​¿Qué son MIMO, MRC, Beamforming, STBC y multiplexación espacial?

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¿Qué son MIMO, MRC, Beamforming, STBC y multiplexación espacial?


Descripcion del Problema.

¿Qué son MIMO, MRC, Beamforming, STBC y multiplexación espacial?


Solucion.

MIMO

La salida múltiple de entrada múltiple (MIMO) o Multiple input multiple output (MIMO) es un sistema de antena que consta de M antenas de tránsito y N antenas de recepción. La tecnología MIMO permite que los espacios se conviertan en recursos utilizados para mejorar el rendimiento y aumente el rango de cobertura del sistema inalámbrico.

El sistema MIMO genera múltiples flujos espaciales con cada antena generando un máximo de  flujo espacial. El sistema de entrada/salida única (SISO) o single in single out (SISO) envía o recibe un flujo espacial (una copia de las señales) a la vez. La tecnología MIMO permite que múltiples antenas envíen y reciban múltiples flujos espaciales (múltiples copias de señales) simultáneamente y que diferencien las señales enviadas o recibidas desde diferentes espacios. Un dispositivo 802.11n admite hasta 4x4 MIMO, un máximo de cuatro flujos espaciales, con una velocidad de hasta 600 Mbit /s.


MRC

La tecnología de combinación de relación máxima (MRC) o maximal ratio combining (MRC) mejora la calidad de la señal en el extremo de la recepción.


En MRC, la misma señal del extremo de transmisión es recibida por el extremo de recepción a través de múltiples rutas (múltiples antenas) porque el extremo de recepción recibe esta señal utilizando múltiples antenas. Generalmente, entre varias rutas, hay una ruta que proporciona mejor calidad de señal que las otras rutas. El extremo de recepción utiliza un determinado algoritmo para asignar pesos diferentes a las rutas de recepción. Por ejemplo, el extremo de recepción asigna el peso más alto a la ruta de recepción que proporciona la mejor calidad de señal, lo que mejora la calidad de la señal del extremo de recepción. Cuando ninguna de las múltiples rutas de recepción puede proporcionar una mejor calidad de señal, la tecnología MRC puede garantizar una mejor recepción de las señales.


Beamforming

La tecnología de conformación de haz o transmisión de haz (TxBF) por su nombre en inglés Beamforming or Transmit Beam Forming (TxBF) produce un fuerte patrón de radiación direccional basado en la fuerte correlación del canal espacial y el principio de interferencia de onda, haciendo que el lóbulo principal del patrón de radiación se adapte para apuntar a la dirección de la onda. Esta tecnología mejora la SNR, la capacidad del sistema y el rango de cobertura. Beamforming o TxBF es una característica opcional en el estándar 802.11n.

 

Beamforming incluye explicit Beamforming y implicit Beamforming. El explicit Beamforming requiere que el extremo de recepción envíe información sobre la señal recibida a un AP. El AP luego ajusta la potencia de transmisión al valor óptimo de acuerdo con la información de la señal. Esta función aumenta la SNR del extremo de recepción y mejora la capacidad de recepción. Implicit Beamforming permite que un AP ajuste automáticamente la potencia de transmisión para aumentar la SNR del extremo de recepción en función de los parámetros del canal sin necesidad de que el extremo de recepción funcione con el AP. Actualmente, los terminales convencionales no son compatibles con Beamforming.


STBC

La codificación de bloques de tiempo y espacio (STBC) o Space time block coding (STBC) transmite varias copias de un flujo de datos en la comunicación inalámbrica. STBC usa muchas antenas para producir múltiples versiones de recepción de datos, mejorando la confiabilidad de la transmisión de datos. Entre estas copias de datos, las copias óptimas se combinan para proporcionar los datos más confiables. Esta redundancia aumenta la posibilidad de utilizar una o más copias de los datos recibidos para decodificar correctamente los datos recibidos. STBC combina todas las copias de las señales recibidas para producir los datos útiles.


Spatial Multiplexing

La tecnología MIMO proporciona al sistema la ganancia de multiplexación espacial y la ganancia de diversidad espacial.

En la multiplexación espacial o spatial multiplexing, se utilizan múltiples antenas en el extremo de recepción y el extremo de transmisión y se utilizan componentes de múltiples rutas en la comunicación espacial, lo que permite que las señales se transmitan a través de múltiples canales de datos (subcanales MIMO) en la misma banda de frecuencia. Esta tecnología hace que la capacidad del canal aumente linealmente con el número creciente de antenas. Este aumento en la capacidad del canal no requiere ancho de banda adicional y no consume potencia de transmisión adicional. Por lo tanto, la multiplexación espacial es un medio eficiente para mejorar la capacidad del canal y la capacidad del sistema.


En la multiplexación espacial, la conversión de serie a paralelo se realiza en la señal transmitida para producir varios flujos de señal paralelos, que luego se transmiten utilizando sus respectivas antenas en la misma banda de frecuencia simultáneamente. Debido al uso de la propagación por trayectos múltiples, cada antena de transmisión produce una señal espacial única para el extremo de recepción. Una vez que el extremo de recepción recibe las señales mixtas de datos, diferencia estos flujos de datos paralelos según el desvanecimiento entre diferentes canales espaciales. La multiplexación espacial requiere que el espacio entre las antenas de transmisión y recepción sea mayor que la distancia, asegurando que cada subcanal del extremo de recepción sea un canal de desvanecimiento independiente.


FIN


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