MIMO天线各类技巧剖析

admin 时间:2020-04-22 03:36:20   |   阅读:193

  多入多出(MIMO)系统指在发射端和回收端同时应用多个天线的通信系统。研究证实,MIMO技巧十分实用于城市内复杂无线旌旗灯号传达情况下的无线宽带通信系统,在室内传达情况下的频谱效力可以到达20~40 bit/s/Hz;而应用传统无线通信技巧在移动蜂窝中的频谱效力仅为1~5 bit/s/Hz,在点到点的固定微波系统中也只要10~12 bit/s/Hz。平日,射频旌旗灯号多径会惹起式微,因此被视为有害要素。然则研究结果标明,关于MIMO系统来讲,多径可以作为一个有益要素加以应用。MIMO技巧作为提高数据传输速度的主要手腕掉掉落人们愈来愈多的存眷,被认为是新一代无线通信技巧的革命。

  1 MIMO系统的3种主要技巧

  以后,MIMO技巧主要应用发射分集的空时编码、空间复用和波束成型等3种多天线技巧来晋升无线传输速度及质量。

  1.1 发射分集的空时编码

  基于发射分集技巧的空时编码主要有2种,即空时分组码(STBC)和空时格码(STTC)。固然空时编码计划不能直接提高数据率,然则经过这些并行空间信道自力、不相干地传输信息,从而使旌旗灯号在回收端取得分集增益,为数据完成高阶调制发明条件。

  1.1.1 空时分组码(STBC)

  STBC在发射端对数据流停止联合编码以减小因为信道式微和噪声所招致的符号毛病率,它经过在发射端添加旌旗灯号的冗余度,使旌旗灯号在回收端取得分集增益,空时分组码是将统一信息经过正交编码后从多根天线发射出去。MIMO系统的道理如图1所示,传输信息流s(k)经过空时编码构成N个信息子流ci(k),i=1,...,N。这N个信息子流由N个天线发射出去,经空间信道后由M个回收天线回收。多天线回收机应用先辈的空时编码处理可以离开并解码这些数据子流,从而完成最好的处理。特别是这N个子流同时发射旌旗灯号,各发射旌旗灯号占用统一频带,因此并未添加带宽。若各发射回收天线间的通道照顾自力不相干,则多入多出系统可以发明多个并行空间信道。

  

  STBC是1998年,Alamouti提出的一种十分复杂的发射分集技巧,因为其复杂的结构和优胜的功用,很快进入了3GPP规范。STBC实质上是将统一信息经过正交编码后从2个天线上发射出去,2路旌旗灯号因为具有正交性,在回收端就可以将2路自力的旌旗灯号差别出来,只需求做复杂的线性吞并便可以取得分集增益。

  然则,STBC的正交码组的构建还存在必然的后果。关于实数旌旗灯号星座(PAM星座),它才可以结构编码速度为1的空时编码算法。然则,关于一个通俗的双数旌旗灯号星座,例如MQAM(如16QAM)或MPSK(如8PSK),当发射天线阵子数量大年夜于2时,可否存在编码速度为1的码组还有待更深化的研究。今朝关于发射天线阵子数量等于3、4和大年夜于4的系统,假设采取双数旌旗灯号星座,那么十分的空时编码速度只能到达3/4和1/2。可见,关于采取高阶调制的高速度多天线的无线通信系统,假设直接采取空时分组编码算法,不能够充沛地应用系统的有效性。因此,寻觅更好的空时分组码今朝已成为一个研究标的目标;其余,若何在频率选择性信道、时间选择性信道中充沛应用空时分组码的优势也是一个研究课题。总之,以后STBC照样基于发射天线阵子数量等于2的发射分集技巧。

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