1. M A R Í A D E L C I S N E R O M E R O
( M A R I A . R O M E R O T @ U C U E N C A . E D U . E C )
SISTEMAS MIMO
(MÚLTIPLES ENTRADAS
MÚLTIPLES SALIDAS)
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2. Agenda
 Introducción
 Antecedentes
 Definición
 Funcionamiento
 Principales técnicas
 Ventajas
 Conclusiones
 Referencias
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3. Introducción
 Los sistemas MIMO, múltiples entradas múltiples
salidas.
 Es un sistema que ha tenido mucho impacto en la
tecnología inalámbrica que ha sido objeto de
investigación desde la última década del siglo XX y
además, va a ser una base para el futuro de estas
redes inalámbricas ya que pretende eliminar el cuello
de botella en la capacidad de tráfico en las futuras
redes de internet inalámbrico.
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4. Antecedentes
 Aquí tenemos a la diversidad; ésta se da cuando
existen varias copias de la señal transmitida, y según
donde se produzca la diversidad se tienen las
siguientes clases:
 Diversidad en el tiempo
 Diversidad en la frecuencia
 Diversidad en el espacio
 Diversidad de usuarios
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5. Antecedentes
 El punto de partida de la tecnología MIMO se
encuentra en la diversidad espacial a través de la
diversidad de antenas, es por eso que se pueden
distinguir los siguientes sistemas:
 SISO: utiliza una antena transmisor y una antena receptora.
 MISO: Utiliza varias antenas transmisoras y solo una antena
receptora.
 SIMO: Utiliza solo una antena de transmisión y varias
antenas receptoras.
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6. Antecedentes
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7. Antecedentes
 Entonces MIMO representa un sistema de
comunicaciones que utiliza dos o más antenas de
transmisión y así mismo dos o más antenas
receptoras; utiliza la diversidad espacial.
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8. Definición
 MIMO es una tecnología que se refiere al uso de
múltiples señales que viajan simultáneamente y a la
misma frecuencia por un solo canal de
radiofrecuencia, y que aprovecha la propagación
multicamino para incrementar la eficiencia espectral
del sistema de comunicaciones inalámbrico.
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9. Definición
 La tecnología de MIMO permite incrementar la
velocidad, el caudal efectivo, el rango, la capacidad y
la fiabilidad del sistema sin incrementar el ancho de
banda o de la potencia transmitida.
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10. Funcionamiento - Propagación
multicamino
 Entre un transmisor situado en un punto A y un
receptor en un punto B hay un camino primario que
es el más directo entre ambos.
 No todas las señales que transmitimos entre los
puntos siguen ese camino, sino que tomarán
múltiples caminos distintos para alcanzar al
receptor. A esto se le llama propagación multicamino
o multitrayecto.
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11. Funcionamiento - Propagación
multicamino
 Las señales que recorren estos caminos llegarán al
receptor en tiempos diferentes ya que han seguido
una ruta diferente cada señal. Entonces tienen un
desfase con respecto a la señal primaria. Según este
desfase se producirán interferencias constructivas o
destructivas provocando sumas o degradaciones de
la señal original.
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12. Funcionamiento - Propagación
multicamino
 A continuación se observa un escenario típico de
propagación multicamino:
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13. Funcionamiento - Propagación
multicamino
 Existen ciertas distorsiones características que
causarán una reducción importante de la velocidad
de transmisión de datos y un incremento del número
de errores
 ISI o Interferencia Inter-Simbólica
 Fading o desvanecimiento de la amplitud de la señal
 CCI o Interferencia Co-Canal
 Canal variante en el tiempo (Doppler)
 Ruido térmico
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14. Funcionamiento de MIMO
 Un sistema MIMO dispondrá de un transmisor con
NT antenas transmisoras espacialmente distribuidas.
 El transmisor también contendrá un DSP (Digital
Signal Processor) que codificará un flujo de datos de
un solo usuario con velocidad R, en NT “subflujos”
de velocidad R/ NT cada uno.
 Cada subflujo será modulado y enviado en paralelo
hacia el canal inalámbrico por una antena diferente.
Todos los subflujos se envían en el mismo intervalo
de tiempo y a la misma frecuencia
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15. Funcionamiento de MIMO
 MIMO saca ventaja del multicamino de la siguiente
forma: cada ruta multicamino será tratada como un
canal diferente, creando así una especie de “cable
virtual” sobre el cual se transmite la señal.
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16. Principales Técnicas- Diversidad de
Antenas
Diversidad de recepción
 Se da cuando se usa dos o más antenas en el
receptor para generar recepciones independientes
de la señal transmitida; estas antenas deben estar
separadas por una distancia de coherencia. De esta
manera se pueden distinguir tres tipos:
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17. Principales Técnicas - Diversidad de
Antenas
 Diversidad por selección:
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18. Principales Técnicas- Diversidad de
Antenas
 Diversidad por conmutación:
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19. Principales Técnicas- Diversidad de
Antenas
 Diversidad por combinación:
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20. Principales Técnicas- Diversidad de
Antenas
 Diversidad de transmisión
 La diversidad de código o técnicas Space-Time
Coding (STC) es un método para mejorar la
fiabilidad de transmisión de datos usando diversidad
de transmisión.
 Lo que hace es transmitir redundantes copias
codificadas de una trama de datos, con la esperanza
de que al menos una de ellas llegue al receptor en
buen estado y así ser posible su decodificación fiable.
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21. Principales Técnicas-Multiplexación
espacial
 Combinación de varias señales de menor ancho de
banda en una señal de mayor ancho de banda
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22. Principales Técnicas - Precoding y
Beamforming
 Precodificación se refiere a todas las técnicas de
procesado espacial que se realizan en el transmisor
MIMO, pero más específicamente, hace referencia a
un caso especial de beamforming para transmisiones
multidimensionales, como las que realizan los
sistemas MIMO.
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23. Principales Técnicas - Precoding y
Beamforming
 Beamforming convencional es una técnica de
procesado de señales usada para controlar el patrón
de radiación de la antena. Aporta la funcionalidad de
un filtro espacial y es aplicada tanto en transmisión
como en recepción.
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24. Ventajas
 La tecnología MIMO mejora el rendimiento de
cualquier sistema de comunicaciones inalámbrico,
multiplicando su eficiencia espectral:
 1. Tasa de bits. Permitiendo la transmisión
simultánea de múltiples tramas de datos, MIMO
multiplica la tasa de transmisión sin consumir más
espectro.
 2. Eficiencia espectral. MIMO es el único sistema
que mejora la eficiencia espectral multiplicando al
menos dos veces los bits transmitidos por Hz.
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25. Ventajas
 3. Número de usuarios. Incrementar la capacidad
permite aumentar el número de usuarios que
podrían conectarse simultáneamente a la red en un
mismo canal de frecuencia.
 4. Cobertura. Debido a las técnicas de diversidad,
se alcanza distancias mayores sin aumentar la
potencia
 5. Fiabilidad. Aumenta, la probabilidad de error es
más baja.
 6. Coste. Se necesita un menor número de
dispositivos, abaratando el coste de la red.
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26. Conclusiones
 Después de haber revisado los conceptos más
importantes con respecto a los sistemas MIMO se
puede decir que trae muchos beneficios el uso de
múltiples antenas tanto en transmisión como en
recepción, ya que puede haber comunicación
inalámbrica en tasas más altas a comparación con los
sistemas de antenas únicas. Además, permite
aumentar la tasa de transmisión y de esta manera
mejorar la eficiencia espectral.
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27. Referencias
 [1] “Advanced MIMO Techniques: Polarization Diversity and
Antenna Selection | InTechOpen.” [Online]. Available:
http://www.intechopen.com/books/mimo-systems-theory-and-
applications/advanced-mimo-techniques-polarization-diversity-
and-antenna-selection.
 [2] “DIEC - Departamento de Ingeniería Eléctrica y de
Computadoras - Universidad Nacional del Sur.” [Online]. Available:
http://www.ingelec.uns.edu.ar/Lapsyc/CHS/MIMO.pdf.
 [3]“Welcome to Communications Engineering | Communications
Engineering.” [Online]. Available:
http://www.ee.oulu.fi/~kk/dtsp/tutoriaalit/Kurve.pdf.
 [4]“Biblioteca de Ingeniería. Universidad de Sevilla.” [Online].
Available:
http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11579/fichero/g.+Cap%C3
%ADtulo+3+-+Tecnolog%C3%ADa+MIMO.pdf.
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