multiple input multiple output

Das MIMO-Verfahren (Multiple Input Multiple Output) ist vergleichbar dem von Bell entwickelten Blast-Verfahren. Es handelt sich um ein Mehrantennensystem bei dem identische Funkfrequenzen gleichzeitig über ein intelligentes Antennen-Array ausgesendet und von einem Mehrantennensystem empfangen werden.

Die Grundüberlegung dabei ist eine Vervielfachung der Funkstrecken durch Mehrwegeausbreitung. Das räumlich verteilte Antennen-Array strahlt von allen Antennen dieselben Frequenzen aus. Empfangsseitig treffen die gleichen Funkfrequenzen zu verschiedenen Zeiten ebenfalls auf ein intelligentes Antennen-Array, da sie räumlich verteilt ausgestrahlt und darüber hinaus an Wänden oder anderen Objekten und Gegenständen reflektiert werden. Durch diese Streuung wird eine Funkwelle in mehrere schwächere aufgeteilt. Die Mehrwegeausbreitung bewirkt, dass am Empfangsort ein komplexes, raum- und zeitabhängiges Muster als Summensignal der einzelnen Sendesignale entsteht.

Sende- und empfangsseitiges Antennen-Array von MIMO

Dieses eindeutige Muster nutzt MIMO indem es die in ihrer räumlichen Position charakteristischen Signale erfasst, wobei sich jede Raumposition von der benachbarten unterscheidet. Zwischen den Sendern und Empfängern werden so genannte Air Paths eingerichtet über die unterschiedliche Datenteile übertragen werden. Mit der Charakterisierung der einzelnen Sender ist es dem Empfänger möglich mehrere Signale voneinander zu trennen. Da bei WLANs meistens die Sender auch Empfänger sind, kann man mit ebenso vielen Empfängern wie Sende-Antennen arbeiten.

Access Point mit zwei Empfangantennen, Foto: Netgear

Da in WLANs Sender und Empfänger nicht statisch sind, ebenso wie die Strahlungsbedingungen, müssen sich die Empfänger dynamisch an neue charakteristische Reflektionen anpassen. Dies geschieht bei MIMO mit einem speziellen Testsignal.

Die Kapazität der funktechnischen Übertragung kann durch den Einsatz von mehreren Sendern erhöht werden: Doppelt soviele Sender bedeuten auch die doppelte Kapazität.

Die mit MIMO erzielbare spektrale Effizienz liegt zwischen 20 bit/s/Hz und 40 bit/s/Hz, wohingegen normale Funkübertragungen Werte von bis zu 5 bit/s/Hz erzielen.

MIMO wird in Kombination mit OFDM in WiMAX eingesetzt.