A matriz do canal MIMO
Considere por um momento, a mesma modelagem de frequência e canal de uma caixa preta com componentes internos duráveis. Se adicionarmos dois sinais de entrada completamente diferentes, eles serão misturados entre si de uma certa maneira, dependendo do valor de Z1 a Z4. Se enviarmos um sinal de treinamento único para cada medição de entrada e saída, saberemos como ele foi conectado, para poder desconectá-los.
Todos os sinais, dados e treinamento serão combinados da mesma maneira, de modo que o que aprendemos com o sinal de treinamento pode ser aplicado a dados reais. Ruído e distorção do limite de modulação, que pode ser utilizado junto com a capacidade de desacoplar as saídas. O pior caso seria se Z1 a Z4 fossem iguais, quando ambas as saídas fossem iguais e o MIMO não funcionasse.
O melhor caso é se as saídas forem iguais em magnitude e opostas em fase, quando teoricamente dobram a capacidade na Matriz do canal MIMO.
Equação 1 A versão longa do teorema da capacidade do canal pode ser escrita conforme mostrado na figura a seguir
Onde,
- C = capacidade do canal em bits por segundo,
- B = largura de banda ocupada em Hz, σ/N = relação sinal-ruído e
- ρ = um valor singular da matriz do canal
O potencial no aumento instantâneo da capacidade do sistema pode ser derivado da relação dos valores singulares da matriz do canal H, também conhecida como número de condição. O número de condição da Matriz do canal MIMO também pode ser usado para indicar o aumento do SNR necessário para recuperar o sinal MIMO em relação ao caso SISO.
Com a mudança de canal devido a efeitos múltiplos de desvanecimento e trajetórias e mudança de frequência Doppler devido ao movimento do telefone, entre outros, o número de condições para mudanças de frequência constante no espectro do canal de RF, conforme ilustrado na figura abaixo.
Sinais de referência (ou pilotos) em locais de frequência regular na saída de cada transmissor fornecem uma maneira para os destinatários estimarem os coeficientes do canal. Em geral, cada “tubo” de dados não terá o mesmo desempenho. LTE usa mecanismos de feedback conhecidos como pré-codificação e faz o treinamento Eigen – ambas as formas de “MIMO de circuito fechado”, no telefone para solicitar modificações no acoplamento cruzado das saídas do transmissor para dar a melhor correspondência ao canal MIMO Matrix em características do canal.