MIMO技术及其在未来移动通信中的应用前景

摘要

本文概述了MIMO(多入多出)无线通信系统的基本原理及其特点，介绍了分层空时结构和空时码等基本的MIMO技术，及在3G移动通信中应用的发射分集技术，展望了MIMO技术在B3G移动通信中的应用前景。我们知道，衡量一个通信系统的好坏最关键的有两个指标，一是可靠性，二是有效性。可靠性是指信息传送的正确性，一般是以误码率作为判断的依据，根据业务种类的不同，对可靠性指标的要求也不同，一般来说，语音业务误码率标准要求可以较低，而数据业务的误码率标准要求较高。有效性是指信息的吞吐量，一般以每秒钟单位带宽上传送的信息量(bit/s/Hz)作为衡量的依据。而一般的通信系统中，有效性和可靠性是一对矛盾，通常提高系统的有效性是以降低可靠性为代价的，反之亦然。移动通信中，3G及其以上的技术我们统称为B3G(Beyond 3rd Generation)技术，B3G对通信容量、速率及服务质量均有更高的要求。在B3G新技术的研究中，MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术由于其自身的特点，在提高系统的有效性和可靠性方面均可以发挥作用，所以近年来成为一项很热门的技术。MIMO是多入多出无线通信系统的简称，其特点是在无线链路的两端用多个天线进行无线传输，实现频谱效率和链路可靠性的明显改善。rn MIMO系统中，当各个天线间距离足够远，各发射天线到各接收天线之间的信道可视为互相独立时，称为分立式多天线，其用途主要是：空间分集、数据传输、干扰抵消等。当各个天线间距离很近，各发射天线到各接收天线之间的信道是相关的，这时称为集中式多天线，这时系统利用多天线合成波束的方向性改善系统性能，如智能天线中的自适应天线阵。本文的讨论是基于分立式多天线的MIMO 技术。