FAQ-什么是MIMO、最大比合并MRC、波束成形、空时分组编码STBC、空间复用

发布时间:  2015-03-19 浏览次数:  2173 下载次数:  0
问题描述
什么是MIMO、最大比合并MRC、波束成形、空时分组编码STBC、空间复用?
解决方案
多入多出技术MIMO(multiple-input multiple-output)表示多输入多输出,由m个发射天线和n个接收天线组成的天线系统。MIMO技术的应用,使空间成为一种可以用于提高性能的资源,并能够增加无线系统的覆盖范围。
MIMO系统产生多空间流信号,最大每个天线产生一个空间流。使用单输入单输出(SISO)的系统一次只能发送或接收一个空间流,即一份信号。MIMO技术允许多个天线同时发送和接收多个空间流,即多份信号,并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。802.11n设备最大支持4x4,4个空间流,速率高达600Mbps。

最大比合并MRC(maximum ratio combining)是一个分集接收技术,目的是改善接收端的信号质量。
基本原理:对于来自发射端的同一个信号,由于在接收端使用多天线接收,这个信号将经过多条路径(多个天线)被接收端所接收。多个路径质量同时差的几率非常小,一般总有一条路径的信号比其他信号好。在接收端使用某种算法,对各接收路径上的信号进行加权汇总,信号好的路径分配最高的权重,实现接收端的信号改善。当多条路径上信号都不太好时,通过MRC技术能够获得较好的接收信号。

波束成形(beamforming或TxBF)技术是利用空间信道的强相关性,利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图,使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向,从而提高信噪比,提高系统容量或者覆盖范围。传输波束成形是802.11n标准的可选特性。
Beamforming分显式和隐式两种。显式波束成形(explicit beamforming)要求接收端将接收到的信号状况反馈给AP,AP根据反馈信号进行计算将发射的调整到最佳状态使得接收端信噪比得到加强,提高了接收能力。而隐式波束成形(implicit beamforming)无需接收端配合,AP根据信道参数自动调节达到提高接收端信噪比。目前主流终端均不支持beamforming,即不支持对AP的beamforming信号反馈。

空时分组编码STBC(Space Time Block Coding)用在无线通信中传输一个数据流的多个拷贝。通过许多天线来产生数据的多种接收版本,提高数据传输的可靠性。接收机接收到的数据拷贝中,存在一些比其它拷贝“更好”的拷贝。而这种冗余导致有更高机会使用一个或更多接收到数据拷贝来正确的解码接收到的数据。实际上,STBC联合所有接收到的信号的拷贝以一种最佳的方式从它们中尽可能地吸取更多有用的数据。

MIMO技术实质上是为系统提供了空间复用增益和空间分集增益。
空间复用就是在接收端和发射端使用多副天线,充分利用空间传播中的多径分量,在同一个频带上使用多个数据通道(MIMO子信道)发射信号,从而使得容量随着天线数量的增加而线性增加。这种信道容量的增加不需要占用额外的带宽,也不需要消耗额外的发射功率,因此是提高信道和系统容量一种非常有效的手段。

空间复用的实现首先将需要传送的信号经过串并转换成几个平行的信号流,并且在同一频带上使用各自的天线同时传送。由于多径传播,每一副发射天线针对接收端产生一个不同的空间信号。接收端接收多个数据的混合信号后,利用不同空间信道间独立的衰落特性,区分开这些并行的数据流。实现空间复用必须要求发射和接收天线之间的间距大于相关距离,这样才能保证接收端各个子信道是独立衰落的不相关信道。

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