谈mimo技术和其在无线通信中应用

《谈mimo技术和其在无线通信中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、谈MIMO技术和其在无线通信中应用　　摘要：近年来，MIMO系统已经成为无线通信中的研究热点，使用多天线可以极大地提高系统容量和频谱效率，系统容量随着收发天线中的较小者呈线性增长。使用MIMO技术的数字通信，是现代通信中的一个重大技术突破。本文主要就MIMO技术及其在无线通信中的应用进行了研究。关键词：MIMO；无线通信；应用Abstract:Inrecentyears,theMIMOsystemhasbecomeahotresearchtopicinwirelesscommunications,theuseofmultipleantennascangr

2、eatlyimprovethesystemcapacityandspectrumefficiency,capacityofsystemwithsmallantennainthelineargrowth.DigitalcommunicationusingMIMOtechnology,isamajorbreakthroughinthemoderncommunicationtechnology.ThispapermainlystudiestheMIMOtechnologyanditsapplicationinwirelesscommunications.Key

3、words:MIMO;wirelesscommunication;application中图分类号：S972.7+671.MIMO技术的概述任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO系统。无线MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理。在多径环境下，无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率，增加系统的数据传输率。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，目前针对MIMO信道所进行的研究也主要围绕这两个方面。空间复用技术可以大大提高信道容量，而空间分集则可以提高信道的可靠性，降低信道误码率

4、。MIMO技术的关键是能够将传统通信系统中存在的多径影响因素变成对用户通信性能有利的增强因素。MIMO技术有效地利用了随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。MIMO技术成功之处主要是它能够在不额外增加所占用的信号带宽的前提下带来无线通信的性能上几个数量级的改善。7MIMO的思想是把收发端天线的信号进行合并，以改进每个MIMO用户的通信质量和速率。运营商可以利用这个优点极大地提高网络的服务质量以增加收入。传统上认为多径传播是无线传输的一个缺陷，而MIMO系统的主要特征就是把多径传播转变成为对用户有利的因素。MIMO有效地利用随机衰落来提高传

5、输速率。因此，MIMO成功的主要原因是，MIMO可以极大地提高无线通信性能，不需要以频谱为代价。MIMO技术还促使了其它很多领域的进步，如信道建模、信息论和编码、信号处理、天线设计、固定网和移动网的多天线蜂窝设计。2.MIMO技术天线选择的实际应用问题2.1信道建模与估计。目前对天线选择的研究是在一定信道状态信息(CSI)条件下进行，即发送天线选择时在发射机端或在接收天线选择在接收端均需要了解一定的CSI。而实际上在接收端无线传播环境中是不可能知道信道冲激响应的，因此要进行信道估计。在3GPP会议中，由朗讯、诺基亚、西门子和爱立信公司联合提出了标准化MI

6、MO信道的建立。推荐的信道建模方法有基于相关的方法和基于子径的方法。但对于如何实现没有达成共识。到目前为止ITU还没有统一的MIMO信道模型。2.2射频开关的实现。现在的技术很难实现射频RF开关。目前生产的开关有转换损耗，必须通过在发射机的放大器中使用更大的发射功率，在接收端使用更敏感的低噪声放大器来补偿，这会抵消天线选择带来的好处。72.3算法的实现。天线选择可以减少硬件的复杂度和成本，获得分集增益或提高系统容量，但这些都是以计算复杂度为代价的。在MIMO中使用信道估计和天线选择算法都会增加复杂度。如最佳天线选择基于接收信号的SNR，但实际中很难使用包

7、络检波器检测出SNR最高的信号。如联合发送、接收选择方案中，连续选择最好的接收机，然后选择发射机并不一定会得到总的最佳选择。实际上，除了耗尽搜索，现在还没有更好的联合收发天线选择方案。2.4天线问题。天线的数目和天线之间的距离是一个关键问题。在基站上安装大量天线，还会带来环境问题。因此，一般将天线的数目限于一个中等的值，如4根天线，天线之间的距离为10λ。选用比较大的距离是因为基站一般建在比较高的位置，并不能保证可以抵消相关衰落。在基站使用双极性天线，4根天线距离为115m(10λ)就可以。对终端，1/2λ的间距可以保证相当的不相关衰落。这些天线可以嵌入

8、到笔记本电脑中，然而，对手机而言，安装2根天线也是一个问题。因为手机的发展趋势是