什么是MIMO技术？详解MIMO涉及的主要技术

MIMO的全称是多输入多输出。它是无线通信中使用的一种天线技术，使用多个天线（RF发射器和接收器）来优化数据传输速度。它通过使数据能够同时通过多条信号路径和空间路径传输来提高无线电传输的容量。
当数据包通过多个天线发送和接收时，它会创建同一信号的多个版本，从而增加数据到达接收天线而不受衰落影响的机会。这会导致更高的信噪比和更低的错误率，从而实现更稳定的连接并减少拥塞。相对其他天线系统更具优势，例如单天线收发器（SISO）、单输入多输出（SIMO）、多输入单输出（MISO）。

 

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空间分集技术

MIMO涉及空间分集技术，用于提高信号的质量和可靠性。它采用多个具有相同特性但物理上彼此分离的天线。这种分离有助于减轻信号衰落的影响，当信号通过多条路径传输并以不同的强度和相位到达Wi-Fi接收器时，就会发生信号衰落。

 

信号遇到建筑物、树木或山脉等障碍物会导致信号衰落，甚至可能导致信号完全丢失。空间分集通过使用多根天线接收信号来帮助克服这个问题。由于信号所走的路径不同，每根天线接收到的信号版本略有不同。通过合并这些不同的版本，可以提高整体信号质量并减少信号衰落的影响。

 

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空间复用技术

空间复用技术也称为空分复用（SDM），是一种用于各种通信系统（包括无线通信和光纤通信）以增加数据传输容量的技术。它通过多个天线同时传输多个独立数据流，从而充分利用空间域。

 

空间复用主要是Wi-Fi通信的一部分。它涉及通过多个Wi-Fi天线发送多个空间流，然后通过空间处理在Wi-Fi接收器处分离这些空间流。Wi-Fi接收器单独解码传输的流，从而增加固定信道带宽的数据吞吐量。虽然空间复用可以提高频谱效率，但它不提供分集增益。

 

在MIMO无线通信设备中结合OFDM（正交频分复用）可提高频谱效率，因为MIMO提供的空间复用天线增益与多载波调制结合使用。这种组合还可增强连接稳定性并提供高质量的服务。

 

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波束成形技术

MIMO涉及波束成形技术，将信号聚焦于特定方向，以在接收端实现最大增益。波束成形可以是模拟的（使用相控阵执行）、数字的（使用调制数据流的预编码来构建波束模式）或混合的（模拟和数字的组合，空间/时间复用）。不同的5G波束成形方法需要不同的信号处理方法来对信号进行预编码和解码。

 

 

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预编码技术

此外，MIMO还涉及预编码技术，主要用于提高性能和减轻干扰。它涉及在发送信号之前对其进行编码，旨在优化接收端的接收信号。它与波束成形相辅相成。预编码侧重于发射端的信号处理，而波束成形发生在接收端并将信号导向接收端。它可最大限度地提高信噪比（SNR），最大限度地减少干扰，并最终提高数据传输的整体质量和可靠性。