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MIMO(Multiple-InputMultiple-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。
无线电发送的信号被反射时,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)的系统一次只能发送或接收一个空间流。MIMO允许多个天线同时发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技术的应用,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。
1、高信道的容量
MIMO接入点到MIMO客户端之间,可以同时发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,在不增加带宽和天线发送功率的情况下,频谱利用率可以成倍地提高。
2、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。多天线系统的应用,使得并行数据流可以同时传送,可以显著克服信道的衰落,降低误码率。
所谓4x4MIMO,指的是无线网络的基站有4根天线发射数据而用户终端有4根天线接收数据,而4x2MIMO的用户终端只有2根天线接收数据,如下图所示。
显然,前者在下载速度上比后者要快得多。如果用户要下载数据,4x4MIMO终端可以传输4个数据流,而4x2MIMO最多只有2个数据流。
在信号好的地方,4x4MIMO终端的数据流比4x2MIMO终端多,传输速率快;如果信号不好,天线多一倍的4x4MIMO终端可以更好地克服信道衰落,降低误码率,通信速率也更快。
Note7是首款支持4x4MIMO(多用户多进出)技术的商用智能手机。支持4x4MIMO技术理论上意味着三星Note7将享受到更快的下载速度,以及更稳定的网络连接。
4x4MIMO技术使用了4根天线来接收基站信号,更多的天线不仅意味着数据接收速度更快,同时也保证了数据吞吐的稳定性。除此之外,支持4x4MIMO技术也能减少手机的资源消耗,迅速完成下载让CPU进入低功耗模式,已达到省电的目的。
不过值得注意的是,目前仅有使用高通X12LTE基带的设备才支持4x4MIMO技术,而这骁龙820正好整合了该基带。这也意味着Exynos8890版Note7将无缘该技术。
华为P10Plus手机之所以能实现4x4MIMO技术,首先要归功于高性能的麒麟960芯片。麒麟960采用了华为先进的基带处理器Balong750,其4x4MIMO检测算法基于最大似然准则进行了优化,并针对典型应用场景进行了优化,可以在不同环境下为用户带来更好的体验。测试表明,麒麟960芯片在现有1/2数据流的基础上增加了3/4数据流的传输,并大幅降低了现网实现的门槛,即使是在信号质量较差的环境中,也能确保较高的2数据流比例。总而言之,麒麟960芯片可以在信号好的时候提供普通手机2倍的传输速率,在信号不好的时候则可以在提供更快速率的同时,保证更高的连接质量。
为了实现4x4MIMO技术,P10Plus手机在芯片之外也做了大量研发。为此华为在无线小型化、天线隔离和多天线互联等方面进行了一系列创新,硬是在厚度仅有6.98毫米、重量165克的P10Plus上放置了4个天线及其配套芯片,这才有了华为第一款4.5G手机!
2017年2月26日,中兴通讯在系统解决方案支撑下,正式对外发布全球首款GigabitPhone千兆手机,每秒下载速率最高可达1G比特。
中兴千兆手机(GigabitPhone)搭载集成了骁龙X16LTE调制解调器的骁龙835移动平台,通过将载波聚合技术、4x4MIMO天线技术以及256-QAM高阶调制技术相结合,可实现比第一代LTE终端快达10倍的下载速度。得益于中兴系统平台在5G领域的技术积淀,千兆手机基于Pre5GGiga+MBB无线网络解决方案,可在现有频谱基础上有效提升吞吐量3倍以上,使用户在5G时代到来之前提前享受类5G体验。
其一:四根天线的设计将会大规模增加手机厂商的成本,在目前终端手机利润较低的情况下,多两根天线对于手机厂家的利润压缩将会更加明显。
其二:非常重要的一点就是消费者关注焦点多集中于手机硬件,比如摄像头/屏幕等,从而忽略了通信本身的功能,所以手机厂商往往选择忽略和无视,甚至是即便有创新的通信技术也不去搭载,这是比较重要的一点。
随着智能手机产业的发展,4×4MIMO的作用愈发明显。其次5G的商用也将加快4×4MIMO发展步伐,目前各家运营商普遍认为2020年左右5G将会商用,5G时代4×4MIMO将是手机的基本配置,没有搭载4×4MIMO的手机将很难实现5G的体验,所以5G的到来也将推动手机厂商规模化应用4×4MIMO。
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