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MIMO技术概述 目录: MIMO技术发展历史 MIMO系统模型及信道模型 MIMO系统中的分层空时结构 MIMO系统中的空时编码 分层空时结构与空时编码的比较 MIMO波束成形 MIMO-OFDM 必威体育精装版进展（举例说明cdma2000中的多天线技术） 下一步工作展望 发展历史 多入多出(MIMO) 是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。 发展历史： 1908年 马可尼就提出用MIMO来抗衰落; 70年代 有人提出将MIMO用于通信系统; 1995年 Teladar给出了在衰落情况下的MIMO容量； 1996年 Foshinia给出了一种多入多出处理算法——对角-贝尔实验室分层空时(D-BLAST)算法； 1998年 Tarokh等讨论了用于MIMO的空时码； 1998年 Wolniansky等采用垂直-贝尔实验室分层空时(V-BLAST)算法建立了一个MIMO实验系统 这些工作受到各国学者的极大注意，并使得MIMO技术的研究工作得到了迅速发展。 MIMO系统模型 MIMO系统框图 M根发射天线的信号矢量为 N根天线上引进的噪声矢量为 接收信号可以表示为 MIMO信道模型 独立同分布的复高斯信道（一般用来描述较强的散射环境，理想情况） 带相关性的信道模型 MIMO信道模型 信道矩阵表示（对一条主路径的描述） 发射天线与发射天线阵列在方向余弦上的单位空间特征图为： 可以看到在只有一条主路径的情况下，多天线只提供了功率增益。 在多径环境中有许多反射和散射量 例： 这样矩阵的秩就有可能增加，从而提供了自由度的增益 MIMO信道shannon容量 MIMO衰落信道的容量式是随机信道矩阵矩阵H的奇异值 分布的函数，由詹森不等式可知： 当且仅当奇异值全部相等时等号成立，因此，如果信道矩阵H足够随机且外围统计良态，同时总的信道增益很好地分布于各奇异值，那么就可以获得高容量，这为MIMO的高速数据速率传输奠定了理论基础 分层空时结构 BLAST:为了充分利用MIMO的信道容量，G..J.Foschini提出了分层空时结构（ BLAST： Bell-laboratories Layered Space-Time） 定义：将信源数据分为多个数据子流，送入调制映射器进行信号映射。输出的多路调制信号进行空间域和时间域的信号构造（对角结构、垂直结构等）后，再由多个发射天线发射出去。经无线信道传播后，由多个接收天线接收。在接收机中经空时检测、解调、译码，得到判决数据。 BLAST的优点是真正意义上实现了高速数据通信，因为它在多条并行信道里发送的是独立的、没有冗余的信息流，所以它的传输速率将远大于利用传统技术所得到的传输速率。 分层空时结构 BLAST根据构造方式的不同，可以分为垂直结构（V-BLAST：Vertical BLAST）和对角结构（D-BLAST：Diagonal BLAST） V-BLAST（Vertical BLAST） 是一种简化的BLAST检测算法，也就是码块垂直分散在每根天线上 图中 个独立的数据流在由酉矩阵Q确定的任意坐标系统中进行多路复用，该酉矩阵未必与信道矩阵H有关 分层空时结构 D-BLAST V-BLAST第一路数据总在第一根天线上发射，而D-BLAST则是第一路数据在5根天线的5个不同时段发射，即在不同发射天线之间进行交织。 D-BLAST发射机采用循环变动的结构，就避免了某一路数据因为信道条件的不好，而导致连续的误码，从而影响整个接收机的性能。D-BLAST能够达到Shannon容量的90%，但其运算极其复杂。 分层空时结构 V-BLAST接收机结构： 简单接收机结构： 匹配滤波器：利用接收天线阵列对数据流的接受空间进行波束成形，在低信噪比时的性能接近于容量 解相关器：将接收信号投影到与其他所有数据流的接收信号特征图相互正交的子空间上。 MMSE：实现不活感兴趣的数据流能量与消除数据间干扰的最优折中的线性接收机，在低信噪比时和高信噪比时均接近最优性能 串行消除：利用译码运算后的结构对数据流进行顺序译码，从而消除译码数据流对接收信号的影响 空时编码 空时编码就是将空间域上的发送分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。 种类主要有： 空时格码（STTC