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。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(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衰落,MIMO系统依然是无能为力。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OFDM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。