Radares Mimo

Objetivo da tecnologia MIMO

Com o avanço e o crescimento do número de dispositivos de comunicação, sobretudo os dispositivos portáteis, tem-se observado uma crescente lentidão e congestionamento nas redes, em seus canais de transmissão e recepção, com o foco principal em redes wireless. As redes começaram a apresentar falhas de comunicação e interferências em suas redes. Este problema vem aumentando com o avanço e a popularização das tecnologias, por isso há a necessidade de esquemas que venham a otimizar de comunicação a fim de minimizar esse efeito indesejado, que é a lentidão na tramitação dos pacotes nas redes.

A tecnologia MIMO tem se tornado um método conveniente e de grande relevância nesse aspecto, principalmente no que se refere ao aumento do alcance do sinal e da velocidade na transmissão das informações.

Entre as causas responsáveis pela degradação da qualidade do sinal está o fato de que o sinal que chega a um determinado receptor constitui de uma soma de vários outros sinais oriundos de sucessivas reflexões causadas principal mente pelo fenômeno de multipercurso, algo intrínseco do canal wireless devido a presença de edificações e outros obstáculos. [2]

A utilização de diversidade de antenas é uma prática que surge como minimização deste fator limitante do sistema. Porém, sua implementação requer novos esquemas de processamento a fim de que possa se tornar algo que realmente traga benefícios ao processo de comunicação sem fio. É exatamente essa a ideia na qual se encaixa o esquema de codificação MIMO. [2]

Com a busca por uma maior velocidade, aumento na taxa de dados significativos avanços na confiabilidade do sistema de telecomunicações tem-se motivado a pesquisa e o uso de técnicas mais avançadas na recepção e transmissão de dados digitais. É nesse contexto que o estudo de utilização de múltiplas antenas ganha espaço, tanto na transmissão quanto na recepção. A utilização de transmissores múltiplos abre espaço para o que é conhecido como “diversidade de antenas”.

Porém a utilização de mais antenas transmissoras deve ser analisada com atenção para que se consiga um aumento efetivo na qualidade do sistema, com o menor ruído possível. A ideia da diversidade de antenas não é apenas transmitir o sinal com o mesmo processamento, é necessário que as antenas consigam distinguir qual o sinal a ser enviado em cada instante de tempo.

Diz-se que a diversidade em sua essência concentra-se em prover às antenas um novo modelo de codificação e processamento, além daqueles já utilizados.

A Lei de Shannon impõe um limite à quantidade de informação que pode ser transmitida um único canal de comunicação, fato devido à presença de ruído. A aplicação de outras técnicas de correção para ambientes com ruído, como redes celulares, tem aproximado o resultado do teto imposto pela Lei de Shannon. [2]

A capacidade de Shannon de um canal de comunicação é a máxima taxa de transmissão suportada por um canal. Essa capacidade depende de algumas características especificas do canal, de ruídos e da potência de transmissão do sinal. O conceito de capacidade para um único canal e contínuo no tempo foi introduzido por Shannon em 1948. Em sua proposta de sistema de comunicação os sinais na entrada do canal são considerados funções contínuas no tempo enquanto na saída do mesmo estão as versões dos mesmos sinais, mas com perturbações.

Seja um canal, com uma única antena transmissora e outra receptora, semelhante a um canal “com fio”, corrompido por ruído aditivo gaussiano branco. A capacidade dada pela taxa alcançada sem codificação de canal ou complexidade de sinalização.

O diferencial da técnica MIMO se baseia pelo fato de que a Lei de Shannon é aplicável a um único canal de transmissão. Como o sistema MIMO cria vários canais entre emissor e receptor, cada canal individualmente fica limitado, porém o conjunto de canais excede tal limite. [2]

A tecnologia que possui como principal objetivo a diversidade espacial e consequentemente maiores taxas na transmissão de dados. Esta tecnologia corresponde à utilização de duas ou mais antenas para transmissão e recepção do sinal, consequentemente diminuindo o tempo de transmissão das informações. [13]

Descrição geral

A tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple output, ou Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas) é um campo específico da área de estudo das Antenas Inteligentes. Nos últimos anos houve significativos avanços na eficiência da comunicação de redes sem fio. A tecnologia surge como uma alternativa aos problemas de comunicação. Os pontos principais que as antenas tipo MIMO tentam combater são a capacidade limitada das redes atuais (levando-se em conta a saturação de tais redes) e a necessidade de se garantir maior qualidade de transmissão e maior área de cobertura do sinal.

O estudo da tecnologia MIMO é relacionado ao estudo de antenas inteligentes. Estas, podem ser um grupo de aparelhos dotados de sensores acoplados a um processador digital, capaz de interpretar o sinal captado pelos sensores através da aplicação de algoritmos que permitem um melhor aproveitamento da transmissão e recepção de um sinal digital, reduzindo o efeito destrutivo da interferência dos ruídos e maximizando o ganho na transmissão.

É um sistema de antenas múltiplas que cada antena de transmissão irradia uma forma de onda arbitrária independentemente das outras antenas de transmissão. Cada antena receptora pode receber estes sinais. Devido às diferentes formas de onda, os sinais de eco pode ser re-atribuída ao único transmissor. A partir de um campo de antena de N transmissores e um campo de receptores K matematicamente resulta em um campo virtual de K • N elementos com no tamanho ampliada de uma abertura virtual. [9]

A tecnologia MIMO é estruturada de forma em que os sensores possam ser comparados a antenas e funcionem como tal, e daí que se pode observar o objetivo principal desta tecnologia, as antenas são usadas tanto para transmitir múltiplas saídas quanto para receber em seu receptor múltiplas entradas de um sinal, de forma que se otimize na hora do transmissor enviar o sinal e na hora de interpretá-lo, no receptor. Com esse processo pode-se explicar as altas taxas de transmissão que podem ser alcançadas com o MIMO.

A quantidade de antenas utilizada nos transmissores/receptores varia de um aparelho para outro, e não é necessário que o dois tenham o mesmo número de antenas. Não é difícil encontrar transmissores e receptores com números diferentes de antenas acopladas, embora a