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多天线和MIMO技术发展和应用
杨杉杉
北京中网华通设计咨询，云南普洱 665000
摘要；本文介绍了多天线技术概念和关键技术，并关键介绍了MIMO技术特点，在现有通信网种应用。
关键词：多天线；MIMO；LTE
目录
一、 引言 1
二、 概述 2
1 多天线技术定义 2
2 多天线技术分类 2
. 天线分集技术 2
. 波束赋型技术 3
. 空分复用技术 3
三、 MIMO技术 3
1 MIMO技术定义和原理 3
. MIMO技术定义 3
. MIMO技术原理 3
2 MIMO技术优点 4
. 提升信道容量 4
. 提升信道可靠性 4
3 MIMO技术缺点 5
四、 MIMO系统分类 5
1 根据收发天线数目进行分类 5
. SISO 5
. MISO 5
. SIMO 6
. MIMO 6
2 根据实现方法进行分类 6
. 空间复用 6
. 空间分集 6
. 波束赋型 7
. 开环传输 7
. 闭环传输 7
五、 MIMO技术应用 7
1 MIMO技术在3G中应用 7
2 MIMO技术在WIMAX中应用 7
3 MIMO技术在LTE中应用 8
. LTEMIMO模式协议 8
. LTE关键支持多天线类型 8
六、 小结 9
引言
12月在3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）组织在多伦多会议上正式开启了UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）技术标准长久演进LTE（Long Term Evolution)，其中MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）作为其关键技术备受关注。
伴随中国联通对MIMO技术广泛应用，和LTE-FDD商用网大规模建设，要求我们无线通信设计人员必需清楚MIMO技术概念和特点，方便于频谱资源和网络配置计划。本文将逐步介绍多天线技术概念、MIMO技术特点，和MIMO技术应用和发展趋势。
概述
多天线技术定义
多天线技术顾名思义，就是采取多个天线，区分于传统无线通信系统，多天线技术是在无线链路发射端或接收端采取多个天线或天线矩阵，也可在发射端和接收端同事采取多个天线或天线矩阵，以实现频率复用，提升数据传输速率。
多天线技术分类
依据不一样实现方法分为天线分集，波束赋型和空分复用三种技术。
天线分集技术
分集技术是用来赔偿衰落信道损耗，它通常经过两个或更多天线来实现。同均衡器一样，它在不增加传输功率和带宽前提下，而改善无线通信信道传输质量。在移动通信中，基站和移动台接收机全部能够采取分集技术。现在常见分集方法关键有两种：宏分集和微分集。
天线分集是指利用多天线间较低无线信道相关性，提供额外（发射或接收）分集来对抗无线信道衰落，是一个被用以恢复信号完整度技术。按天线类型可有空间分集，或极化分集。
分集天线在GSM系统中有广泛应用，在基站间距较小、高楼林立市区，因为安装环境受限，多采取体积较小极化分集天线，而在开阔郊区和农村，则多采取增益较高空间分集天线。
波束赋型技术
波束赋型（Beamforming）是一个基于天线阵列信号预处理技术，指利用发射端或接收段多根天线，以一定方法形成一个特定波束，使目标方向上天线增益最大和抑制/降低干扰。所以，波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量和干扰抑止等方面全部有很大优势。
波束赋形技术已经在TD-SCDMA系统中得到了成功应用，在TD-LTE R8中也采取了波束赋形技术。在TD-LTE R8PDSCH传输模式7中定义了基于单端口专用导频波束赋形传输方案。TD-LTE R9中则将波束赋形技术扩展到了双流传输方案中，经过新定义传输模式8引入了双流波束赋形技术，并定义了新双端口专用导频和对应控制、反馈机制。
空分复用技术
让同一个频段在不一样空间内得到反复利用，称之为空分复用。在移动通信中，能实现空间分割基础技术就是采取自适应阵列天线，在不一样用户方向上形成不一样波束。经过空分复用，多个发射源或接收站能够同时使用同一个频率，提升系统频谱效率。在实际通信工程里，空分复用通常和其它复用技术结合使用[1]。
MIMO技术
MIMO技术定义和原理
MIMO技术定义
MIMO(Multiple-Input Multiple-O