MIMO：商机无限的无线宽带通讯新技术
摘要 ：本文简要介绍了无线宽带通信热点技术—MIMO的概念、特点,并与其他技术进行简单比较从而分析其发展现状和市场应用前景。
随着无线通信技术的飞速发展,人们对无线局域网性能和数据速率的要求也越来越高。在未来的无线宽带通信系统中,存在着两个最严峻的挑战：信道多径衰落和频谱效率。作为无线宽带通信的基础技术--正交频分复用(OFDM)能够解决多径衰落问题,在带宽和功率不受限的情况下能够实现人们期待的高速率,但对带宽和功率受限的无线局域网系统就不太适合了。而多入多出(MIMO)技术能能够在空间中产生独立的并行信道,同时传输多路数据流,这样就有效地提高了系统的传输速率,即在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率。因此MIMO与OFDM的结合将成为适应下一代无线局域网发展要求的关键技术,在未来几年中,该技术的相关研究工作将进一步受到重视,特别在无线局域网领域的应用研究将成为热点。二者相辅相成,催生了无线宽带通信技术广阔市场。
那么到底什么是MIMO技术呢？
MIMO就是Multiple Input Multiple Output的缩写,顾名思义是多输入、多输出的意思。无线网络通信数据通过多重切割之后,经过多重天线进行同步传送;由于无线信号在传送的过程中,易受多种因素的影响和干扰,会走不同的反射或穿越路径,因此到达接收端的时间不一致。为了避免数据不同步而无法重新组合,接收端由多重天线接收,对接收信号利用DSP重新计算的方式,根据时间差的因素,将分开的数据重新组合后输出正确且快速的数据流。由于无线传送的数据经过分割传送,不仅单一数据流量降低,可延长传送距离,而且还拓展了天线接收范围。因此MIMO技术不仅可以加快既有无线网络频谱的数据传输速率,又不用额外占用频谱,更重要的是,还能延长信号接收距离。从这个角度讲,MIMO无疑相当于给无线传输开辟了多条车道,同时又保证了高速度和高效率,真正让无线通信驶上了信息高速公路。
MIMO技术是如何运作的呢？
在图1中简要说明了MIMO运作的方式。
图1 MIMO系统的运作方式
MIMO系统将一个数据流分为数个数据流;2. 每个数据流被模块化编码;3. 通过不同的射频天线链,同时在同一频率信道中被传送;4. 经由多径反射后,每一个接收天线射频链都有多个传送数据流的线性汇整;5. 在接收器中使用MIMO算法将这些数据流分开,算法是依每个发射器和接收器之间的所有信道来做估算。
每个多径路线可以被视为是创建多重“虚拟线路”的单个信道,它们都能用来传送信号。MIMO的多个空间性分离的天线可以充分利用由多径创建的虚拟线路,并传送更多数据。除了让传输速率倍增外,由于每个接收天线对于单个传送数据流都进行计算,传输范围也因此能增加,这也是天线多样性的一种优点。
图2示出一个基本的MIMO-OFDM发射器流程。图中显示主要的处理模块包括数字(绿色)、模拟(**)和混合信号(蓝色)等功能。有两个发射器天线和两组在一起的OFDM调制器、数字-模拟转换器(DAC)、模拟调制器(RF前端)、功率放大器(PA)和全向性(omni-patterned)天线。双天线MIMO发射器是一个由两组同一来源的模拟链(DAC和RF电路)及全向性天线组成的数字调制器,因此, MIMO-OFDM的传输和两个在相同信道中同步的OFDM传输是完全一样的,只不过传送的是不同
