Veremos a seguir como funciona a arquitetura MIMO (Multiple Input ? Multiple Output), que consiste em ter os sinais de dados transmitidos e recebidos por várias antenas, assim proporcionando uma comunicação sem fio de alta confiabilidade, performance, largura de banda e baixo consumo de energia.

Introdução

Cada vez mais, os dispositivos wireless se tornam populares, porém projetar redes sem fio de alta confiabilidade, largura de banda e baixo consumo de energia teve sua dificuldade também aumentada. As comunicações sem fio possuem um comportamento altamente irregular em relação ao seu sinal, basicamente causado por um efeito conhecido como fading.

O fading é causado pela recepção de várias reflexões do mesmo sinal causados por objetos próximos ao receptor, problema esse, inerente à comunicação sem fio. O fading causa uma alteração muito grande na qualidade do sinal recebido, tornando a tarefa de se extrair dados desse sinal, muito mais difícil do que seria, baixando em muito a confiabilidade da transmissão.

Veremos a seguir, que ao explorar o uso de múltiplas antenas, pode-se aumentar em muito todas as qualidades desejadas para uma boa comunicação.

Primeiro, vamos olhar do ponto de vista da confiabilidade do sistema.

Para isso, vou deixar claro que existem 4 tipos básicos para os circuitos sem fio.

• O SISO ? Single Input ? Single Output ? Que consiste em uma única antena transmissora e uma receptora. Esse tipo é o que mais sofre com o fading.
• O SIMO ? Single Input ? Multiple Output ? Que consiste em uma única antena transmissora, e em várias receptoras, com isso há um melhor controle de erro e uma melhora significativa na qualidade do sinal.

• O MISO ? Multiple Input ? Single Output ? Que consiste em várias antenas transmissoras e uma receptora. Nesse, existe a possibilidade de explorar a transmissão em largas regiões ou somar largura de banda.

• O MIMO ? Multiple Input ? Multiple Output ? Trazendo o melhor dos modelos anteriores com alta confiabilidade e largura de banda. Pois o uso de múltiplas antenas não só praticamente cancela o fading, como aumenta consideravelmente o throughput (largura de banda real).

A comunicação sem fio, além do fading, sofre com outro fenômeno chamado de ISI (Inter-symbol-interference) que similar ao fading, é o recebimento de reflexões de um mesmo sinal, porém causado por objetos distantes do receptor. Isso faz com que o receptor receba o mesmo sinal várias vezes, com uma pequena diferença de tempo. Para corrigir isso, usavam-se equalizadores para selecionar o sinal desejado, mas a aplicação de bons equalizadores é muito complexa, tornando seu uso e configurações um tanto que problemáticas.

A arquitetura MIMO utiliza o OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), que é um mecanismo simples e eficaz de combate ao ISI. Basicamente o ofdm introduz um intervalo de espera entre os sinais de transmissão, logo, o uso do MIMO com ofdm praticamente cancela 2 dos maiores problemas que uma rede wireless pode sofrer.

A correção de erros fica por conta de códigos LPDC (low-density parity check), que ?marca? os sinais de transmissão com bit?s de controle que irão dizer para o receptor se houve erro ou não na transmissão.

Essa tríade (MIMO, OFDM e LDPC) é capaz de elevar com confiabilidade (essa palavra sempre vai aparecer muito quando o assunto for rede sem fio) a largura de banda dos sistemas wireless.

Uma WLAN (Wireless Local Área Network) IEEE 802.11n padrão usa a arquitetura MIMO, e essa rede é capaz de prover comunicações a incríveis 600 Mbps, contra 54 Mbps das redes 802.11a atualmente utilizadas.

Mais Informações: Intel MIMO architecture for wireless communication.

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