无线局域网络必威体育精装版技术多重输入多重输出.PDF

第 1 页 共 6 页 无线局域网络必威体育精装版技术：多重输入多重输出 由于多重输入多重输出(multiple-input, multiple-output；MIMO) 的技术提供了一个扩展无 线区域网络(WLAN)范围的极佳方式，因而最近成为了焦点。MIMO 技术始于 1985 年，但 直到现在才应用于晶片层级的装置，以大幅改善传输范围与容量。 由于MIMO 并不是单一概念，而是由多种无线射频技术所组成，因此我们必须充分了 解MIMO 的运作和效能。当应用于WLAN 时，有些MIMO 技术能与现时的WLAN 标准(如 802.11a、802.11b 与802.11g)相容，因而能扩充其传输范围；相反，有些MIMO 技术则只能 用于与一般WLAN 标准不相容的MIMO 装置。 “MIMO ”一词泛指任何在传送器部分具有多重输入，与在接收器部分具多重输出的系 统，( 图1)阐述了其基本概念。根据MIMO 改良者Jack Salz 在1965 年观察发现，虽然MIMO 系统可能包含有线连结的装置，但整个系统通常是无线系统，例如多重天线系统、3G 行动 电话系统(无线系统) 中所使用的Code Division Multiple Access(CDMA)系统，甚至是使用多 条电话线产生串音(crosstalk)的DSL 系统(有线系统) 。 本文将先介绍MIMO 的历史背景和运作，并讨论MIMO 能将WLAN 传输范围扩充的 程度。 1、MIMO 20 年的开发进程 MIMO 在无线通讯的起源可追溯至1984 年，当时任职于Bell Laboratories 的Jack Winters 有了突破性的开发进展。这位 MIMO 的先驱道出了利用传送器与接收器的多重天线，把多 个使用者所传来的资料以相同的频率/ 时间通道传输。 在1985 年，Bell Laboratories 的Jack Salz 发表了一篇关于MIMO 在有线通讯应用的研 究报告，之后便有多位学者与相关研究人员投入MIMO 的领域并发表研究报告。值得注意 的是，Jack Winters 将Salz 于 1985 的报告加以扩充，应用至无线通讯领域，证明使用者可 以透过传输器与接收器的多重天线来同时无线传输多个资料流。 为了满足强烈的市场需求，现今许多 WLAN 、Wi-Max 与行动通讯公司均已提供(或计 划提供) 以MIMO 技术为基础的解决方案。MIMO 具有多项功能，如传输波束成形(Transmit Beamforming)/最高比结合(Maximal Ratio Combining；MRC) 、空间多工(spatial multiplexing) 与时空编码(space-time coding) 。 无线市场的领导厂商如Intel 、Cisco、Qualcomm、Samsung、Mitsubishi 、Panasonic 、Philips 、 Toshiba、Sony 与Atheros 共同合作，开发出多项可相互运作且可扩充的WLAN MIMO 技术。 这些领导厂商将共同努力为消费者带来广为接受的标准解决方案。 2、MIMO 技术优势 为何MIMO 如此具有吸引力？透过增加传输器与接收器的天线数量，MIMO 可以提升 第 2 页 共 6 页 资料传输率，并提供更大的覆盖率与传输范围。可是，MIMO 并不是那种一体适用 (one-size-fits-all)的技术。MIMO 能增加资料传输率，但也要视乎设计工程师会否应用。如何 选择合适的MIMO 工具，则要视操作环境与所采用的系统种类而定。 在过去20 年来，许多MIMO 的技术与应用均相当成功，其中包含： ●传输波束成形/最高比结合(Transmit beamforming/maximal ratio combining) ●空间多工(Spatial multiplexing) ●时空编码(Space-time coding) 1）传输效能加倍 传输波束成形( 图2)是一种传输器的技术，在传输器与接收器之间，以功率最强的路径 来传输资料(vanVeen88, Spencer04) 。透过精密的运算法，传输器可以驱动多个天线，因而能 把大部分的射