基于MIMO的空間分集技術專利技術綜述

【摘要】 基于MIMO（Multiple Input Multiple Output）的空間分集技術是LTE 系統支持的關鍵技術之一，是未來通信發展的核心技術。MIMO技術通過在發射端和接收端同時配置多個接收天線，利用多天線來抑制信道衰落，大幅度地提高信道容量。本文從不同層面考慮，分析了接收分集和發射分集的相關技術，重點分析了虛擬MIMO的相關技術分支，并對涉及到的專利申請按照申請人或者不同的技術分支做了歸類，闡述了基于MIMO的空間分集技術的發展進程，總結歸納了涉及各項技術分支的專利申請時間，為后續審查提供了有效幫助。

【關鍵詞】 MIMO 空間分集 虛擬MIMO

一、引言

空間分集用于在無線信道中抵抗衰落，主要原理是利用空間信道的弱相關性，結合時間、頻率上的選擇性，提供更多的信號傳遞副本來保證信號傳輸的可靠性，從而改善接收信號的信噪比。空間分集是目前使用最多的分集形式，空間分集技術是在不犧牲信號頻率帶寬和保證數據傳輸速率的同時獲得分集增益，因而得到了廣泛的應用。MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術是LTE 系統支持的關鍵技術之一，通過在發射端和接收端同時配置多個接收天線，可以大幅度地提高信道容量。

空間分集可分為接收分集和發射分集：

接收分集：接收分集是在接收端利用多個間隔一定距離的天線接收攜帶同一信息的多徑信號，并采用合并技術來獲得較好的信號質量。

發射分集：發射分集是利用多副天線發射信號，并把發射信號設計成在不同的信道中保持獨立的衰落。

MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術是LTE 系統支持的關鍵技術之一，通過在發射端和接收端同時配置多個接收天線，可以大幅度地提高信道容量。該技術被認為是一種新型的“智能天線”技術，它利用多天線來抑制信道衰落。因此，基于MIMO的空間分集技術是同時利用發射分集和接收分集的技術，是目前LTE系統中抗衰落的重要技術。

二、分集技術

基于MIMO的空間分集技術是同時利用發射分集和接收分集的技術，下面分別從接收方和發送方考慮分析相應的分集技術。

2.1接收分集

基于MIMO的空間分集技術，從接收方一端考慮，采用接收分集的技術。

2.2發射分集

基于MIMO的空間分集技術，從發送方一端考慮，采用發射分集的技術。根據基站端是否需要下行鏈路的反饋信息，可以把發射分集分為開環和閉環兩類。

開環發射分集：系統較簡單，分集性能不受信道變化影響。

閉環發射分集：移動端向基站反饋下行鏈路的信道狀況，基站根據移動站反饋的下行鏈路信息計算對每個移動端的發射權重，進行發射功率的分配。

三、虛擬MIMO技術

利用MIMO的空間分集技術時，對天線間的距離有限制；如何實現虛擬的MIMO技術是非常關鍵的。實現虛擬的MIMO技術分為有協作通信方式的虛擬MIMO技術和無協作通信方式的虛擬MIMO技術。虛擬MIMO技術分為有協作通信方式的虛擬MIMO技術和無協作通信方式的虛擬MIMO技術，目前的專利申請量來說，主要涉及的是無協作通信方式的虛擬MIMO技術。

3.1 有協作通信方式

有協作通信方式的虛擬MIMO技術指的是用戶之間的數據可以相互共享，從而通過相互協作向基站發送數據來提高通信質量。有協作通信方式的虛擬MIMO技術涉及復雜的算法，專利申請相對較少，大部分是高校申請，涉及公司和個人的申請不足百件。

在涉及有協作通信方式的虛擬MIMO技術的專利申請中，高校占了很大的比例，因此，在涉及該項技術的專利審查時，可以優先從高校入手，在檢索對比文件時，可以先在非專利庫進行檢索，會取得事半功倍的效果。

3.2 無協作通信方式

無協作通信方式的虛擬MIMO技術指的是用戶之間的數據不能相互分享，而是各自向基站發送獨立的數據流，是應用范圍更廣的通信方式。

近幾年的專利申請來看，華為，中興仍然是該項技術的主要申請人，兩者的申請量之和占比為80%，高校申請量較多的為北京郵電大學，西安電子科技大學，成都電子科技大學，網絡運營商也有涉及，涉及最多的是中國移動通信集團公司。因此，對于無協作通信方式的虛擬MIMO技術來說，在后續審查中，可以對上述申請人進行有針對性的檢索。

四、總結

本文圍繞基于MIMO的空間分集技術，從不同層面進行了分支技術的劃分。分別從接收方和發送方進行考慮，闡述了接收分集和發射分集的相應技術，針對涉及不同技術方案的專利申請，可以從不同的思路著手，為后續審查理清思路，提高檢索效率。

參 考 文 獻

[1]MIMO-OFDM 系統載波同步的空間分集算法*，彭端等，《電路與系統學報》第12卷第3期，2007.6