Công nghệ WIFI MIMO là gì? Mang lại lợi ích thế nào? Có thật sự là ứng viên triển vọng nhất trong truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao?

Công nghệ WIFI MIMO đang được sử dụng rộng rãi với những tiềm năng về tối ưu hóa tốc độ dữ liệu và cải thiện khả năng truyền dẫn của WIFI, giúp bạn sử dụng các thiết bị điện tử như smartphone, máy tính bảng hay laptop mượt mà hơn. Vậy công nghệ WIFI MIMO là gì? Lợi ích và ứng dụng trong đời sống như thế nào? Hãy cùng mình tìm hiểu câu trả lời trong bài viết hôm nay nhé!

Bài viết được tham khảo từ các chuyên trang công nghệ: SSLA, TechTarget, ElectronicsNotes và RFwireless.

Xem thêm: Tất Tần Tật về Windows 11 SE: Hệ điều hành dành riêng cho giáo dục, đối thủ cạnh tranh đích thực của Chrome OS

1. Công nghệ WIFI MIMO là gì? 

MIMO là viết tắt của từ Multiple-Input Multiple-Output là một công nghệ không dây giúp tăng dung lượng dữ liệu của tần số vô tuyến bằng cách sử dụng nhiều ăng-ten để phát và thu nhận tín hiệu.

Công nghệ MIMO được khám phá lần đầu tiên vào giữa năm 1970. Mãi đến năm 1993, Arogyaswami Paulraj và Thomas Kailath đã giúp MIMO phát triển thêm một bước với phương pháp Spatial Multiplexing (Ghép kênh không gian) và việc họ được Hoa Kỳ cấp bằng sáng chế vào năm 1994 đã một lần nữa nhấn mạnh về ứng dụng phát sóng không dây.

Sau đó vào năm 1996, Greg Raleigh và Gerard J.Foschini đã điều chỉnh thêm các phương pháp tiếp cận mới đối với công nghệ MIMO, cụ thể là xem xét cấu hình trong đó nhiều ăng-ten sẽ được đặt cùng một máy phát để cải thiện thông lượng liên kết. Song, Bell Labs mới là người đầu tiên áp dụng Spatial Multiplexing trong phòng thí nghiệm vào năm 1998 và chứng minh rằng Spatial Multiplexing là kỹ thuật chính để cải thiện hiệu suất của công nghệ MIMO.

Các dạng cấu hình cơ bản của công nghệ MIMO:

- 2x2 MIMO (hai ăng-ten phát, hai ăng-ten nhạn).

- 3x3 MIMO (ba ăng-ten phát, ba ăng-ten nhận).

- 4x4 MIMO (bốn ăng-ten phát, bốn ăng-ten nhận).

- 8x8 MIMO (tám ăng-ten phát, tám ăng-ten nhận).

2. Cách hoạt động của công nghệ MIMO

Các công nghệ Wifi trước như SISO trên một router chỉ sử dụng một ăng-ten trên bộ định tuyến để kết nối với duy nhất một ăng-ten trên thiết bị nhận. Sóng Wi-Fi sẽ truyền và nhận các gói dữ liệu thông qua ăng-ten.

Trong khi hệ thống công nghệ MIMO, tín hiệu được truyền qua nhiều ăng-ten trên cùng một đường dẫn và băng thông. Do đó, mỗi tín hiệu đến ăng-ten thu sẽ thông qua một đường dẫn khác nhau làm cho dữ liệu đáng tin cậy hơn. Tốc độ của tín hiệu cũng tăng bởi số lượng ăng-ten phát và nhận. Công nghệ MIMO cho phép sử dụng nhiều ăng-ten hơn ở cả hai thiết bị nhằm tăng tính ổn định và tốc độ của tín hiệu được truyền đi, khắc phục các hạn chế về vật cản mà các công nghệ wifi cũ gặp phải.

MIMO dựa trên ba phương pháp cơ bản: Beamforming (Định dạng chùm), Spatial Multiplexing (Ghép kênh không gian) và Space-time coding (Mã hóa không gian-thời gian). Các phương pháp này được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với nhau để đạt được hiệu quả như công suất phát thấp hơn, phạm vi lớn hơn, khả năng chống nhiễu nhiều hơn hoặc băng thông cao hơn.

• Spatial Multiplexing (Ghép kênh không gian)

Trong phương pháp này, tín hiệu tốc độ cao được tách thành tín hiệu tốc độ thấp hơn (các luồng) và mỗi luồng được truyền từ một ăng-ten khác hoạt động ở một tần số trung tâm giống hệt nhau. Số lượng ăng-ten thu phải bằng hoặc lớn hơn số lượng ăng-ten phát để giải mã trung thực từng luồng phát.

• Space-time coding (Mã hóa không gian-thời gian)

Đây là một cơ chế cho phép truyền nhiều bản sao dữ liệu qua nhiều ăng-ten. Hơn nữa, phương pháp này giúp cải thiện độ tin cậy của việc truyền dữ liệu với các lợi ích tương tự có thể đạt được khi sử dụng thu nhận phân tập nhiều ăng ten. Trong Space-time coding, tín hiệu (dữ liệu) được thay đổi thành các phiên bản khác nhau của cùng một thông tin và được truyền bằng nhiều ăng-ten.

Sau đó, bộ thu kết hợp tất cả các bản sao của tín hiệu nhận được (dữ liệu) qua các ăng-ten khác nhau theo cách tối ưu để trích xuất càng nhiều thông tin từ mỗi ăng-ten càng tốt. Space-time coding cũng nâng cao khả năng của máy thu để giúp tín hiệu không bị nhiễu sóng. Phương pháp này sử dụng cả đa dạng không gian và thời gian để đạt được mức tăng đáng kể. Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều bản sao tín hiệu sẽ bù đắp cho các vấn đề về kênh như fading và nhiễu trắng

• Beamforming (Định dạng chùm)

Là một phương pháp tạo ra một mẫu ăng ten bắt buộc nhất định tại máy phát với một pha và trọng số khuếch đại thích hợp, sao cho công suất tín hiệu tại máy thu là cực đại. Beamforming đạt được nhờ các ăng-ten thông minh có thể được chia thành hệ thống theo từng giai đoạn hoặc hệ thống thích ứng.

3. Lợi ích và hạn chế của công nghệ MIMO

• Lợi ích

Thời gian chờ nhận dữ liệu của mỗi thiết bị giảm xuống mức thấp nhất. Bên cạnh đó, Wifi MIMO cho phép bạn gửi dữ liệu liên tục, gửi cho nhiều thiết bị đang kết nối mạng trong cùng một lúc. Giúp nâng trải nghiệm người dùng lên một tầm mới như vừa xem phim trên laptop, vừa lướt web trên điện thoại.

Công nghệ MIMO giúp giảm thiểu hiệu ứng fading, giúp giảm tỷ lệ lỗi bit (BER). Các thuật toán MIMO gửi tín hiệu ra ngoài qua hai hoặc nhiều ăng-ten và thông tin cũng được nhận qua nhiều ăng-ten. Ngoài ra, MIMO cũng cung cấp mức công suất chính xác so với các hệ thống RF đơn ăng-ten thông thường, cùng với khả năng truyền đáng tin cậy hơn.

• Hạn chế:

Bất lợi chính của công nghệ này nằm ở sự phức tạp. Các yêu cầu về tài nguyên và độ phức tạp của phần cứng cao hơn so với hệ thống dựa trên ăng-ten đơn. Mỗi ăng-ten yêu cầu các đơn vị RF riêng lẻ để xử lý tín hiệu vô tuyến. Hơn nữa chip DSP (bộ xử lý tín hiệu âm thanh) tiên tiến là cần thiết để chạy các thuật toán xử lý tín hiệu toán học nâng cao.

Ngoài ra, các tài nguyên phần cứng làm tăng yêu cầu về điện năng. Cụ thể, pin sẽ tiêu hao nhanh hơn do xử lý các thuật toán tín hiệu phức tạp và chuyên sâu. Điều này làm giảm tuổi thọ pin của các thiết bị dựa trên MIMO. Mặt khác, hệ thống dựa trên MIMO có giá cao hơn so với hệ thống dựa trên ăng-ten đơn do yêu cầu phần cứng và phần mềm nâng cao tăng lên.

4. So sánh SU-MIMO và MU-MIMO

Công nghệ MIMO gồm hai loại chính: SU-MIMO và MU-MIMO. Trong hệ thống SU-MIMO, các luồng dữ liệu chỉ có thể tương tác với một thiết bị trên mạng tại một thời điểm. Do đó, hệ thống MU-MIMO hoạt động tốt hơn SU-MIMO. SU là từ viết tắt của Single User dùng để chỉ một người dùng, được ra mắt vào 2007 với chuẩn Wifi 802.11.n cho phép tăng tốc độ Wifi thông qua việc cho phép hai thiết bị không dây phát và nhận dữ liệu cùng một lúc. Đây là công nghệ cho phép một bộ định tuyến gửi và nhận dữ liệu đến một thiết bị cùng một lúc.

MU là viết tắt của Multiple User (nhiều người dùng), đây là thế hệ tiếp theo của SU-MIMO được ra mắt vào năm 2015 nhằm khắc phục những nhược điểm của SU-MIMO, với chuẩn Wifi 802.11ac cho phép router Wifi tương tác với nhiều thiết bị cùng lúc, giảm thiểu thời gian mỗi thiết bị phải chờ đợi, mỗi thiết bị phải chờ tín hiệu và làm tăng tốc độ mạng.

Các vấn đề phát sinh với SU-MIMO khi nhiều người dùng cố gắng sử dụng mạng đồng thời. Nếu một người đang tải video lên và người khác đang tham gia hội nghị thì luồng dữ liệu sẽ bị nghẹt, gây ra độ trễ hoặc độ trễ tăng vọt. Và MU-MIMO được phát triển để khắc phục nhược điểm của SU-MIMO khi MU-MIMO có lợi thế là có thể truyền trực tuyến nhiều tập dữ liệu đến nhiều thiết bị cùng một lúc.

5. Tương lai và ứng dụng của công nghệ MIMO

Công nghệ MIMO được sử dụng cho mạng Wi-Fi và công nghệ phát triển dài hạn (LTE), cụ thể là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ tư (4G) và thứ năm (5G), bao gồm ở nhiều thị trường như chính trị, xã hội và giải trí. Công nghệ này cũng được sử dụng trong mạng cục bộ không dây (WLAN) và được hỗ trợ bởi tất cả các sản phẩm không dây với 802.11n .

Công nghệ này được sử dụng dưới các hình thức khác nhau được trong hầu hết các thiết bị truyền thông không dây và đang ngày càng lan tỏa sức ảnh hưởng của mình với những ứng dụng thực tế như truyền hình kỹ thuật số (DTV), mạng cục bộ không dây (WLAN), truyền thông di động và mạng gia đình...

Tổng kết

Công nghệ MIMO đang dần trở thành một công cụ chính để cải tiến tất cả các khía cạnh của truyền thông không dây. Công nghệ này đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ 5G và đang ảnh hưởng đến cách người dùng tương tác với các công nghệ này hàng ngày. Bạn nghĩ thế nào về công nghệ WIFI MIMO? MIMO sẽ dẫn đầu công nghệ vô tuyến trong tương lai không? Hãy để lại cảm nghĩ bên dưới nhé!

Nguồn: SSLA, TechTarget, ElectronicsNotes và RFwireless.

Xem thêm: Tìm hiểu Metaverse: Gia nhập cuộc đua mới trong kỉ nguyên siêu thế giới ảo, bước tiến lớn hay mánh lới của giới công nghệ?

Bài viết liên quan

• 

  Combo máy tính để bàn SingPC và màn hình MSI giá 'hạt dẻ', cực đáng mua

  12/01
• 

  [CES 2025] HP ra mắt 3 laptop mới dòng Elitebook, là Copilot+ PC với chip AI từ Intel

  09/01
• 

  [CES 2025] Lenovo ra mắt Yoga Slim 9i và Yoga Book 9i: Camera ẩn dưới màn hình, thiết kế hai màn hình độc đáo

  08/01
• 

  Thế Giới Di Động và HP ký kết hợp tác chiến lược, cùng nhau tạo ra giá trị cho người tiêu dùng

  08/01
• 

  [CES 2025] ASUS ra mắt Zenbook A14: Laptop Copilot+ mỏng nhẹ nhất thế giới

  08/01
• 

  [CES 2025] MSI giới thiệu loạt laptop mới trang bị NVIDIA GeForce RTX 50 Series

  07/01