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Referenzhandbuch
12 Wireless LAN – WLAN
MIMO ermöglicht also die gleichzeitige Übertragung mehrerer Signale auf einem geteilten Medium wie der Luft. Die
einzelnen Sender und Empfänger müssen dazu jeweils einen räumlichen Mindestabstand einhalten, der allerdings nur
wenige Zentimeter beträgt. Dieser Abstand schlägt sich in unterschiedlichen Reflexionen bzw. Signalwegen nieder, die
zur Trennung der Signale verwendet werden können.
Generell sieht MIMO bis zu vier parallele Datenströme vor, die auch als „Spatial Streams" bezeichnet werden. In der
aktuellen Chipsatz-Generation werden jedoch nur zwei parallele Datenströme realisiert, da die Trennung der Datenströme
anhand der charakteristischen Wegeinformationen sehr rechenintensiv ist und daher relativ viel Zeit und Strom benötigt.
Gerade Letzteres ist aber besonders bei WLAN-Systemen eher unerwünscht, da oft eine Unabhängigkeit vom Stromnetz
auf der Seite der WLAN-Clients bzw. eine PoE-Versorgung der APs angestrebt wird.
Auch wenn das Ziel von vier Spatialströmen derzeit nicht erreicht wird, führt die Verwendung von zwei separaten
Datenverbindungen zu einer Verdoppelung des Datendurchsatzes, was einen wirklichen Technologiesprung im Bereich
der WLAN-Systeme darstellt. Zusammen mit den Verbesserungen in der OFDM-Modulation steigt der erreichbare
Datendurchsatz damit auf maximal 130 Mbit/s.
Mit der Kurzbezeichnung „Sender x Empfänger" wird die tatsächliche Anzahl der Sender- und Empfänger-Antennen
wiedergegeben. Ein 3x3-MIMO beschreibt also drei Sender- und drei Empfänger-Antennen. Die Anzahl der Antennen
ist jedoch nicht gleichbedeutend mit der Anzahl der Datenströme: Die verfügbaren Antennen begrenzen nur die maximale
Anzahl der Spatial Streams. Der Grund für den Einsatz von mehr Antennen als für die Übertragung der Datenströme
eigentlich notwendig sind, liegt in der Zuordnung der Signale über den charakteristischen Weg: Mit einem dritten Signal
werden zusätzliche räumliche Informationen übertragen. Sollten sich die Daten aus den beiden ersten Signalen einmal
nicht eindeutig zuordnen lassen, kann die Berechnung mithilfe des dritten Signals dennoch gelingen. Die Verwendung
von zusätzlichen Antennen trägt also nicht zur Steigerung des Datendurchsatzes bei, resultiert aber in einer gleichmäßigeren
und besseren Abdeckung für die Clients.
MIMO im Outdoor-Einsatz
Bei Outdoor-Anwendungen von 802.11n können die natürlichen Reflexionen nicht genutzt werden, da die
Signalübertragung üblicherweise auf direktem Weg zwischen den entsprechend ausgerichteten Antennen stattfindet.
Um auch hier zwei Datenströme parallel übertragen zu können, werden spezielle Antennen verwendet, die gezielt zwei
um 90° gedrehte Polarisationsrichtungen verwenden. Bei diesen sogenannten „Dual-Slant-Antennen" handelt es sich
also eigentlich um zwei Antennen in einem gemeinsamen Gehäuse. Da ein drittes Signal hier keine zusätzliche Sicherheit
bringen würde, werden bei Outdoor-Anwendungen üblicherweise genau so viele Antennen (bzw. Polarisationsrichtungen)
eingesetzt, wie Datenströme übertragen werden.
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