mimo技術(shù)的三種模式介紹,mimo技術(shù)作用,mimo技術(shù)種類

　　一、MIMO定義

　　MIMO即多入多出技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output）技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，使信號(hào)通過(guò)發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過(guò)多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)、被視為下一代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。

　　二、MIMO技術(shù)分類

　　空分復(fù)用

　?。╯patial multiplexing）工作在MIMO天線配置下，能夠在不增加帶寬的條件下，相比SISO系統(tǒng)成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高了頻譜利用率。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上在相同頻段上發(fā)射出去。如果發(fā)射端與接收端的天線陣列之間構(gòu)成的空域子信道足夠不同，即能夠在時(shí)域和頻域之外額外提供空域的維度，使得在不同發(fā)射天線上傳送的信號(hào)之間能夠相互區(qū)別，因此接收機(jī)能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流，而不需付出額外的頻率或者時(shí)間資源?？臻g復(fù)用技術(shù)在高信噪比條件下能夠極大提高信道容量，并且能夠在“開(kāi)環(huán)”，即發(fā)射端無(wú)法獲得信道信息的條件下使用。Foschini等人提出的“貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)”（BLAST）是典型的空間復(fù)用技術(shù)。

　　空間分集

　?。╯patial diversity）：利用發(fā)射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑發(fā)送相同的資料，以增強(qiáng)資料的傳輸品質(zhì)。

　　波束成型（beamforming）：借由多根天線產(chǎn)生一個(gè)具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸?shù)姆较?，增加信?hào)品質(zhì)，并減少與其他用戶間的干擾。

　　預(yù)編碼

　?。╬recoding）：預(yù)編碼主要是通過(guò)改造信道的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的提升。

　　以上 MIMO 相關(guān)技術(shù)并非相斥，而是可以相互配合應(yīng)用的，如一個(gè) MIMO 系統(tǒng)即可以包含空分復(fù)用和分集的技術(shù)。

　　三、MIMO技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

　　無(wú)線電發(fā)送的信號(hào)被反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多份信號(hào)。每份信號(hào)都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流，并能夠區(qū)分發(fā)往或來(lái)自不同空間方位的信號(hào)。MIMO 技術(shù)的應(yīng)用，使空間成為一種可以用于提高性能的資源，并能夠增加無(wú)線系統(tǒng)的覆蓋范圍。

　　提高信道的容量

　　MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端之間，可以同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流，信道容量可以隨著天線數(shù)量的增大而線性增大，因此可以利用MIMO信道成倍地提高無(wú)線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。

　　提高信道的可靠性

　　利用MIMO信道提供的空間復(fù)用增益及空間分集增益，可以利用多天線來(lái)抑制信道衰落。多天線系統(tǒng)的應(yīng)用，使得并行數(shù)據(jù)流可以同時(shí)傳送，可以顯著克服信道的衰落，降低誤碼率。

　　四、MIMO技術(shù)三種應(yīng)用模式

　　1 發(fā)射分集的空時(shí)編碼

　　基于發(fā)射分集技術(shù)的空時(shí)編碼主要有2種，即空時(shí)分組碼（STBC）和空時(shí)格碼（STTC）。雖然空時(shí)編碼方案不能直接提高數(shù)據(jù)率，但是通過(guò)這些并行空間信道獨(dú)立、不相關(guān)地傳輸信息，從而使信號(hào)在接收端獲得分集增益，為數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高階調(diào)制創(chuàng)造條件。

　　2 空間復(fù)用

　　系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分割成多份，分別在發(fā)射端的多個(gè)天線上發(fā)射出去，接收端接收到多個(gè)數(shù)據(jù)的混合信號(hào)后，利用不同空間信道間獨(dú)立的衰落特性，區(qū)分出這些并行的數(shù)據(jù)流。從而達(dá)到在相同的頻率資源內(nèi)獲取更高數(shù)據(jù)速率的目的?？臻g復(fù)用與發(fā)射分集技術(shù)不同，它在不同天線上發(fā)射不同信息。

　　3 波束成型技術(shù)

　　波束成型技術(shù)又稱為智能天線，通過(guò)對(duì)多個(gè)天線輸出信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行相位加權(quán)，使信號(hào)在某個(gè)方向形成同相疊加，在其他方向形成相位抵消，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的增益。