MIMOviestinnässä

MIMOviestinnässä tarkoitetaan useiden antennien hyödyntämistä sekä lähettimessä että vastaanottimessa. Lyhenne MIMO tulee sanoista Multiple-Input Multiple-Output. Tavoitteena on parantaa sekä tiedonsiirtokapasiteettia että linkin luotettavuutta erityisesti monimutkaisissa ympäristöissä, joissa signaali kohtaa fading-ilmiöitä. MIMOn avulla voidaan nähdä useita teknisiä lähestymistapoja: spatial multiplexing, jolla voidaan välittää useita rinnakkaisia tiedonsiirtovirtoja samassa taajuuskaistassa; diversiteetti, joka parantaa luotettavuutta useiden erilaisten polkujen avulla; sekä beamforming tai precoding, jolla signaali suunnataan ja vahvistetaan tiettyyn vastaanottimeen tai useisiin vastaanottimiin.

Toimintaperiaate perustuu kanavan tilan arvojen hyödyntämiseen. Vastaanotin tarvitsee kanalitiedot (channel state information) sekä oikeanlaisen signaalinkäsittelyn, kuten precoding- ja decoding-algoritmit useilla antenneilla. Haasteita ovat kanavamuuttuminen, antennien keskinäinen korrelaatio ja laitteistokustannukset RF-ketjuineen sekä mittaus- ja estimointiaikojen tarve.

Sovellukset ja standardit: MIMO on keskeinen osa modernia langatonta viestintää; se on olennainen osa WLAN-standardeja 802.11n, 802.11ac ja 802.11ax sekä matkapuhelinverkoissa LTE ja 5G NR. Massive MIMO -käytännöt käyttävät satoja antenneja tukemaan useiden käyttäjien samanaikaista yhteyksiä sekä kohentamaan spektri- ja energiatehokkuutta urbaanissa ja kuormitetussa ympäristössä.

Historia: MIMO sai teoreettisen pohjan 1990-luvulla Foschini ja Telatar, ja myöhemmin Marzetta toi massiivisen MIMO:n konseptin käytäntöön. Nykyään MIMO on vakiintunut osa sekä tutkimusta että käytäntöä erilaisten nykyaikaisten viestintäjärjestelmien perusta.