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属于上行技术。
MIMO(多入多出技术)
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
基本介绍
中文名：多输入多输出系统
外文名：Multiple-Input Multiple-Output
简称：MIMO
套用学科：天线无线通信
标准协定：IEEE802.11n
MIMO技术最早是由马可尼于1908年提出的，它利用发射端的多个天线各自独立传送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息，就可以实现以更小的代价达到更高的用户速率。
原理
多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
图1 MIMO系统的一个原理框图
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图1
图1是MIMO系统的一个原理框图。发射端通过空时映射将要传送的数据信号映射到多根天线上传送出去，接收端将各根天线接收到的信号进行空时解码从而恢复出发射端传送的数据信号。根据空时映射方法的不同，MIMO技术大致可以分为两类：空间分集和空间复用。空间分集是指利用多根传送天线将具有相同信息的信号通过不同的路径传送出去，同时在接收机端获得同一个数据符号的多个独立衰落的信号，从而获得分集提高的接收可靠性。举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用一根发射天线n 根接收天线，传送信号通过n 个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n 。对于发射分集技术来说，同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。在一个具有m根发射天线n 根接收天线的系统中，如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落，可以获得的最大分集增益为mn。目前在MIMO系统中常用的空间分集技术主要有空时分组码（Space Time Block Code，STBC）和波束成形技术。STBC是基于传送分集的一种重要编码形式，其中最基本的是针对二天线设计的Alamouti方案，具体编码过程如图2所示。
图2 Alamouti 编码过程示意
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图2
可以发现STBC方法，其最重要的地方就是使得多根天线上面要传输的信号矢量相互正交，如图2-19中x 1和x 2的内积为0，这时接收端就可以利用传送端信号矢量的正交性恢复出传送的数据信号。使用STBC技术，能够达到满分集的效果，即在具有M根发射天线N 根接收天线的系统中采用STBC技术时最大分集增益为MN。波束成形技术是通过不同的发射天线来传送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效提高天线增益。为了能够最大化指向用户的波束的信号强度，通常波束成形技术需要计算各个发射天线上传送数据的相位和功率，也称之为波束成形矢量。常见的波束成形矢量计算方法有最大特徵值向量、MUSIC算法等。M根发射天线采用波束成形技术可以获得的最大传送分集增益为M。空间复用技术是将要传送的数据分成几个数据流，然后在不同的天线上进行传输，从而提高系统的传输速率。常用的空间复用方法是贝尔实验室提出的垂直分层空时码，即V-BLAST技术，如图3所示。
图3 V-BLAST 系统传送示意
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图3
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统是一项运用于802.11n的核心技术。
802.11n是IEEE继802.11bag后全新的无线区域网路技术，速度可达600Mbps。同时，专有MIMO技术可改进已有802.11a/b/g网路的性能。该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。
优点
无线电传送的信号被反射时，会产生多份信号。每份信号都是一个空间流。使用单输入单输出（SISO）的系统一次只能传送或接收一个空间流。MIMO允许多个天线同时传送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。MIMO 技术的套用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。
提高信道的容量
MIMO接入点到MIMO客户端之间，可以同时传送和接收多个空间流，信道容量可以随着天线数量的增大而线性增大，因此可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加频宽和天线传送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
提高信道的可靠性
利用MIMO信道提供的空间复用增益及空间分集增益，可以利用多天线来抑制信道衰落。多天线系统的套用，使得并行数据流可以同时传送，可以显着克服信道的衰落，降低误码率。
潜力
通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k)，I=1，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。
特别是，这N个子流同时传送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加频宽。若各发射接收天线间的通道回响独立，则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。
MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行最佳化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。
系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出（MIMO）系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为：C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)
其中B为信号频宽，ρ为接收端平均信噪比，min(M,N)为M，N的较小者。上式表明，功率和频宽固定时，多入多出系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智慧型天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。相对而言，多入多出对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力。
理论容量与天线数关系：
（1）图4-4所示的四条信道容量曲线的发射天线数量 都为4，以接收天线数量 为横轴，信噪比依次为0dB、5dB、10dB、15dB。从这四条不同的曲线我们可以得出结论：
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图4-4
1．发射天线数量一定，信噪比不变时信道容量随着接收天线数的增多而增大，且增大的幅度越来越小。
2．发射天线和接收天线的数量均相同，信道容量随信噪比的增大而增大。
（2）图4-5所示的四条信道容量曲线的接收天线数量 都为4，以发射天线数量 为横轴，信噪比分别为0dB、5dB、10dB、15dB。从这四条不同的曲线我们可以得出结论：
1．接收天线数量一定，信噪比不变时信道容量随着发射天线数的增多而增大，增大的幅度会越来越小。
2．当发射天线数大于接收天线数时，信道容量增大的幅度会大幅度减缓，当 >10以后，信道容量基本上就没有多大变化。
由上述结论我们可以看到信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以在不增加频宽和天线传送功率的情况下利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，证明了MIMO信道系统理论的正确性。
发展历史
MIMO
实际上多输入多输出(MIMO)技术由来已久，早在1908年马可尼就提出用它来抗衰落。在20世纪70年代有人提出将多入多出技术用于通信系统，但是对无线移动通信系统多入多出技术产生巨大推动的奠基工作则是上世纪90年代由AT&TBell实验室的学者完成的。
1990年代，全世界无线通信领域均针对多天线系统进行研究，希望创作出能指向接收者之波束成型技术，亦即是所谓智慧型天线 —— 一种能使波束聪明地追踪接收者（即行动电话）的技术，如同有个人持着天线到处移动，就像一道自手电筒射出的光束可追踪一位在黑暗中移动的人一样。智慧型天线藉由波束对其指向（亦即对目标接收者）的相长干涉（constructive interference）及同时间该波束对目标接收者指向以外其他方向之相消干涉（destructive interference）来增加信号增益，以实现上述智慧型天线的优点，并对于此传送单位上的多天线间，采用一较窄的天线间距来实现此波束。一般以传送信号之一半波长作为实体的天线间距，以满足空间上的采样定理且避免旁瓣辐射（grating lobes），亦即空间上的混叠。
波束成型技术的缺点乃是在都市的环境中，信号容易朝向建筑物或移动的车辆等目标分散，因而模糊其波束的集中特性（即相长干涉），丧失多数的信号增益及减少干扰的特性。然而此项缺点却随着空间分集及空间多工的技术在 1990 年代末的发展，而突然转变为优势。这些方法利用多径（multipath propagation）现象来增加数据吞吐量、传送距离，或减少比特错误率。这些型态的系统在选择实体的天线间距时，通常以大于被传送信号的波长的距离为实作，以确保 MIMO 频道间的低关联性及高分集阶数（diversity order）。
复合技术
MIMO 此科技与平坦衰落信道（flat fading channels）兼用时最佳，以降低接收端信道均衡器之复杂度及维持接收端的低功率耗损，也因此 MIMO 多半与 OFDM 结合为复合技术。MIMO-OFDM同时为IEEE 802.16及 IEEE 802.11n HT（High-Throughput）的采用标准之一。WCDMA 的系统，如 HSDPA，亦进行将 MIMO 技术标准化的动作。
MIMO技术
所谓的MIMO，就字面上看到的意思，是Multiple Input Multiple Output（多入多出）的缩写，是指无线网路讯号通过多重天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率。
然而比较正确的解释，应该是说，网路资料通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送，由于无线讯号在传送的过程当中，为了避免发生干扰起见，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。为了避免资料不一致而无法重新组合，因此接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的资料重新作组合，然后传送出正确且快速的资料流。
由于传送的资料经过分割传送，不仅单一资料流量降低，可拉高传送距离，又增加天线接收范围，因此MIMO技术不仅可以增加既有无线网路频谱的资料传输速度，而且又不用额外占用频谱范围，更重要的是，还能增加讯号接收距离。所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网路设备，纷纷开始抛开对既有Wi-Fi联盟的兼容性要求，而采用MIMO的技术，推出高传输率的无线网路产品。
MIMO技术大致可以分为两类：发射/接收分集和空间复用。传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落。具有相同信息的信号通过不同的路径被传送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用1根发射天线n根接收天线，传送信号通过n个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n，平均误差机率可以减小到 ，单天线衰落信道的平均误
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