MIMO

MIMOとは、Multiple Input Multiple Outputの頭字語であり、二つ以上の無線局間の通信において送信側と受信側が少なくともそれぞれ2本以上のアンテナを用いて通信を行い周波数帯域あたりの通信容量を増加させること、およびその為の技術である。主に無線LANやLTEの通信速度を向上させるために用いられている。

頭字語であるため正しい読み方というのは定義されていないが、マイモと読まれることが多い。

SU-MIMO

SU-MIMOとは、Single User-MIMOの略であり、送信局と受信局が1つずつである場合のMIMOである。無線LAN規格の中ではIEEE802.11nで用いられている。

その1.超適当な説明

送信側も受信側も二本のアンテナを使って信号を送受信するとする。

送信側の片方からだけ電波を出してみて、それが受信側の二本のアンテナでそれぞれどんな信号として受信されるかを調べる。もう片方のアンテナからの電波についても同じように調べる。

そうすると送信側の二本のアンテナから別の信号を出しても、二本のアンテナから受信した信号とさっき調べた情報を使って、受信側は送信側がそれぞれのアンテナからどの様な信号を送信したのかを計算することができる。

つまりアンテナを一本ずつ増やすだけで通信速度を二倍にできる！ふしぎ！！

その2.もう少しそれっぽい説明

送信側は二本のアンテナを用いて信号を送信するものとし、それぞれの送出信号をS₁とS₂という記号で表すとする。

受信側は二本のアンテナを用いて信号を受信するものとし、それぞれの受信信号をR₁とR₂という記号で表すとする。

送信側が片方のアンテナからのみ信号を送出した時

送信側がS₁のみを送出した時にR₁とR₂に現れる信号にかかる係数をそれぞれh₁₁、h₁₂とする。

すなわち、 R₁＝h₁₁・S₁、R₂＝h₁₂・S₁である。このh₁₁、h₁₂は伝達特性などと呼ばれる。

同様に、S₂のみを送出した時にR₁とR₂に現れる信号の伝達特性をh₂₁、h₂₂とする。

送信側が両方のアンテナから信号を送出した時

送信側が二本のアンテナを用いてS₁とS₂の両方を同時に送出した時、受信側のアンテナ対に現れる信号は電気回路の重ね合わせの原理からそれぞれ、

R₁＝h₁₁・S₁+h₂₁・S₂

R₂＝h₁₂・S₁+h₂₂・S₂

となる。これはすなわちS₁とS₂についての二元連立方程式である。これを解くことで送信側が送信したかった信号S₁とS₂を復元することができる。

実際には伝達特性は様々な要因により変化するため、受信側は伝達特性をリアルタイムに推測しながら信号を復元する。これはチャネル推定と呼ばれる。

MU-MIMO

MU-MIMOとはMulti User-MIMOの略である。送信局が1台であるのに対し、受信局は複数台であるMIMOのことを指す。IEEE802.11acで採用される予定である。

送信局が複数の受信局のそれぞれのアンテナへの伝達特性を把握して考慮する事により、ある受信局の受信点(アンテナがある位置)では他の局への信号は全てが重なることにより打ち消しあって影響を及ぼさないという送信信号の構成がか可能である、らしい。←よくわかってない

関連項目

• 無線LAN
• 多元接続
• LTE