推 puremozo:姜博士 真是好榜樣~~ 有你ㄉ~~ 整理ㄉ真好!! 11/19 22:49
應黃老大要求，先搶PO
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對更高網路容量和更高無線網路性能的需求是不變的。MIMO系統能大幅改善頻譜效率，將
在很多未來的無線通訊系統中扮演重要角色。本文將概述MIMO系統的原理和這些系統的標
準化。
過去幾年，無線服務重要性日益提升，對更高網路容量和更高性能的需求不斷成長。幾種
選擇方式如更高頻寬、最佳化的調變方式甚至程式碼多工系統實際上提高頻譜效率的潛力
有限。多輸入多輸出(MIMO)系統透過採用天線陣列，利用空間多工技術來提高所使用頻寬
的效率。
MIMO系統利用來自一個訊息通道的多個輸入和多個輸出。這些系統是用空間分集和空間多
工定義的。空間分集分為Rx和Tx分集。訊號的副本從另外一個天線發送或在多個天線處接
收。採用空間多工，系統能在一個頻率上同時傳輸一個以上的空間數據串流。
MIMO是在802.11n、802.16-2004和802.16e以及3GPP中制訂的。包含MIMO的更新標準是
IEEE802.20和802.22。本文將概述MIMO系統的原理以及這些系統的標準化，以及WCDMA、
OFDM和天線陣列的基礎知識。
空間多工
透過一個以上的天線發送多組數據串流稱為空間多工。有兩種類型必須考慮。
第一種類型為V-BLAST(Vertical Bell實驗室分層空間-時間)，它發送空間未編碼的數據
串流，不需要考慮在接收器上對訊號進行均衡處理。
第二種類型是透過空間-時間編碼實現的。與V-BLAST相較，空間時間編碼提供正交編碼方
式，因此是獨立的數據串流。V-BLAST方法不能分離數據串流，因此會出現多個數據串流
的干擾(MSI)。這會使傳輸變得不穩定，而前向糾錯編碼並非總是能解決這個問題。空間-
時間編碼訊號的檢測基於一種簡單的線性處理，並獲得合理的結果。空間多工的優勢是，
容量的增加與發送天線的數量線性相關。
空間分集
空間多工可提供更高容量，但訊號品質並無改善。空間多工不僅沒有提高訊號品質，反而
使訊號品質降低了。空間分集能改善訊號品質，並在接收端達到更高的訊息噪音比。特別
是在廣大的網路區域，空間多工技術達到了自身的極限。網路環境越大，訊號強度就必須
越高。
分集原理依賴於結構化冗餘的傳輸。這種冗餘可以在任何時間，從任何天線、透過任何頻
率，或以任何極化方式傳輸。而目前在MIMO技術中並沒有考慮後一種方法。因此必須考慮
兩種空間分集：1. Tx分集，一個訊號的副本從另外一個天線發送(例如2x1)；2. Rx分集
，接收到的訊號進行多次評估(例如2x1)。第一種可以與單聲道和立體聲訊號相較。如果
是立體聲訊號，人耳可以感受到更好的聲音效果。第二種分集類似於兩隻耳朵，所聽到的
效果比單隻耳朵更好。
天線系統
天線技術對增加網路容量很關鍵。這種技術始於分扇區天線。這些天線覆蓋60或120度，
以蜂巢式執行。在GSM中，採用120度天線容量可以擴大到3倍。自適應天線陣列採用窄波
束加強空間多工。智慧天線屬於自適應天線陣列，但是在智慧到達方向(DoA)估計上不同
。智慧天線獨立於任何的支援的反饋，對用戶終端是透明的，可以形成特定用戶波束。可
選的反饋可降低陣列系統的複雜性。MIMO系統通常需要反饋，且對用戶不是透明的。波束
成形是用於製作天線陣列輻射模式的一種方法。它可以用在所有的天線陣列以及MIMO系統
。
MIMO和OFDM
MIMO可以應用於所有的無線通訊技術。然而，MIMO和OFDM(正交頻分多工)的結合具有以下
優點：1. OFDM適合於無線系統中的多徑傳播。OFDM訊框的長度決定於保護間隙(GI)。這
個保護間隙限制最大路徑延遲，以及與延遲相關的網路面積。MIMO也使用多徑傳播。2.
OFDM是一種寬頻系統，具有很多窄頻子頻段。數學MIMO訊息通道模型基於窄頻非頻率選擇
性訊息通道。OFDM也支援後者。寬頻系統的衰落效應通常只發生在特定頻率，很少子頻帶
干擾。數據擴展到所有頻段，因此只有很少的數據位元丟失，這些丟失的數據位元可透過
前向糾錯(FEC)進行修補。OFDM提供穩固的多徑系統，適用於MIMO。OFDM也提供高頻譜效
率，以及幾個子頻段上塊狀時空編碼在時域擴展時的一定自由度。這就可以基於前面描述
的原理得到一個更穩固的系統。
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