(MIMO技术.docxVIP

mimo技术mimo(multiple-input multiple-output)系统，该技术最早是由marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。根据收发两端天线数量，相对于普通的siso(single-input single-output)系统，mimo还可以包括simo(single-input multi-ple-output)系统和miso(multiple-input single-output)系统。可以看出，此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以利用mimo信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。利用mimo技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。前者是利用mimo信道提供的空间复用增益，后者是利用mimo信道提供的空间分集增益。实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的blast算法、zf算法、mmse算法、ml算法。ml算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。zf算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。性能和复杂度最优的就是blast算法。该算法实际上是使用zf算法加上干扰删除技术得出的。目前mimo技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。ofdm技术ofdm(正交频分复用)技术实际上是mcm(multi-carrier modulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ici)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。mimo与ofdm的结合mimo系统在一定程度上可以利用传播中多径分量，也就是说mimo可以抗多径衰落，但是对于频率选择性深衰落，mimo系统依然是无能为力。目前解决mimo系统中的频率选择性衰落的方案一般是利用均衡技术，还有一种是利用ofdm。大多数研究人员认为ofdm技术是4g的核心技术，4g需要极高频谱利用率的技术，而ofdm提高频谱利用率的作用毕竟是有限的，在ofdm的基础上合理开发空间资源，也就是mimo+ofdm，可以提供更高的数据传输速率。另外odfm由于码率低和加入了时间保护间隔而具有极强的抗多径干扰能力。由于多径时延小于保护间隔，所以系统不受码间干扰的困扰，这就允许单频网络(sfn)可以用于宽带ofdm系统，依靠多天线来实现，即采用由大量低功率发射机组成的发射机阵列消除阴影效应，来实现完全覆盖。下面给出mimo+ofdm的结合方案。这样在接收端接收到的第l个子载波频率上的n个符号可以通过v-blast算法进行解译码，重复进行l次以后，nl个m-qam符号可以被恢复出来就是在数据传输速度，性能稳定性方面与单天线相比都会有很大的提升，因为他有2X2的天线，以前传统的多是1X1的天线引言有限的带宽和不断增加的新的无线服务的需求为通信领域新技术的采用开辟了道路，这些非传统技术有效提升了数据容量。新采用的这些技术中的一种就是利用多天线设计的多输入、多输出（MIMO）系统架构。MIMO利用了发送和接收天线之间的空间分集技术——由信号衰落和多径环境引起的多信号路径产生——来增加数据吞吐量而无须额外的增加带宽。但相比传统的单流架构MIMO，系统复杂度增加了许多，带来了更大的测试挑战，需要独特的设备和测试方法。本文介绍了MIMO测量的不同种类，包括噪声和干扰对于信道的损害，并提供一些图片示例方便大家对于测量结果的理解。对于新近的无线通信标准，高数据吞吐量是最基本的要求，这些新标准MIMO都有参与，包括IEEE 802.11n WLAN、IEEE 802.16e移动WiMAX Wave 2和3GPP长期演进（LTE）。这些新系统都结合了MIMO和OFDM或者OFDMA（正交频分多址接入）的采用，来实现在不增加信道带宽的前提下增加数据吞吐量。SISO与MIMO比较在传统的单输入、单输出（SISO）通信系统中（如图1a所示），例如，传统的IEEE 802.11a/b/g无线局域网络（WLAN）系统，一个无线链路采用了单发射器和单接收器。也许会在每个通信链路终端上采用多个天线，但在同一时刻只有一套天线被采用，并只有一个载波传输单流的数据。在理想的通信信道中，无线信号从发射器到接收器只通过单一路径传输，但无线信道中