MU-MIMO是什么

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1.什么是MIMO
MIMO：Multiple-Intput Multiple-Output,即多入多出系統(tǒng)，這里的入和出是相對于發(fā)射天線和接受天線構(gòu)成的天線系統(tǒng)來講。
通常的通信系統(tǒng)是單發(fā)單收，也就是SISO：Single-Input Single-Output

2.SISO系統(tǒng)信息傳輸速率受限于香濃定理
香農(nóng)給出了在高斯白噪聲干擾的，帶寬受限的信道上實現(xiàn)無差錯傳輸?shù)男畔⑺俾实淖畲笾担簿褪切诺廊萘俊?br />單根發(fā)射天線和單根接受天線之間的信道容量受限于香濃公式，想要在相同的頻譜帶寬下進(jìn)一步提升信道容量，要采用多天線技術(shù)。

3.MU-MIMO
MU-MIMO是基于多天線技術(shù)的，這個技術(shù)的物理層是多天線技術(shù)。多天線可以實現(xiàn)多種技術(shù)，不僅僅是MU-MIMO。
MU-MIMO的實現(xiàn)是結(jié)合波束成型的，波束成型有兩種實現(xiàn)方式，一種是智能天線波束成型，一種是基于全向天線的波束成型。在CWNA一書中，已經(jīng)給出了其定義。
MIMO包含2D-MIMO和3D-MIMO兩種，目前5G NR已經(jīng)有3D-MIMO的波束了，Wi-Fi 6里面還停留在2D-MIMO上。打個比方就是說利用定向天線，天線輻射可以參考手電筒打光，波束的概念就是從光束來的，手電筒打的光就是定向的光束，同理，定向天線輻射的信號就是定向的波束。如果發(fā)送和接收方同時用兩個手電筒打信號，那么一次性就可以傳遞更多的信息，這種多天線的發(fā)送方式就是MIMO。
MIMO和全雙工存在區(qū)別，MIMO模式下兩根天線，只能夠同時處于發(fā)送，或者接收狀態(tài)。而全雙工可以一根天線是發(fā)送狀態(tài)，一根是接收狀態(tài)。（PS：全雙工也可以通過EBD之類的設(shè)備，一根天線實現(xiàn)全雙工，這里不加以討論）
MIMO的概念比較多，是針對多根天線而言的，主要是兩個概念分集和復(fù)用。如果有多個通路的時候，比如有兩個通路。我們可以簡單理解如下，如果兩個通路傳同一個信息，那么就是分集。如果兩個通路傳兩個不同的信息，那么就是復(fù)用。在802.11協(xié)議的相關(guān)培訓(xùn)書籍里面，這個概念實際上給的是比較粗的解釋，MIMO實際上是分集和復(fù)用結(jié)合的技術(shù)，波束成型是發(fā)送分集。
在我們常用的路由器中都是配備了全向天線。利用全向天線實現(xiàn)定向天線實際上是基于干涉抵消的機制來做的，通過預(yù)編碼，讓數(shù)據(jù)流通過兩根天線具有一定的相位差發(fā)送出去，達(dá)到接收方接收功率疊加，或者干擾方接收功率抵消的效果。

預(yù)編碼可以通過數(shù)字編碼的形式添加相位差，目前Wi-Fi就是采用這一種。移動通信（比如LTE或者5G NR）里面方式多了一種是電相位差，是通過基帶連接到RF這一段的線路上，通過線路的長度差異來做相位差?？傊?，有了相位差就可以做波束成型了。2維平面上的干涉抵消就是2D-MIMO，3維平面就是3D-MIMO了。
然后需要回顧下，基于MIMO技術(shù)，可以做到多發(fā)多收。基本的MIMO就是，一個發(fā)送者有兩根天線，一個接受者有兩根天線，發(fā)送者一次用兩根天線發(fā)，接受者用兩根天線收，然后兩倍傳輸速率，這個就是802.11n時代做的MIMO技術(shù)。
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