移動(dòng)通信中的MIMO技術(shù)

1、1移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院楊斌楊斌生活中的通信生活中的通信古代通信古代通信通信基本靠吼通信基本靠吼?社會(huì)的基本組織：人流，物流，信息流社會(huì)的基本組織：人流，物流，信息流通信的社會(huì)作用通信的社會(huì)作用信息流的組織水平，是社會(huì)發(fā)展水平的信息流的組織水平，是社會(huì)發(fā)展水平的基本標(biāo)志之一基本標(biāo)志之一最古老的官方通信最古老的官方通信快馬快馬+驛站驛站古代的古代的無(wú)線通信無(wú)線通信烽火臺(tái)的狼煙烽火臺(tái)的狼煙通信要解決的基本問(wèn)題：通信要解決的基本問(wèn)題：n可達(dá)性n可靠性通信兵悖論通信兵悖論通信不可能完全可靠通信不可能完全可靠通信的可靠性通信的可靠性但是可靠性可以無(wú)限接近最優(yōu)

2、值但是可靠性可以無(wú)限接近最優(yōu)值其極限情況下的傳輸速率，就是所謂信道容量其極限情況下的傳輸速率，就是所謂信道容量香農(nóng)定理香農(nóng)定理2log1SCBNClaude Elwood Shannon ，1916年4月30日2001年2月26日近現(xiàn)代通信近現(xiàn)代通信n電報(bào)n電話n移動(dòng)通信n光通信移動(dòng)通信移動(dòng)通信移動(dòng)通信的四大效應(yīng)移動(dòng)通信的四大效應(yīng)n陰影效應(yīng)n遠(yuǎn)近效應(yīng)n多徑效應(yīng)n多普勒效應(yīng)陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)n移動(dòng)通信中建筑物等的阻擋所引起的陰移動(dòng)通信中建筑物等的阻擋所引起的陰影效應(yīng)影效應(yīng) 。遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)n離離基站距離較近的小區(qū)中心基站距離較近的小區(qū)中心，用戶接收用戶接收到的基站信號(hào)就比較強(qiáng)到的基站信號(hào)就比較強(qiáng)

3、。CDMA系統(tǒng)尤系統(tǒng)尤其嚴(yán)重其嚴(yán)重多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)n通過(guò)不同的路徑到達(dá)接收端的信號(hào)，無(wú)通過(guò)不同的路徑到達(dá)接收端的信號(hào)，無(wú)論是在信號(hào)的幅度，還是在到達(dá)接收端論是在信號(hào)的幅度，還是在到達(dá)接收端的時(shí)間以及載波相位上都不盡相同的時(shí)間以及載波相位上都不盡相同。多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)n移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度太快了，所引起的頻移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度太快了，所引起的頻率擴(kuò)散的效應(yīng)就是多普勒頻移率擴(kuò)散的效應(yīng)就是多普勒頻移。移動(dòng)通信中的多址技術(shù)移動(dòng)通信中的多址技術(shù)nFDMAnTDMAnCDMAnOFDMAnSDMA?天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備19天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備

4、天線的設(shè)計(jì)天線的設(shè)計(jì)移動(dòng)通信天線移動(dòng)通信天線基站天線：基站天線：手機(jī)天線：手機(jī)天線：22為什么要使用多天線為什么要使用多天線多天線帶來(lái)多信道多天線帶來(lái)多信道多天線提升信噪比多天線提升信噪比波的傳播波的傳播 幾列波相遇之后幾列波相遇之后, ,仍然保持它們各自原有的特征（頻仍然保持它們各自原有的特征（頻、波長(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向等）不變波長(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向等）不變, ,并按照原來(lái)的方向繼續(xù)并按照原來(lái)的方向繼續(xù)前進(jìn)前進(jìn), ,好象沒(méi)有遇到過(guò)其他波一樣好象沒(méi)有遇到過(guò)其他波一樣. .n多天線發(fā)射n多天線接收26多天線技術(shù)的內(nèi)涵多天線技術(shù)的內(nèi)涵多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線接收多天線接收n分集n

5、接收波束形成n合成孔徑n分布式天線或者合成孔徑MIMO技術(shù)技術(shù)接收和發(fā)射聯(lián)合處理接收和發(fā)射聯(lián)合處理TMTsss,110sTMRnnn,110nTMRrrr,110rnHsr MIMO: Multiple-Input Multiple-Output techniqueMIMO的信道容量的信道容量nChannel capacity of SISO:nChannel capacity of SIMO:nChannel capacity of MISO:nChannel capacity of MIMO:)1 (log22HCH)|1 (log122RMiiHhC)|1 (log122TTMiiMHhC)det(log2HMMHCHHITR信道容量的對(duì)比信道容量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：大規(guī)模大規(guī)模MIMO：下一代無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)下一代無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)5G中的大規(guī)模中的大規(guī)模MIMO的技術(shù)的技術(shù)三星三星電子于電子于2014年在時(shí)速超過(guò)年在時(shí)速超過(guò)100km的汽車(chē)?yán)锍晒Φ钠?chē)?yán)锍晒υ囇莸谖宕囇莸谖宕?5G)移動(dòng)通信技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信技