Das MIMO-Verfahren (Multiple Input Multiple Output) basiert auf einem Mehrantennensystem und soll das Signal-Rausch-Verhältnis des Funksignals verbessern, da dieses in die Spektraleffizienz eingeht. Bei dem Mehrantennensystem MIMO, das eine Smart-Antenne ist, werden identische Funkfrequenzen gleichzeitig über ein intelligentes Antennen-Array ausgesendet und von einem Mehrantennensystem empfangen.

<< Anzeige >>

Das Grundkonzept von MIMO 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.

Vielzweck-Router, AVM Fritz!Box WLAN 7270 mit drei Antennen

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 so viele Sender bedeuten auch die doppelte Kapazität.

Die mit MIMO erzielbare Spektraleffizienz 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 Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) in WiMAX eingesetzt.