MIMO技術(shù)的工作原理及其在無線通信中的應(yīng)用

1、MIMO 技術(shù)的工作原理及其在無線通信中的應(yīng)用當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)高效率的信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，隨著科技的飛速發(fā)展， 使人們對(duì)于數(shù)據(jù)信息的獲取更加關(guān)注。 對(duì)于不同發(fā)展的數(shù)據(jù)信息， 比 如：無線局域網(wǎng)、蜂窩通信等，它們的容量都呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。相 比有線通信， 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)存在很多不足和問題， 使其獲得的數(shù) 據(jù)信息不可靠、不可信，直接影響著信息的傳輸速度以及質(zhì)量。在不 改變寬帶、 功率的情況下解決多徑衰落， 是目前數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中值得 關(guān)注的問題。因此，引進(jìn) MIMO 技術(shù)以期解決問題，目前， MIMO 技 術(shù)得到了比較高的評(píng)價(jià)、被較為廣泛的運(yùn)用。一、 MIMO 技術(shù)概述從 MIMO 技術(shù)的歷史發(fā)展來看，早

2、在 20 世紀(jì)初，馬可尼提出了 MIMO 技術(shù)，至今，此技術(shù)在已經(jīng)發(fā)展了很多年，后來， 1970 年前后 將其運(yùn)用到了通信系統(tǒng)中， 針對(duì)當(dāng)時(shí)的通訊發(fā)展情況， 這種技術(shù)的引 進(jìn)對(duì)于當(dāng)時(shí)社會(huì)發(fā)展起到了巨大影響作用。 20世紀(jì) 90 年代，無線通 訊全球化， MIMO 技術(shù)在很多領(lǐng)域得到很好的發(fā)展，比如：天線系統(tǒng) 等。而后出現(xiàn)了復(fù)合技術(shù)， 將此技術(shù)與平坦衰落并用，發(fā)揮了其重要 價(jià)值。從 MIMO 的概念角度來看， MIMO 技術(shù)的中文全稱為多輸入多輸 出系統(tǒng)， 英文全稱是 Multiple-Input Multiple-Output ，應(yīng)用于天線無線 通訊。在其發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)的位置采用幾根發(fā)射天

3、線與接收天 線，以保證信號(hào)在發(fā)射信號(hào)端與接收信號(hào)端通過天線進(jìn)行信號(hào)的良好 傳輸、發(fā)射與接收，最終，提高數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量1。MIMO技術(shù)可 以通過采用空間的資源， 不同天線進(jìn)行多方面、 多方位的發(fā)射與接收， 更重要的是， 它可以在不改變頻率與功率的前提下， 大幅度或者成倍 的增大通訊系統(tǒng)的容量， 此優(yōu)點(diǎn)令 MIMO 技術(shù)成為通信系統(tǒng)的主力技 術(shù)。從 MIMO 的原理角度來看， MIMO 技術(shù)是將多根發(fā)射、 接收天線 安裝在相應(yīng)的發(fā)射與接收端， 從此實(shí)現(xiàn)發(fā)射與接收端的多根天線的數(shù) 據(jù)信息傳輸與接收， 此過程會(huì)大大提高數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量。 在不改變頻率 與功率的基礎(chǔ)上，充分的使用空間資源，實(shí)現(xiàn)多根天線發(fā)射

4、、多根天 線接收，從而，成倍數(shù)的提高通訊信息的容量。 采用 MIMO 技術(shù)的過 程中，無線通訊系統(tǒng)被反射出不同的信號(hào)， 不同的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生不同的 空間流， 而單輸送系統(tǒng)僅可以一次接受或發(fā)送一個(gè)空間流， 受到了局 限， MIMO 技術(shù)可以解決這樣的問題，接收和發(fā)送多個(gè)空間流，全面 掌控不同方位信號(hào)，提高容量、可靠性，從而提升資源的性能，擴(kuò)寬 了無線系統(tǒng)使用的范圍。、 MIMO 技術(shù)運(yùn)用于無線通訊第一，用于無線寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)。對(duì)于容量的要求越來越高， 在無線寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用 MIMO 技術(shù)，在發(fā)射與接收位置安裝 多根天線，擴(kuò)大覆蓋面、增加接收與發(fā)射信息數(shù)據(jù)。第二，用于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的蜂

5、窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)中存在著問 題，采用 MIMO 技術(shù)與傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)相結(jié)合， 傳統(tǒng)系統(tǒng)屬于單方向發(fā) 射單方向接收系統(tǒng)，而MIMO技術(shù)可以進(jìn)行多方面甚至全方面收集數(shù) 據(jù)信息，相對(duì)特點(diǎn)而言， MIMO 技術(shù)更具有發(fā)展前景。第三，將傳統(tǒng)天線系統(tǒng)結(jié)合，發(fā)揮重要作用。舊式天線系統(tǒng)能夠 解決衰落方面的問題， 在居民的用戶小區(qū)有較好的應(yīng)用。 將舊式天線 系統(tǒng)與 MIMO 技術(shù)結(jié)合， 可以有效的提高系統(tǒng)的容量， 使小區(qū)居民生 活更加方便。第四，用于雷達(dá)。將MIMO技術(shù)運(yùn)用于雷達(dá)方面，收獲了比較好 的成果， 在應(yīng)用過程中， 采用不同天線發(fā)射正交波形 2，并且這些波 形都是不同的，它們形成比較廣泛的覆蓋面，經(jīng)過一段時(shí)

6、間，通過相 干積累，從而獲得比較高的信噪比。第五，用于無線通訊。 MIMO 技術(shù)在無線通訊領(lǐng)域是重要技術(shù)支 持，在不斷地發(fā)展中，此技術(shù)也越來越廣泛普及使用。隨著社會(huì)中天 線數(shù)目的不斷增多， 對(duì)于 MIMO 技術(shù)的難度要求也越來越高， 而限制MIMO了天線的數(shù)目會(huì)影響到技術(shù)的使用，因而，需要再繼續(xù)完善 技術(shù)。三、 MIMO 技術(shù)應(yīng)用于無線通訊的意義在研究 MIMO 技術(shù)的發(fā)展過程中， 其中有兩次重大的轉(zhuǎn)折。 第一 次發(fā)生在2002年的十月份，全球第一顆 BLAST芯片的問世，在貝爾 實(shí)驗(yàn)室中， 研究人員將其與 MIMO 技術(shù)相結(jié)合， 使其具有更高速數(shù)據(jù) 傳輸速度，加快了人們網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)生活。第二次是

7、在2003年 8月份，提出了 AGN100Wi-Fi,將其與MIMO技術(shù)結(jié)合，形成了第一款多方位 發(fā)射與接收的產(chǎn)品，在保持了兼容性的同時(shí)，提高了 Wi-Fi 的速度。 多輸入多輸出系統(tǒng)是一種應(yīng)用于無線通訊中的天線技術(shù)， 此技術(shù)可以 在發(fā)射與接收處安裝多根天線， 全方位發(fā)射與接收信息數(shù)據(jù)， 并且在 保證頻率與功率的基礎(chǔ)上， 提高數(shù)據(jù)傳輸速率 3。傳統(tǒng)的通訊過程中， 僅采用單一的傳輸方式，這樣的形式在很多特殊地區(qū)不適合，比如： 建筑物、峽谷等， 造成信號(hào)衰減等現(xiàn)象。 通過 MIMO 技術(shù)可以減少相 似的傳播干擾，并且得到了廣泛的應(yīng)用，例如：電視、手機(jī)等。信息化快速的時(shí)代發(fā)展， 人們對(duì)于信息的傳播速

8、度與容量的要求 也相對(duì)越來越高， 傳統(tǒng)的單方向傳輸數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)會(huì)為人們網(wǎng)絡(luò)移動(dòng) 通訊生活帶來不便，面對(duì)這樣的情況，加快信息化進(jìn)程，需要提高數(shù) 據(jù)傳輸速度，因此，廣泛使用 MIMO 技術(shù)。對(duì)于不同發(fā)展的數(shù)據(jù)信息，比如：無線局域網(wǎng)、蜂窩通信等，它們的容量都呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 相比有線通信， 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)存在很多不足和問題， 使其獲得的 數(shù)據(jù)信息不可靠、不可信， 直接影響著信息的傳輸速度以及質(zhì)量。在 不改變寬帶、功率的情況下，為了解決多徑衰落的相關(guān)問題，是目前 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中值得關(guān)注的問題， 因此，引進(jìn) MIMO 技術(shù)以期解決問 題。MIMO技術(shù)得到了比較高的評(píng)價(jià)、被較為廣泛的使用，比如：用 于

9、傳統(tǒng)通信系統(tǒng)、無線寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)、雷達(dá)、無線通訊、將傳統(tǒng) 天線系統(tǒng)結(jié)合，發(fā)揮重要作用等。對(duì)當(dāng)今社會(huì)的高速率網(wǎng)絡(luò)的要求， 傳統(tǒng)通訊技術(shù)顯然無法實(shí)現(xiàn)， 因此，需要采用新的通訊技術(shù)以期達(dá)到 人們的網(wǎng)絡(luò)要求標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的通信領(lǐng)域中，MIMO 技術(shù)作為一種非常重要的無線傳輸通訊技術(shù)，受到廣泛關(guān)注。MIMO 技術(shù)通過寬帶和功率的便利條件， 提高無線通信容量和頻率， 使人們享受到高速網(wǎng)絡(luò)時(shí) 代的特點(diǎn)。 隨著無線傳輸通訊技術(shù)的不斷發(fā)展， 需要對(duì) MIMO 技術(shù)進(jìn) 行詳細(xì)地分析與研究。四、結(jié)束語綜上所述， MIMO 技術(shù)是一種現(xiàn)代無線傳輸通訊技術(shù)，它為人們 高速網(wǎng)絡(luò)生活提供了技術(shù)手段?；趯?duì)當(dāng)今社會(huì)的高速率網(wǎng)絡(luò)的要