技術資料|Technical trainings

什么是MIMO、最大比合并MRC、波束成形、空時分組編碼STBC、空間復用

Admin2017-03-16 17:23:23

多入多出技術MIMO（multiple-input multiple-output）表示多輸入多輸出，由m個發(fā)射天線和n個接收天線組成的天線系統(tǒng)。MIMO技術的應用，使空間成為一種可以用于提高性能的資源，并能夠增加無線系統(tǒng)的覆蓋范圍。
MIMO系統(tǒng)產(chǎn)生多空間流信號，最大每個天線產(chǎn)生一個空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個空間流，即一份信號。MIMO技術允許多個天線同時發(fā)送和接收多個空間流，即多份信號，并能夠區(qū)分發(fā)往或來自不同空間方位的信號。802.11n設備最大支持4x4，4個空間流，速率高達600Mbps。

最大比合并MRC（maximum ratio combining）是一個分集接收技術，目的是改善接收端的信號質(zhì)量。
基本原理：對于來自發(fā)射端的同一個信號，由于在接收端使用多天線接收，這個信號將經(jīng)過多條路徑（多個天線）被接收端所接收。多個路徑質(zhì)量同時差的幾率非常小，一般總有一條路徑的信號比其他信號好。在接收端使用某種算法，對各接收路徑上的信號進行加權匯總，信號好的路徑分配最高的權重，實現(xiàn)接收端的信號改善。當多條路徑上信號都不太好時，通過MRC技術能夠獲得較好的接收信號。

波束成形（beamforming或TxBF）技術是利用空間信道的強相關性，利用波的干涉原理產(chǎn)生強方向性的輻射方向圖，使得輻射方向圖的主瓣自適應地指向用戶來波方向，從而提高信噪比，提高系統(tǒng)容量或者覆蓋范圍。傳輸波束成形是802.11n標準的可選特性。
Beamforming分顯式和隱式兩種。顯式波束成形（explicit beamforming）要求接收端將接收到的信號狀況反饋給AP，AP根據(jù)反饋信號進行計算將發(fā)射的調(diào)整到最佳狀態(tài)使得接收端信噪比得到加強，提高了接收能力。而隱式波束成形（implicit beamforming）無需接收端配合，AP根據(jù)信道參數(shù)自動調(diào)節(jié)達到提高接收端信噪比。目前主流終端均不支持beamforming，即不支持對AP的beamforming信號反饋。

空時分組編碼STBC（Space Time Block Coding）用在無線通信中傳輸一個數(shù)據(jù)流的多個拷貝。通過許多天線來產(chǎn)生數(shù)據(jù)的多種接收版本，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。接收機接收到的數(shù)據(jù)拷貝中，存在一些比其它拷貝“更好”的拷貝。而這種冗余導致有更高機會使用一個或更多接收到數(shù)據(jù)拷貝來正確的解碼接收到的數(shù)據(jù)。實際上，STBC聯(lián)合所有接收到的信號的拷貝以一種最佳的方式從它們中盡可能地吸取更多有用的數(shù)據(jù)。

MIMO技術實質(zhì)上是為系統(tǒng)提供了空間復用增益和空間分集增益。
空間復用就是在接收端和發(fā)射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一個頻帶上使用多個數(shù)據(jù)通道（MIMO子信道）發(fā)射信號，從而使得容量隨著天線數(shù)量的增加而線性增加。這種信道容量的增加不需要占用額外的帶寬，也不需要消耗額外的發(fā)射功率，因此是提高信道和系統(tǒng)容量一種非常有效的手段。

空間復用的實現(xiàn)首先將需要傳送的信號經(jīng)過串并轉換成幾個平行的信號流，并且在同一頻帶上使用各自的天線同時傳送。由于多徑傳播，每一副發(fā)射天線針對接收端產(chǎn)生一個不同的空間信號。接收端接收多個數(shù)據(jù)的混合信號后，利用不同空間信道間獨立的衰落特性，區(qū)分開這些并行的數(shù)據(jù)流。實現(xiàn)空間復用必須要求發(fā)射和接收天線之間的間距大于相關距離，這樣才能保證接收端各個子信道是獨立衰落的不相關信道。

• 上一篇： WLAN管理報文和業(yè)務報文的轉發(fā)流程
• 下一篇： AC6605 終端關聯(lián)常見錯誤代碼以及解釋