什么是MIMO技術(shù)？詳解MIMO涉及的主要技術(shù)

MIMO的全稱是多輸入多輸出。它是無(wú)線通信中使用的一種天線技術(shù)，使用多個(gè)天線（RF發(fā)射器和接收器）來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸速度。它通過(guò)使數(shù)據(jù)能夠同時(shí)通過(guò)多條信號(hào)路徑和空間路徑傳輸來(lái)提高無(wú)線電傳輸?shù)娜萘俊?br />當(dāng)數(shù)據(jù)包通過(guò)多個(gè)天線發(fā)送和接收時(shí)，它會(huì)創(chuàng)建同一信號(hào)的多個(gè)版本，從而增加數(shù)據(jù)到達(dá)接收天線而不受衰落影響的機(jī)會(huì)。這會(huì)導(dǎo)致更高的信噪比和更低的錯(cuò)誤率，從而實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的連接并減少擁塞。相對(duì)其他天線系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)，例如單天線收發(fā)器（SISO）、單輸入多輸出（SIMO）、多輸入單輸出（MISO）。

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空間分集技術(shù)

MIMO涉及空間分集技術(shù)，用于提高信號(hào)的質(zhì)量和可靠性。它采用多個(gè)具有相同特性但物理上彼此分離的天線。這種分離有助于減輕信號(hào)衰落的影響，當(dāng)信號(hào)通過(guò)多條路徑傳輸并以不同的強(qiáng)度和相位到達(dá)Wi-Fi接收器時(shí)，就會(huì)發(fā)生信號(hào)衰落。

信號(hào)遇到建筑物、樹(shù)木或山脈等障礙物會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰落，甚至可能導(dǎo)致信號(hào)完全丟失。空間分集通過(guò)使用多根天線接收信號(hào)來(lái)幫助克服這個(gè)問(wèn)題。由于信號(hào)所走的路徑不同，每根天線接收到的信號(hào)版本略有不同。通過(guò)合并這些不同的版本，可以提高整體信號(hào)質(zhì)量并減少信號(hào)衰落的影響。

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空間復(fù)用技術(shù)

空間復(fù)用技術(shù)也稱為空分復(fù)用（SDM），是一種用于各種通信系統(tǒng)（包括無(wú)線通信和光纖通信）以增加數(shù)據(jù)傳輸容量的技術(shù)。它通過(guò)多個(gè)天線同時(shí)傳輸多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)流，從而充分利用空間域。

空間復(fù)用主要是Wi-Fi通信的一部分。它涉及通過(guò)多個(gè)Wi-Fi天線發(fā)送多個(gè)空間流，然后通過(guò)空間處理在Wi-Fi接收器處分離這些空間流。Wi-Fi接收器單獨(dú)解碼傳輸?shù)牧?，從而增加固定信道帶寬的?shù)據(jù)吞吐量。雖然空間復(fù)用可以提高頻譜效率，但它不提供分集增益。

在MIMO無(wú)線通信設(shè)備中結(jié)合OFDM（正交頻分復(fù)用）可提高頻譜效率，因?yàn)镸IMO提供的空間復(fù)用天線增益與多載波調(diào)制結(jié)合使用。這種組合還可增強(qiáng)連接穩(wěn)定性并提供高質(zhì)量的服務(wù)。

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波束成形技術(shù)

MIMO涉及波束成形技術(shù)，將信號(hào)聚焦于特定方向，以在接收端實(shí)現(xiàn)最大增益。波束成形可以是模擬的（使用相控陣執(zhí)行）、數(shù)字的（使用調(diào)制數(shù)據(jù)流的預(yù)編碼來(lái)構(gòu)建波束模式）或混合的（模擬和數(shù)字的組合，空間/時(shí)間復(fù)用）。不同的5G波束成形方法需要不同的信號(hào)處理方法來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼和解碼。

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預(yù)編碼技術(shù)

此外，MIMO還涉及預(yù)編碼技術(shù)，主要用于提高性能和減輕干擾。它涉及在發(fā)送信號(hào)之前對(duì)其進(jìn)行編碼，旨在優(yōu)化接收端的接收信號(hào)。它與波束成形相輔相成。預(yù)編碼側(cè)重于發(fā)射端的信號(hào)處理，而波束成形發(fā)生在接收端并將信號(hào)導(dǎo)向接收端。它可最大限度地提高信噪比（SNR），最大限度地減少干擾，并最終提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼w質(zhì)量和可靠性。