena diversidad de la señal.

Ejemplo MIMO

En conclusión, se muestra un ejemplo de lo que es una decodificación de paquetes por un receptor MIMO.

Volviendo a nuestro ejemplo inicial, supongamos que un transmisor con dos antenas. Utilizando la nomenclatura 'hij' para el canal 'h' de la antena del transmisor 'i' a la antena del receptor 'j'.

Es decir, cuando un 'p1' paquete se transmite desde la antena de un transmisor, el receptor recibe 'h11*p1' en su primera antena, y también recibe 'h12*p1' en su segunda antena. En otras palabras, el receptor recibe un vector cuya dirección está determinada por el canal.

Pero recuerde que nuestro ejemplo tiene dos antenas transmisoras, es decir, si bien podemos enviar otro paquete P2 a través de su antena.

El receptor recibe 'h21p2' en su primera antena, y 'h22p2' en su segunda antena.

Conclusión

MIMO aprovecha fenómenos físicos como la propagación multicamino para incrementar la tasa de transmisión y reducir la tasa de error. En breves palabras MIMO aumenta la eficiencia espectral de un sistema de comunicación inalámbrica por medio de la utilización del dominio espacial.

Durante los últimos años la tecnología MIMO ha sido aclamada en las comunicaciones inalámbricas ya que aumenta significativamente la tasa de transferencia de información utilizando diferentes canales en la transmisión de datos o la multiplexación espacial por tener las antenas físicamente separadas.