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所谓的MIMO(多入多出),就是指无线网络信号通过多重天
线进行同步收发,MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道,这样可以提高传输率。更确切地说就是信号通过多重切割之后,经过多重天线进行同步传送。由于无线信号在传送的过程当中为了避免发生干扰,会走不同的反射或穿透路径,因此到达接收端的时间会不一致。为了避免被切割的信号不一致而无法重新组合,接收端会同时具备多重天线接收,然后利用DSP重新计算的方式,根据时间差的因素,将分开的各信号重新组合,并且快速正确地还原出原来信号。
由于信号经过分割传送,不仅单一流量降低,可拉大传送距离,又扩大了天线接收范围,因此MIMO技术不仅可以提高既有无线网络频谱的传输速度,而且又不用额外占用频谱范围,更重要的是,还能扩大信号接收距离。所以不少强调信号传输速度与传输距离的无线网络设备,纷纷开始采用MIMO的技术,推出高传输率的无线网络产品。MIMO技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破,成为新一代移动通信系统必须采用的关键技术。采用MIMO技术,完全兼容于当前的IEEE802.11a/b/g标准,并且同时扩展了信号范围,在单个20MHz频道中具有更高的数据传输率。MIMO能够确保一个在传输范围内信号的稳固无线连接,还能保证其他高价设备所要求的各种信号范围的服务品质。消费者将会从这种增加的信号范围、大的传输量、较高的可靠性和有效的功耗方面受益,同时它还保持着对网络上其他设备的兼容性,对周围的网络没有任何影响。
值得注意的是,利用MIMO技术不仅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算法等,其中性能和复杂度最优的就是BLAST算法。
目前MIMO技术领域的一个研究热点就是空时编码,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。事实上,MIMO天线系统已经采用了简单空时编码技术。基于分集发射的空时码可以分为空时格码和空时块码,空时格码有较好的性能,但其译码复杂度与传输速率成指数关系,实现难度较大;空时块码性能稍逊于空时格码,但由于利用了正交设计理论,其译码复杂度很低,还可能得到最大的分集发射增益。经过空时编码的信号通过多条相关较小的无线信道到达接收端,接收端通常需要知道各个无线信道的理想参数,这就要求发射端发射不同的导频序列,接收端采用大量的信道估计运算,才可以达到空时分集效果。为此,也有人在研究不用信道估计的盲空时码。多天线系统和空时编码的结合,是空间资源利用技术的发展方向。 |
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