空間相關(guān)信道下MIMO系統(tǒng)的天線選擇及優(yōu)化設(shè)計

圖1 所示為mimo系統(tǒng)的原理圖。傳輸信息流s(k)經(jīng)過空時編碼形成n個信息子流ci(k)，i =1 ,…， n 。這n子流由n個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由m個接收天線接收。多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實現(xiàn)最佳的處理。 特別是，這n個子流同時發(fā)送到信道，各發(fā)射信號占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射接收天線間的通道響應(yīng)獨立，則多入多出系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道。通過這些并行空間信道獨立地傳輸信息，數(shù)據(jù)率必然可以提高。 mimo 將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進行優(yōu)化， 從而實現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近于最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理。

1、3g中的mimo 應(yīng)用 目前，對mimo 技術(shù)的研究工作己經(jīng)進入了一個相對成熟的階段。但至今為止，mimo 在蜂窩系統(tǒng)中還很少商業(yè)實現(xiàn)。除了多入單出的純發(fā)分集方案，目前3g(3 generation ,第三代) 還沒有采用任何的mimo 方案。影響mimo 系統(tǒng)大規(guī)模商業(yè)化的兩個主要因素: 一是天線問題。在mimo 的系統(tǒng)設(shè)計中，天線的數(shù)目和間距是很重要的系統(tǒng)參數(shù)。對于終端而言1/ 2 波長間距足夠保證非相關(guān)衰落，最大可能是使用兩根天線，而對于手機而言，安裝兩根天線可能是個問題。這是因為目前手機設(shè)計的趨勢是把天線放入蓋子里以改進外表的吸引力，這就使得間隔的要求近乎苛刻。 二是接收機復雜度的問題。首先，接收機中對mimo 信道的估計使得復雜度增加。另外，復雜度還來自特別的rf(radio frequency ,射頻) 、硬件和接收機高級分離算法。 系統(tǒng)與現(xiàn)有的非mimo 網(wǎng)絡(luò)兼容問題、itu ( international telecommunication union ,國際電信聯(lián)盟) 還沒有統(tǒng)一的mimo 信道模型問題、考慮發(fā)射機的信道狀態(tài)信息csi (channel status information)問題等等，也是需要考慮的。 2、mimo 技術(shù)的其它應(yīng)用 mimo 技術(shù)己經(jīng)廣泛地應(yīng)用在固定寬帶無線接入領(lǐng)域中，采用mimo 的主要公司是iospan wire2less 和raze technologies。iospan wireless 的airburst 系統(tǒng)是基于mimo 一ofdm 正交頻分復用的fdd(頻分雙工) 系統(tǒng)。raze technologies 的skyfir 系統(tǒng)也具有mimo 接口，并且可以用波束成形控制器來升級。