MIMO

Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) teknolojisi, tek giriş tek çıkış (SISO) teknolojisinin aksine, aynı anda daha fazla veri aktarmak için birden fazla verici ve alıcı kullanan bir kablosuz teknolojidir. SISO teknolojisinde ise verici veya alıcının birden fazla anteni bulunmaz.

802.11n, 802.11 ailesinde MIMO’yu (okunuşu “MY-moh”) destekleyen ilk standarttır. En iyi performans ve menzil için hem kablosuz istemci hem de erişim noktası MIMO’yu desteklemelidir.

MIMO teknolojisi, çoklu yol adı verilen doğal bir radyo dalgası olayından yararlanır. Çoklu yol olayında, iletilen bilgiler duvarlardan, tavanlardan ve diğer nesnelerden yansıyarak, farklı açılardan ve biraz farklı zamanlarda alıcı antene birden fazla kez ulaşır.

Geçmişte, çoklu yol yayılımı parazite neden oluyor ve kablosuz sinyalleri yavaşlatıyordu. MIMO teknolojisi, ek bir uzamsal boyutla birden fazla akıllı verici ve alıcı kullanarak çoklu yol yayılımı davranışından yararlanır ve performansı ve menzili önemli ölçüde artırır. Daha fazla anten genellikle daha yüksek hız anlamına gelir. Üç antenli bir kablosuz adaptör 600 Mbps hıza ulaşabilirken, iki antenli bir adaptör 300 Mbps hıza ulaşabilir.

Çoklu giriş ve çoklu çıkış (MIMO) ( / ˈ m aɪ m oʊ , ˈ m iː m oʊ / ), birden fazla verici ve alıcı anten kullanarak bir radyo bağlantısının kapasitesini artıran kablosuz bir teknolojidir. MIMO, mobil standartlar (4G WiMAX (802.16 e, m) ve 3GPP 4G LTE ve 5G NR) ve Wi -Fi standartları ( IEEE 802.11n , ac ve ax) dahil olmak üzere geniş bantlı kablosuz iletişim için temel bir teknoloji haline gelmiştir.

MIMO, bağlantı kapasitesini artırmak için uzamsal boyutu kullanır. Bu teknoloji, her iki uçtaki anten sayısıyla yaklaşık olarak orantılı veri hızı artışları sağlamak için hem verici hem de alıcıda birden fazla antenin yanı sıra ilgili sinyal işleme gerektirir.

MIMO, yüksek hızlı bir veri akışıyla başlar ve bu akış, birden fazla düşük hızlı akışa ayrıştırılır. Bu akışların her biri daha sonra modüle edilir ve verici antenlerden farklı kodlama ile paralel olarak iletilir; tüm akışlar aynı frekans kanalındadır. Bu aynı kanallı, karşılıklı olarak girişim yapan akışlar, alıcının anten dizisine ulaşır ve her birinin alıcının antenlerinde farklı bir uzamsal imzası (kazanç faz deseni) vardır. Bu farklı dizi imzaları, alıcının bu aynı kanallı akışları ayırmasına, demodüle etmesine ve orijinal yüksek hızlı veri akışını yeniden oluşturmak için yeniden çoklamasına olanak tanır. Bu işleme bazen uzamsal çoklama da denir.

MIMO’nun anahtarı, farklı akışların uzamsal imzalarındaki yeterli farklılıkların, bunların ayrılmasını sağlamasıdır. Bu, çoklu yolların açısal yayılımının ve anten elemanları arasındaki yeterli mesafenin bir kombinasyonuyla elde edilir. Hücresel ve Wi-Fi dağıtımlarında yaygın olan, zengin çoklu yol ve yüksek açısal yayılıma sahip ortamlarda, her iki uçta sadece birkaç dalga boyu anten elemanı aralığı yeterli olabilir. Bununla birlikte, önemli çoklu yol yayılımının olmadığı durumlarda, iletim dizisinde, alım dizisinde veya her ikisinde de daha büyük eleman aralığı (daha geniş açısal ayrım) gereklidir.

MIMO’nun kökeni genellikle 1970’lerde çok kanallı dijital iletim sistemleri ve kablo demetindeki tel çiftleri arasındaki girişim (çapraz konuşma) ile ilgili araştırma makalelerine dayanmaktadır: AR Kaye ve DA George (1970), Branderburg ve Wyner (1974), ve W. van Etten (1975, 1976). Bunlar, birden fazla bilgi akışı göndermek için çok yollu yayılımdan yararlanma örnekleri olmasa da, karşılıklı girişimle başa çıkmak için kullanılan bazı matematiksel teknikler MIMO gelişiminde faydalı olmuştur. 1980’lerin ortalarında, Bell Laboratuvarları’ndan Jack Salz, bu araştırmayı bir adım daha ileri götürerek, zaman bölmeli çoklama ve çift kutuplu radyo sistemleri gibi “toplayıcı gürültü kaynaklarına sahip karşılıklı çapraz bağlı doğrusal ağlar” üzerinde çalışan çok kullanıcılı sistemleri incelemiştir.

1990’ların başlarında hücresel radyo ağlarının performansını iyileştirmek ve daha agresif frekans yeniden kullanımını sağlamak için yöntemler geliştirildi. Uzay bölmeli çoklu erişim (SDMA), aynı baz istasyonunun menzili içindeki farklı konumlardaki kullanıcılarla aynı frekansta iletişim kurmak için yönlü veya akıllı antenler kullanır. 1991 yılında ArrayComm’da çalışan araştırmacılar Richard Roy ve Björn Ottersten tarafından bir SDMA sistemi önerildi. ABD patentleri (1996’da verilen 5515378 numaralı patent)”birçok uzak kullanıcı” ile “baz istasyonunda bir dizi alıcı anten” kullanarak kapasiteyi artırma yöntemini açıklamaktadır.