A tecnologia MIMO é uma tecnologia usada em antenas para a comunicação sem fio, como roteadores, notebooks, smartphones e tablets. O termo significa “inputs múltiplos, outputs múltiplos” (“multiple input, multiple outputs”). O MIMO usa várias antenas conectadas no mesmo dispositivo, que operam em conjunto para minimizar erros, otimizar a velocidade de dados e melhorar a capacidade de transmissão.
As antenas emitem várias versões do mesmo sinal, o que aumenta as chances de os dados chegarem ao receptor sem serem afetados. Isso aumenta a força do sinal em relação ao ruído ambiente (“signal-to-noise ratio”) e cria uma conexão mais estável e com menos congestionamento.
A tecnologia MIMO é usada em redes Wi-Fi, 4G LTE e 5G. Ela foi incorporada no Mobile Broadband Standard – o conjunto de padrões para dispositivos móveis – a partir de sua versão 8 e é compatível com todos os aparelhos que usam o padrão wireless 802.11n.
O MIMO é uma solução recente para problemas de comunicação sem fio e suas funções foram construídas baseadas em outras tecnologias anteriores, como MISO (“multiple input, single output”) e SIMO (“single input, multiple output”).
Vantagens da tecnologia MIMO
O MIMO traz duas grandes vantagens para o roteador residencial:
- Aumento da taxa de transmissão: um dispositivo pode receber dados de múltiplas antenas, o que significa que conteúdos grandes, como vídeos, são transmitidos mais rapidamente, diminuindo os cortes;
- Menos interrupções: como a taxa de transmissão é maior, os dispositivos conectados ao roteador esperam menos tempo para receber dados. Isso aumenta o número de dispositivos que o roteador consegue atender de maneira satisfatória, reduzindo a latência.
SU-MIMO e MU-MIMO
O MIMO se divide em dois subtipos básicos: usuário único (“single user”, SU) e múltiplos usuários (“multiuser”, MU).
No primeiro tipo, os dados só podem interagir com um dispositivo e uma rede ao mesmo tempo. No entanto, o problema do SU-MIMO é que ele causa interrupção nas transmissões de dados quando vários dispositivos tentam usar a rede ao mesmo tempo. Isso resulta em um aumento drástico da latência, o que atrasa a entrega de dados.
Enquanto isso, o MU-MIMO é capaz de transmitir vários conjuntos de dados para vários dispositivos ao mesmo tempo.
MIMO e telefonia celular
As inovações do MIMO foram fundamentais para o desenvolvimento do LTE. O protocolo usa o MIMO e uma técnica chamada “multiplexação com divisão de frequências octogonais” (OFDM), que consegue aumentar a velocidade de transmissão para além de 100 mbps. Estas taxas são o dobro do que era possível com o padrão WiFi 802.11a.
Com a tecnologia MIMO, as transmissões de dados do LTE são mais confiáveis. Estes dados são separados em pacotes que são enviados pelo ar até um receptor que já sabe como eles operam.
MIMO e a tecnologia 5G
Os recursos do MIMO também foram integrados na tecnologia 5G, que é uma forma de usar todo o potencial dos dispositivos e das redes atuais.
Os sistemas 5G com MIMO usam várias antenas pequenas para melhorar o sinal de banda larga dos usuários. Isso é algo que não ocorria com as tecnologias anteriores – 3G e 4G. Além disso, também resulta em um aumento no número de usuários permitidos por antena.
O MIMO de quarta geração usava a tecnologia de divisão no espectro de frequências (FDD) para aceitar vários usuários simultâneos, mas isso era ineficiente porque usava o espectro em excesso. Já na quinta geração, este recurso foi substituído pela divisão do espectro no tempo (TDD), que permite um número maior de usuários simultâneos ao usar a mesma frequência para as conexões e separando-as em intervalos de tempo.
Isso então permitiu que, com uma frequência menor, mais dados fossem trafegados para mais aparelhos. Como resultado, as redes 5G tornaram-se mais próximas das tecnologias dos roteadores Wi-Fi residenciais, que empregam tanto TTD quanto FDD, além de permitir tecnologias como beamforming e MU-MIMO no 5G.
O MIMO 5G também emprega uma técnica chamada 3D beamforming, que é usada para maximizar o sinal do receptor ao focar a transmissão de dados para usuários específicos em vez de uma área ampla. No 5G, essa tecnologia é capaz de se adaptar aos movimentos em 3D dos dispositivos conectados, detectando se eles estão em uma posição acima ou abaixo do roteador emissor. Isto ajuda a focar ainda mais na emissão de dados.
O futuro da tecnologia MIMO
Os benefícios fornecidos pelo uso da tecnologia MIMO foram fundamentais para a evolução da comunicação sem fio. A tecnologia continua sendo usada em protocolos atuais e em desenvolvimento e os seus impactos vão afetar o futuro próximo do wireless.
Em suma, as influências do MIMO são:
- Alta capacidade de rede: os dados são transportados para um número maior de usuários simultâneos. Isto significa que mais pessoas podem usar a rede sem perda de qualidade;
- Maior cobertura: as conexões continuam rápidas mesmo se os dispositivos estiverem longe do roteador emissor do sinal. Isto é possível com o 3D beamforming, que permite que a cobertura se adapte ao movimento do usuário;
- Experiência de usuário melhorada: o sinal mais forte e de melhor qualidade permite que o dispositivo seja usado para várias tarefas pesadas – como ver vídeos e carregar conteúdo – de forma mais rápida e fácil. Ele também diminui o número de sinais perdidos, o que ajuda a agilizar a tarefa.
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