Info Tech

初心者でもわかる無線LANを高速にするMIMOの基礎

高速通信

無線LANを高速化するMIMOの基礎を、初心者にも判りやすく紹介しています。通信の高速化技術はどんどん進化していきますが、基本的なものを理解すれば、新しいものが出て来ても直ぐに応用できます。基本的な内容ですが、きっと役立ちます。

MIMOとは?

MIMOは、Multiple Input Multiple Outputの頭文字でマイモと呼びます。MIMOは無線LANのWi-Fiルータ「IEEE802.11n」で使われていて高速化に寄与しています

MIMO はどのようにして高速化しているの?

送信側と受信器側の信号処理送信側と受信器側の信号処理

MIMO(マイモ)は、次のようにして無線LANを高速化しています。
《送信側》

  • 送信信号は、分離回路で複数の信号に分離します。
  • 分離された信号は、送信機に接続された複数のアンテナからそれぞれ送信します。

《受信側》

  • 受信側でも複数のアンテナで信号を受けますが、それぞれのアンテナには送信側からの複数のアンテナから送られた信号が混ざった状態の合成波で届きます。
  • 受信機では、合成波の経路別ひずみを演算処理して、元の信号に分離します。分離した受信信号は、アンテナの本数分のデータを結合して受信データが得られます。

信号は、送信側と受信側アンテナ数の少ない方の数だけ乗算された速度になります。理論上では、アンテナが2本の時、2倍に、アンテナ3本なら3倍の速度になります。

アンテナの数が多ければ高速になりますが、受信側では合成波を元の信号にするために複雑な演算が必要になります。そのため、アンテナの本数が増えると、消費電力は増えてしまいます。

尚、アンテナを通る信号の経路のことをストリームと呼びます。アンテナが2本の場合は、2ストリーム、アンテナ3本では3ストリームです。

MIMO の効果

MIMO(マイモ)は、アンテナを通る信号の経路(ストリーム)の数だけの信号の周波数帯を使っているのではなく、同じ周波数帯で複数のストリームを使って送信しています。

  • MIMO(マイモ)の送信方法は、同じ周波数帯を使うため、周波数帯域を増やさなくても送信信号を高速化できます。
  • MIMO(マイモ)は、複数のアンテナから信号を送るため、複数の経路から信号が届きます。1つの経路で通信障害が発生した時にも別経路からの信号は届けられるため、高速化するだけでなく、安定した受信ができます。

ポイントのまとめ

MIMOは、Multiple Input Multiple Outputの略語で、送信データを分離して複数のアンテナから、同じ周波数帯域で同時に転送するものです。受信側も複数のアンテナを備えますが、必ずしも送信側と受信側のアンテナ数を同じ本数にする必要はありません。

アンテナの本数が多ければ通信速度は、より速くなりますが、受信側には送信側のそれぞれのアンテナからの合成波が届くため、元の信号にしなければなりません。この時、複雑な演算処理が行われて消費電力が増える副作用があります。

MIMOのメリットは、同じ周波数帯で、複数経路から信号を送るため、周波数帯域を増やさなくても送信信号を高速化できることと、1経路で通信障害が生じても別経路からの信号が補うため、安定した受信ができることです。

ABOUT ME
iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。