MIMO

O que é MIMO?

MIMO é uma tecnologia de múltiplas entradas e múltiplas saídas usada em comunicações sem fio. Ela usa várias antenas tanto no transmissor quanto no receptor para transmitir e receber sinais, permitindo que os sinais sejam transmitidos por vários caminhos. Quando a antena receptora envia diferentes versões do mesmo sinal, os dados podem chegar à antena receptora de forma estável sem serem afetados pela atenuação, o que pode melhorar a relação sinal-ruído, reduzir erros, otimizar muito a velocidade e aumentar a capacidade de transmissão de rádio. MIMO é a tecnologia sem fio central dos produtos no mercado que suportam o padrão IEEE 802.11n (Wi-FI 4), permitindo que produtos padronizados IEEE 802.11n tenham velocidades de conexão mais altas.

Como funciona o MIMO?

A tecnologia MIMO usa várias antenas inteligentes de transmissão e recepção. As informações chegam ao receptor várias vezes, em diferentes formas e caminhos. A antena receptora pode combinar fluxos de dados de diferentes caminhos e momentos. Diversidade espacial e multiplexação espacial são duas técnicas de codificação espaço-temporal implementadas por MIMO.

Diversidade Espacial

A diversidade espacial é um método de melhorar a confiabilidade da transmissão de dados enviando diferentes versões do mesmo fluxo de dados por várias antenas. Essas versões podem ser o fluxo de dados original ou novos fluxos de dados gerados após algum processamento matemático. Na extremidade receptora, o sinal é recebido por meio de um equalizador espacial, depois demodulado e decodificado e, finalmente, as diferentes versões de sinal do mesmo fluxo de dados são combinadas para restaurar os dados originais. Esse método pode tornar a transmissão de dados mais estável e confiável e é adequado para cenários de transmissão de longa distância em que a taxa de transmissão não é alta.

Multiplexação espacial

A multiplexação espacial aumenta a taxa de transmissão de dados enviando vários fluxos de dados dos mesmos dados por várias antenas. Na extremidade transmissora, cada antena transmissora tem um canal de transmissão independente e não interfere nas demais; na extremidade receptora, a antena receptora recebe esses fluxos de dados separadamente por meio de um equalizador espacial, depois demodula e decodifica e, por fim, combina cada fluxo de dados para restaurá-lo ao sinal original. Esse método pode melhorar a taxa de transmissão e é adequado para cenários de transmissão com requisitos de alta taxa de transmissão, mas distâncias de transmissão curtas.

Antes do MIMO: SISO vs SIMO vs MISO

Antes da introdução de MIMO, os dispositivos sem fio mais tradicionais usavam a tecnologia de entrada única e saída única (SISO). Tanto o transmissor quanto o receptor tinham apenas uma antena, portanto só podiam enviar e receber sinais de um único fluxo espacial. Essa tecnologia limitava a taxa de transmissão sem fio e tinha confiabilidade extremamente baixa.

Posteriormente, a tecnologia de entrada única e múltiplas saídas (SIMO) foi introduzida para alcançar uma conexão mais confiável. Com essa tecnologia, vários sinais contendo os mesmos dados são enviados de uma única antena transmissora, e a antena receptora pode capturar os dados completos mesmo que alguns dos sinais sejam perdidos, melhorando assim a confiabilidade da transmissão.

E quanto a múltiplas entradas e saída única (MISO)? Múltiplos sinais contendo os mesmos dados são enviados de diferentes antenas transmissoras. Se algumas antenas transmissoras falharem ou o sinal for perdido, a antena receptora ainda poderá capturar os dados completos, de modo semelhante ao SIMO mencionado acima.

SU-MIMO vs MU-MIMO

A implementação da tecnologia MIMO foi usada pela primeira vez para transmissão de dados multiple-input e multiple-output (SU-MIMO) para um único usuário. Com essa tecnologia, o AP só pode transmitir um pacote de dados ao cliente simultaneamente. 

Com o desenvolvimento dos requisitos de cenários de alta densidade, no padrão Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac Wave 2), o MIMO derivou a tecnologia de múltiplas entradas e múltiplas saídas multiusuário (MU-MIMO), que permite que um único AP transmita vários pacotes de dados para vários clientes ao mesmo tempo, melhorando significativamente a eficiência e o desempenho da transmissão. 

Há dois tipos de subdivisão de MU-MIMO: MIMO cooperativo e MIMO massivo. A característica do MIMO cooperativo é que vários pontos de acesso são virtualizados em um sistema multiantena, permitindo que transmissores adjacentes transmitam dados para vários usuários ao mesmo tempo. O MIMO massivo é uma das principais tecnologias para comunicações móveis 5G. Sua capacidade de antenas foi expandida do MIMO tradicional para 64, 128 ou até 256 antenas.