Hệ thống MIMO sử dụng đa anten phát và thu có thể cung cấp 3 độ lợi là: độ lợi Beamforming, độ lợi ghép kênh không gian và độ lợi phân tập không gian.
Độ lợi Beamforming
Beamforming giúp hệ thống tập trung năng lượng bức xạ theo hướng mong muốn giúp tăng hiệu quả công suất, giảm can nhiễu và tránh được can nhiễu tới từ các hướng không mong muốn, từ đó giúp cải thiện chất lượng kênh truyền và tăng độ bao phủ của hệ thống. Để có thể thực hiện được Beamforming, khoảng cách giữa các anten trong hệ thống MIMO thường nhỏ hơn bước sóng λ ( thông thường là λ/2 ), Beamforming thường thực hiện trong
môi trường ít tán xạ. Khi môi trường tán xạ mạnh hệ thống MIMO có thể cung cấp độ lợi ghép kênh không gian và độ lợi phân tập.
TX RX
Hinh 2.2 Kỹ thuật beamforming
Độ lợi ghép kênh không gian
Tận dụng kênh truyền song song có được từ đa anten tại phía phát và phía thu trong hệ thống MIMO, các tín hiệu sẽ được phát độc lập và đồng thời ra các anten nhằm tăng dung năng kênh truyền mà không cần tăng công suất phát hay băng thông hệ thống. Dung năng hệ thống sẽ tăng tuyến tính theo số các kênh truyền song song trong hệ thống.
TX RX
Hình 2.3 Ghép kênh không gian giúp tăng tốc độ truyền
Độ lợi phân tập
Trong truyền dẫn vô tuyến, mức tín hiệu luôn thay đổi, bị fading liên tục theo không gian và tần số, khiến cho tín hiệu tại nơi thu không ổn định, việc phân tập cung cấp cho các bộ thu các bản sao tín hiệu giống nhau qua các kênh truyền fading khác nhau, bộ thu có thể lựa chọn hay kết hợp các bản sao tín hiệu này để giảm thiểu tỷ lệ lỗi BER, chống fading qua đó tăng độ tin cậy của hệ thống. Để cực đại độ lợi phân tập, giảm BER và chống lại fading, thuật toán STBC ( Space- Time Block Code) và STTC( Space- Time Trellis Code) được áp dụng.
TX RX
Hình 2.4 phân tập không gian