MIMO技术

接下来的几篇文章我会和大家一起学习和讨论一下MIMO技术

什么是MIMO？

MIMO技术是指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。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之间存在充分的间隔，因此，消除了天线间信号的相关性，提高了信号的链路性能，增加了数据吞吐量。

在设计上，MIMO是5g和WiFi-6的核心技术所在，多组天线的收发，能够保障稳定的信息传输和更大的信道容量，使得网速大大提升。

为什么要用MIMO？

先来介绍一下传输理论公式：

从公式我们都知道，要想接收功率大，只有以下几种方法：增大发射功率，增大发射、接收天线增益，增大 波长，减小通信距离。从实际应用中，为了保证通信容量，低频段很难保证；缩短通信距离意味着需要更多的基站；增大发射功率意味着成本指数级增长，同时由于无委会的限制，好多公网频段的发射功率都有限制；最终结果就只有一个，增大接收天线和发射天线的增益。

但是单天线的增益不是无限增加的，这里就不得不引入一个新概念-波束赋形。

波束赋形也可以看作是一个空间的高级滤波器，把天线辐射的能量集中起来。这一特殊功能形成特定的波束并通过波束进行数据传输。

单天线的增益没有办法无限增加，但是可以通过多天线赋型实现增益的提升。

MIMO的形式？

MIMO主要使用了两种关键技术：空间分集和空分复用。不管是分集技术还是复用技术，都是把一路数据变成多路数据的技术，可以归为空时编码技术。

空间分集，又被称为天线分集，是无线通信中使用最多的分集形式，它既可以用于移动台，也可以用于基站，或者同时应用于两者。空间分集基于这样一个事实:在移动台端，如果天线间的相隔距离等于或者大于半个波长，或者在基站端分集天线间的相隔距离大于一定值(通常是几十个波长)，那么不同的分集天线上收到的信号包络将基本上是不相关的。

空间复用就是在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个数据通道（MIMO子信道）发射信号，从而使得容量随着天线数量的增加而线性增加。这种信道容量的增加不需要占用额外的带宽，也不需要消耗额外的发射功率，因此是提高信道和系统容量一种非常有效的手段。

其实简单理解也就是空间分集不同通道中传输的是相同的数据。有效降低了多径效应的影响。

空间复用不同通道中传输的是不同的数据。大大增加了信道容量。