Capitulo 3 Tecnologia MIMO

Redes de Área Local Inalámbricas:
Diseño de la WLAN de Wheelers Lane Technology College

Capítulo

Parte I: Estudio teórico

3

Tecnología MIMO

3.1. Introducción
Las redes inalámbricas de área local han cosechado éxitos instantáneos tanto en
ambientes residenciales y domésticos como en oficinas y empresas, debido en parte a la
función que aportan y a su bajo coste. Sin embargo, la tasa detransferencia que
conseguimos con las WLANs actuales es todavía muy limitada comparándolas con las
LAN cableadas. Después del 802.11b aparecieron el estándar 802.11a y el tan extendido
802.11g, que quintuplican la velocidad del primero, pero sus 54Mbps quedan muy lejos
aún de los 1000Mbps del Gigabit Ethernet que usan algunas redes cableadas. Además
el alcance y el rendimiento que ofrecen son bastantemejorables.
MIMO, acrónimo en inglés de Multiple-Input Multiple-Output (en español,
Múltiple entrada, Múltiple salida) surge como la tecnología que promete resolver
muchos de estos problemas en un futuro inmediato, ofreciendo mayores tasas de
transferencia, mayores distancias de cobertura, mayor capacidad de usuarios y más
fiabilidad; y todo ello sin aumentar el ancho de banda, y la potenciatransmitida.
Por estas propiedades, el grupo de trabajo IEEE 802.11n está desarrollando un
estándar para WLANs que permitirá conseguir una velocidad máxima hipotética de
hasta 600Mbps, 10 veces más que el límite teórico de sus predecesores, y un
throughput (caudal efectivo) de 108Mbps [3-1]. Este estándar, que representará la
cuarta generación de WLANs, está aún en desarrollo, pero fabricantes comoCisco,
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Parte I: Estudio teórico

Belkin o Netgear han sacado ya al mercado dispositivos denominados “Pre-n”,
basados en esta tecnología, y que, aunque no aseguran que serán compatibles con el
definitivo 802.11n, ya muestran ciertas ventajas sobre las antiguas normas.

Ilustración3-1: 802.11n, la cuarta generación de WLANs.

Pero MIMO no es sólo una tecnología aplicable a las WLANs. Es la tendencia
actual de las investigaciones internacionales en comunicaciones inalámbricas [3-2], y
numerosos tipos de redes WPAN o WMAN y sistemas de comunicaciones móviles
celulares están o estarán provistos de esta tecnología. WiMAX Mobile (802.16e) ha
aceptado aplicarla en susespecificaciones y usarla como tecnología base. A su vez, el
3GPP (3rd Generation Partnership Project) y 3GPP2 están evaluando emplear esta
técnica en redes celulares y está previsto su utilización para los futuros terminales 4G,
los cuales han sido probado experimentalmente con éxito, logrando tasas de
transferencia de hasta 100Mbps a distancias de 200Kms [3-3]. Para las WPANs, MIMO
se encuentra aún en unafase inicial de investigación.
En este capítulo nos dedicaremos a estudiar con cierto grado de detalle dicha
tecnología. En primer lugar repasaremos sus antecedentes y aportaremos una
definición precisa del término. A continuación destacaremos las distintas técnicas que
usa, y explicaremos detalladamente cómo funciona. Seguidamente enumeraremos los
distintos beneficios que conlleva, así como lasdistintas aplicaciones que incorporan
esta tecnología. Después haremos una clasificación de los distintos tipos de MIMO que
existen, y para terminar, introduciremos una breve descripción matemática de la
tecnología.

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3.2. Antecedentes de MIMO
3.2.1.Diversidad

Hablamos de diversidad cuando tenemos múltiples copias de la señal
transmitida, y según dónde se produzca esta diversidad, distinguimos las siguientes
clases:


Diversidad en el tiempo, cuando transmitimos varias versiones de la
misma señal en instantes diferentes.



Diversidad en la frecuencia, cuando la señal es transmitida usando
distintos canales de frecuencia. Un ejemplo sería...