初論MIMO技術(shù)及其在無線通信中的運(yùn)用

佘遠(yuǎn)俊

【摘要】 MIMO技術(shù)就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種輸入和多方輸出的技術(shù)，目前在無線通信的領(lǐng)域已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。本文首先對(duì)MIMO技術(shù)的工作原理進(jìn)行了簡單的闡述，然后對(duì)MIMO技術(shù)在無線通信中的空間分集和空時(shí)編碼進(jìn)行了具體的分析。

【關(guān)鍵詞】 MIMO技術(shù) 無線通信 空間分集 空時(shí)編碼

一、MIMO技術(shù)概述

MIMO技術(shù)在無線通信中的應(yīng)用被稱之為MIMO無線數(shù)字通信系統(tǒng)，同時(shí)也叫做大容量的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。對(duì)于現(xiàn)代通信事業(yè)的發(fā)展來說，MIMO技術(shù)極大地促進(jìn)了無線通信技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q無線網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的問題。

對(duì)于MIMO通信技術(shù)，我們可以這樣來理解，如果在通信系統(tǒng)的發(fā)射端口和接受端口進(jìn)行多天線的安裝，就能實(shí)現(xiàn)MIMO通信，具體的模型如圖1所示，其中的N就表示M個(gè)接收的系統(tǒng)模型，hij就表示從第i個(gè)負(fù)責(zé)發(fā)送的天線到第j個(gè)負(fù)責(zé)接受的天線之間的所增加的信道容量。

二、MIMO通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)

通常來說，信道有兩種主要的表現(xiàn)形式，就是離散信道和連續(xù)信道，這兩種信道還有一種說法就是編碼信道和調(diào)制信道。其中調(diào)制信道被包含在了離散信道之中，所以就使得兩種信道的容量是一樣的，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，這兩種信道容量的計(jì)算方法卻并不一樣，現(xiàn)在我們就對(duì)實(shí)際應(yīng)用中使用頻率較高的計(jì)算方法進(jìn)行簡單的分析。

我們可以假設(shè)需要計(jì)算的信道能使獨(dú)立瑞利衰落信道，那就可以根據(jù)香農(nóng)公式來對(duì)接收矢量和發(fā)射矢量的最大信息值進(jìn)行計(jì)算，如果發(fā)生天線的數(shù)量為N，接受天線的數(shù)量為M，那么MIMO技術(shù)信道容量的計(jì)算公式就為：

x 從上面的三個(gè)公式中，我們可以得出下面的三個(gè)結(jié)論。第一個(gè)結(jié)論就是，信道容量的大小和信噪比是呈正比例關(guān)系，即信噪比越大，那么信道的容量就越大。第二個(gè)結(jié)論就是，信道的寬帶大小也能影響信道容量的大小，并且兩者之間也是呈正比例的關(guān)系，但是信道寬帶的增長對(duì)于信道容量的提升具有一定的局限性，并不能使信道容量無限增長。第三個(gè)結(jié)論就是，如果信道的容量保持不變，那么信道的寬帶和其中的信噪比是可以進(jìn)行相互之間的轉(zhuǎn)化的，并且二者是呈反比例關(guān)系，即信噪比越大，那么進(jìn)行傳輸?shù)男诺缹拵Ь蛻?yīng)該越小，這樣才能保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

三、MIMO技術(shù)能在無線通信中的應(yīng)用

（1）空間分集的應(yīng)用。在無線的通信系統(tǒng)中，只要空間出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)的變化，就有可能導(dǎo)致場強(qiáng)發(fā)生比較大的變化。（2）空時(shí)編碼的應(yīng)用。為了能夠提升無線通信系統(tǒng)的功能，我們可以將信道的編碼、調(diào)制、發(fā)射和接受進(jìn)行綜合性的考慮，在時(shí)間和空間的領(lǐng)域內(nèi)都引進(jìn)編碼的概念，這樣的一種過程就叫做空時(shí)編碼。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室笤絹碓礁撸瑐鹘y(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足人們的需求了，所以有必要利用比較先進(jìn)的MIMO技術(shù)，所以我們對(duì)于該技術(shù)的探究和探討還應(yīng)該進(jìn)一步深入。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張延杰. MIMO天線耦合特性研究[D]. 西安電子科技大學(xué)，2012

[2] 王旭穎. 基于MIMO技術(shù)的可見光通信系統(tǒng)的研究[D]. 南京郵電大學(xué)，2013

[3] 蔣武揚(yáng). 無線通信系統(tǒng)中的虛擬MIMO技術(shù)研究[D]. 上海交通大學(xué)，2010