mimo檢測演算法
① 跪求MIMO matlab各種檢測演算法的程序~小弟正在做畢業設計,感激不盡
請問我現在在做著個,您當時做出來了嗎
② MIMO的原理
多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質量。它能充分利用空間資源,通過多個天線實現多發多收,在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下,可以成倍的提高系統信道容量,顯示出明顯的優勢、被視為下一代移動通信的核心技術。
圖1 MIMO系統的一個原理框圖
圖1是MIMO系統的一個原理框圖。發射端通過空時映射將要發送的數據信號映射到多根天線上發送出去,接收端將各根天線接收到的信號進行空時解碼從而恢復出發射端發送的數據信號。根據空時映射方法的不同,MIMO技術大致可以分為兩類:空間分集和空間復用。空間分集是指利用多根發送天線將具有相同信息的信號通過不同的路徑發送出去,同時在接收機端獲得同一個數據符號的多個獨立衰落的信號,從而獲得分集提高的接收可靠性。舉例來說,在慢瑞利衰落信道中,使用一根發射天線n 根接收天線,發送信號通過n 個不同的路徑。如果各個天線之間的衰落是獨立的,可以獲得最大的分集增益為n 。對於發射分集技術來說,同樣是利用多條路徑的增益來提高系統的可靠性。在一個具有m根發射天線n 根接收天線的系統中,如果天線對之間的路徑增益是獨立均勻分布的瑞利衰落,可以獲得的最大分集增益為mn。目前在MIMO系統中常用的空間分集技術主要有空時分組碼(Space Time Block Code,STBC)和波束成形技術。STBC是基於發送分集的一種重要編碼形式,其中最基本的是針對二天線設計的Alamouti方案,具體編碼過程如圖2所示。
圖2Alamouti 編碼過程示意
可以發現STBC方法,其最重要的地方就是使得多根天線上面要傳輸的信號矢量相互正交,如圖2-19中x 1和x 2的內積為0,這時接收端就可以利用發送端信號矢量的正交性恢復出發送的數據信號。使用STBC技術,能夠達到滿分集的效果,即在具有M根發射天線N 根接收天線的系統中採用STBC技術時最大分集增益為MN。波束成形技術是通過不同的發射天線來發送相同的數據,形成指向某些用戶的賦形波束,從而有效提高天線增益。為了能夠最大化指向用戶的波束的信號強度,通常波束成形技術需要計算各個發射天線上發送數據的相位和功率,也稱之威波束成形矢量。常見的波束成形矢量計算方法有最大特徵值向量、MUSIC演算法等。M根發射天線採用波束成形技術可以獲得的最大發送分集增益為M。空間復用技術是將要傳送的數據可以分成幾個數據流,然後在不同的天線上進行傳輸,從而提高系統的傳輸速率。常用的空間復用方法是貝爾實驗室提出的垂直分層空時碼,即V-BLAST技術,如圖3所示。
圖3V-BLAST 系統發送示意
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系統是一項運用於802.11n的核心技術。
802.11n是IEEE繼802.11bag後全新的無線區域網技術,速度可達600Mbps。同時,專有MIMO技術可改進已有802.11a/b/g網路的性能。該技術最早是由Marconi於1908年提出的,它利用多天線來抑制信道衰落。根據收發兩端天線數量,相對於普通的SISO(Single-Input Single-Output)系統,MIMO還可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系統和MISO(Multiple-Input Single-Output)系統。
③ 請問下在MIMO檢測演算法中,為什麼迫零檢測演算法在抑制干擾的同時把雜訊放大了
因為迫零檢測演算法是給接收信號乘以信道矩陣的逆,其他用戶對它的的干擾可以消除,但同時雜訊也乘以信道矩陣的逆,一般來說,信道矩陣的系數都小於1,那麼它的逆就是大於1的,也就是說給雜訊乘了一個大於1的因子,必然是放大了雜訊.
④ 華為lte終端採用什麼mimo檢測演算法
華為B593S無線路由器的天線是發射和接收無線信號用的。 天線可以把傳輸線上傳播的導行波,變換成在自由空間中傳播的電磁波,或者進行相反的變換。在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。 無線路由器是應用於用戶上網、帶有無線覆蓋功能的路由器。 無線路由器可以看作一個轉發器,將家中牆上接出的寬頻網路信號通過天線轉發給附近的無線網路設備(筆記本電腦、支持wifi的手機以及所有帶有WIFI功能的設備)。選擇的時候不是看天線的數量多少,最重要的是要看連接的網速以及覆蓋范圍。
⑤ 請問下誰有MIMO系統中的ML、MMSE或者ZF等檢測演算法的matlab代碼呀小妹急需使用,非常感謝,非常感謝呀!
pudn上面隨便咦搜就一大堆,
不過看別人的代碼真的很費勁,有些人的思維你真的沒法理解。
還不如自己搞懂公式了自己來。
⑥ mimo信號檢測演算法中,發送符號功率為什麼要歸一化為1
一是簡化公式,二是可以公平比較不同信號檢測方案的性能。發送符號功率歸一化後,信噪比就直接反映為雜訊功率的倒數,換句話說在性能模擬中雜訊方差就是信噪比的倒數,簡化運算。
⑦ MIMO技術原理及應用的圖書目錄
第1章 緒論
1.1 MIMO系統的提出
1.2 MIMO系統的特徵及研究進展
1.2.1 MIMO系統的主要特徵
1.2.2 已取得的進展
1.3 存在的問題
參考文獻
第2章 MIMO信道建模
2.1 無線信道建模的必要性
2.1.1 大尺度衰落及其典型模型
2.1.2 小尺度衰落及其典型模型
2.1.3 信道的一階和二階統計量
2.2 MIMO信道建模的研究現狀
2.2.1 MIMO信道建模的必要性
2.2.2 從SISO信道到MIMO信道的演變
2.2.3 MIMO信道建模方法的分類
2.2.4 MIMO信道典型模型
2.3 MIMO信道建模兩個實例研究
2.3.1 MIMO無線信道參數
2.3.2 MIMO信道的空間相關性
2.3.3 基於Kronecker的MIMO信道模型
2.3.4 單環及改進型單環MIMO信道模型
參考文獻
第3章 衰落信道的容量
3.1 高斯信道下的信道容量
3.2 平坦衰落信道的容量
3.2.1 信道與系統模型
3.2.2 接收機知道信道狀態信息,發射機知道信道分布
3.2.3 發射機與接收機均已知信道狀態信息
3.2.4 分集接收機的容量
3.2.5 相關Nakagami信道分集接收機的容量
3.3 頻率選擇性衰落信道的容量
3.3.1 時不變頻率選擇信道
3.3.2 時變頻率選擇信道
參考文獻
第4章 MIMO信道的容量
4.1 獨立衰落下單用戶MIMO系統的容量
4.2 信道系數固定時的MIMO系統容量
4.2.1 循環對稱復高斯隨機向量
4.2.2 通過互信息推導MIMO系統的容量
4.2.3 通過信道矩陣的奇異值推導MIMO系統的容量
4.3 信道系數隨機變化時的MIMO系統容量
4.3.1 容量的定義
4.3.2 MIMO系統的各態歷經容量
4.4 MIMO系統的容量實例及模擬分析
4.4.1 單輸入單輸出(SISO)系統的容量
4.4.2 SIMO系統的容量
4.4.3 MISO系統的容量
4.4.4 兩種典型的MIMO系統容量
4.5 相關衰落下單用戶M1MO系統容量
4.5.1 接收機能准確估計信道,發射機不能估計信道
4.5.2 接收機和發射機均不能估計信道
4.5.3 頻率選擇性衰落相關信道下MIMO=OFDM系統容量
4.6 多用戶:MIMO系統容量分析
4.6.1 MIMOMAC系統
4.6.2 MIMOBC系統
4.6.3 MIMO-MAC和MIMOBC的對偶性
4.6.4 迭代注水演算法
4.7 基於訓練序列估計的MIMO系統容量
4.7.1 基於訓練序列信道估計的MIMO系統模型
4.7.2 基於訓練序列的信道估計值的推導證明
4.7.3 等效的系統模型
4.7.4 基於訓練序列估計的信道容量
參考文獻
第5章 分集技術
5.1 分集類型
5.2 分集增益與編碼增益
5.3 接收分集系統模型
5.4.發射分集
5.4.1 發射機不知信道狀態MISO
5.4.2 發射機已知信道狀態:MISO
5.4.3 發射機已知信道狀態:MIMO
5.5 矩分析方法在分集技術中的運用
參考文獻
第6章 空時編碼技術
6.1 空時編碼技術基礎
6.1.1 空時編碼模型
6.1.2 空時編碼的性能分析
6.2 空時編碼設計准則
6.2.1 慢衰落瑞利信道的編碼設計准則
6.2.2 快衰落瑞利信道的編碼設計准則
6.3 空時編碼的性能指標
6.4 空時編碼的成對差錯概率的准確估算
6.5 空時格形碼性能分析
6.5.1 空時格形碼的編碼方案
6.5.2 空時格形碼的解碼方案
6.5.3 空時格形碼的性能分析
6.6 基於正交設計的空時分組碼
6.6.1 Alamouti發射分集方案
6.6.2 空時分組編碼的正交設計
6.6.3 准正交空時編碼的基本原理和設計准則
6.7 基於星座旋轉的滿分集的准正交空時編碼
6.7.1 滿分集的准正交空時編碼設計
6.7.2 滿分集的准正交空時編碼的性能指標
6.8 空時編碼器
6.8.1 空時信號的構建
6.8.2 空時碼的性能
6.9 差分空時碼
6.9.1 單天線系統中的差分空時碼
6.9.2 MIMO系統中的差分空時碼
參考文獻
第7章 MIMO系統檢測演算法
7.1 單小區情況單用戶MIMO系統模型
7.2 最大似然檢測
7.3 線性檢測演算法
7.3.1 基於迫零准則
7.3.2 基於:MMSE准則
7.3.3 串列干擾抵消演算法
7.4 非線性檢測演算法
7.4.1 QR分解演算法
7.4.2 MMSE意義上的SQRD
7.5 結合格縮減技術的檢測
7.5.1 基本原理
7.5.2 格縮減技術
7.5.3 格縮減輔助的檢測演算法
7.5.4 格縮減輔助的線性檢測
7.5.5 格縮減輔助的BLAST非線性檢測
7.6 球形解碼演算法(SDA)
7.6.1 FP演算法
7.6.2 VB演算法
7.6.3 SE-VB演算法
7.6.4 自動球形解碼演算法
7.6.5 各種改進版本的k-bestSDA
7.7 Q1w演算法
7.8 半定鬆弛演算法
7.8.1 關於鬆弛的基本概念
7.8.2 半定鬆弛最大似然檢測
7.9 分枝定界演算法
7.10 堆棧演算法
7.11 智能檢測演算法
7.11.1 禁忌搜索檢測
7.11.2 粒子群優化
7.12 蒙特卡羅統計等演算法
參考文獻
第8章 MIMO中繼信道
8.1 協同通信
8.1.1 協同MIMO技術
8.1.2 協同中繼傳輸
8.1.3 用戶協同傳輸
8.1.4 協同通信技術特徵
8.2 加性高斯信道協同無線信道容量
8.2.1 三節點中繼信道模型
8.2.2 半雙工協同中繼方法
8.2.3 半雙工解碼前向中繼
8.2.4 半雙工放大前向中繼
8.2.5 半雙工選擇性中繼
8.2.6 半雙工增量中繼
8.3 多節點高斯協同中繼信道
8.4 衰落信道.MIMO協同中繼系統容量
8.4.1 傳統MIMO信道容量
8.4.2 MIMO協同中繼系統容量
8.5 協同中繼系統的功率分配
8.5.1 中繼鏈路系統模型
8.5.2 中斷概率相等功率分配策略
8.5.3 DF中繼鏈路功率分配策略
8.5.4 AF中繼鏈路功率分配策略
8.5.5 模擬分析
8.5.6 MIMO協同中繼系統的功率分配
8.5.7 模擬分析
8.6 協同功率分配
8.6.1 三節點兩跳中繼網路
8.6.2 多節點兩跳中繼網路
參考文獻
第9章 MIMO.OFDM系統
9.1 OFDM系統基本概念
9.2 OFDM的系統結構框圖
9.2.1 OFDM主要功能模塊
9.2.2 串並變換
9.2.3 子載波調制
9.2.4 DFT的實現
9.2.5 保護間隔和循環前綴
9.2.6 OFDM系統的缺點
9.3 基於IEEE802.16的WiMAX系統
9.3.1 IEEE802.16無線接入標准
9.3.2 WiMAX論壇
9.3.3 物理層關鍵技術
9.3.4 IEEE802.16物理層簡單介紹
9.3.5 IEEE802.16e的網路結構
9.4 IEEE802.11無線區域網標准
9.5 LTE系統簡介
參考文獻
第10章 MIMO天線設計
10.1 概述
10.2 MIMO多天線與傳統天線設計的比較
10.3 MIMO天線設計基礎
10.3.1 MIMO天線單元設計要求
10.3.2 設計思想
10.4 天線設計准則
10.5 MIMO移動台天線設計
10.6 MIMO基站天線設計案例
10.7 多模式天線在MIMO系統中的應用
10.7.1 同軸波導饋電的雙錐天線
10.7.2 自補償阿基米德四臂
螺旋天線
參考文獻
⑧ mimo是什麼意思
MIMO是英語mini+more的縮寫,Mini意為簡單的,人事物都回歸其根本,去除一切不必要雜質。More意為大和更多,是指每件事物的功能、人的需求情感等高層建築不斷向高級進化升級,很多事物已經改變或延伸其初始功能,不斷滿足使用者的新需求、感受。
多進多出(MIMO)是為極大地提高信道容量,在發送端和接收端都使用多根天線,在收發之間構成多個信道的天線系統。MIMO系統的一個明顯特點就是具有極高的頻譜利用效率,在對現有頻譜資源充分利用的基礎上通過利用空間資源來獲取可靠性與有效性兩方面增益,其代價是增加了發送端與接收端的處理復雜度。
相關信息
MIMO系統的性能在很大程度上取決於信道模型,盡管目前已經存在標准化的無線傳播模型,並且在大量實測與理論研究工作的基礎上提供了許多種MIMO信道模型,但是至今還沒有被ITU所認可的標准化MIMO信道模型(3GPP已制定出了有關MIMO的信道模型標准)。
因此,了解和掌握戶內和戶外環境中無線MIMO信道的特性,建立MIMO信道的靜態模型和特定的動態模型,對選擇合適的系統結構和設計優良的信號處理演算法以實現MIMO系統潛在的巨大信道容量、取得預期的性能至關重要。
⑨ 誰知道mimo的資料
MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系統是一項考慮用於802.11n的技術。802.11n是下一代802.11標准,可將吞吐量提高到100Mbps。同時,專有MIMO技術可改進已有802.11a/b/g網路的性能。該技術最早是由Marconi於1908年提出的,它利用多天線來抑制信道衰落。根據收發兩端天線數量,相對於普通的SISO(Single-Input Single-Output)系統,MIMO還可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系統和MISO(Multiple-Input Single-Output)系統。 [編輯本段]1、MIMO概述MIMO 表示多輸入多輸出。讀/maimo/或/mimo/,通常美國人前者,英國人讀後者,國際上研究這一領域的專家較多的都讀讀/maimo/。通常用於 IEEE 802.11n,但也可以用於其他 802.11 技術。MIMO 有時被稱作空間多樣,因為它使用多空間通道傳送和接收數據。只有站點(移動設備)或接入點(AP)支持 MIMO 時才能部署 MIMO。
MIMO 的優點是能夠增加無線范圍並提高性能。連接到老的 802.11g 接入點的 802.11n 站點能夠以更高的速度連接到更遠的距離。例如,如果使用老站點,從 25 英尺的距離連接到接入點的速度是 1Mbps;而使用 802.11n MIMO 時站點的速度為 2Mbps。增加到 2Mbps 的范圍,允許用戶在更遠的距離保持連接。
無線電發送的信號被反射時,會產生多份信號。每份信號都是一個空間流。使用單輸入單輸出(SISO)的當前或老系統一次只能發送或接收一個空間流。MIMO 允許多個天線同時發送和接收多個空間流。它允許天線同時傳送和接收。
老接入點到老客戶端 - 只發送和接收一個空間流
MIMO 接入點到 MIMO 客戶端 - 同時發送和接收多個空間流
可以看出,此時的信道容量隨著天線數量的增大而線性增大。也就是說可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量,在不增加帶寬和天線發送功率的情況下,頻譜利用率可以成倍地提高。
利用MIMO技術可以提高信道的容量,同時也可以提高信道的可靠性,降低誤碼率。前者是利用MIMO信道提供的空間復用增益,後者是利用MIMO信道提供的空間分集增益。實現空間復用增益的演算法主要有貝爾實驗室的BLAST演算法、ZF演算法、MMSE演算法、ML演算法。ML演算法具有很好的解碼性能,但是復雜度比較大,對於實時性要求較高的無線通信不能滿足要求。ZF演算法簡單容易實現,但是對信道的信噪比要求較高。性能和復雜度最優的就是BLAST演算法。該演算法實際上是使用ZF演算法加上干擾刪除技術得出的。目前MIMO技術領域另一個研究熱點就是空時編碼。常見的空時碼有空時塊碼、空時格碼。空時碼的主要思想是利用空間和時間上的編碼實現一定的空間分集和時間分集,從而降低信道誤碼率。
通常,多徑要引起衰落,因而被視為有害因素。然而研究結果表明,對於MIMO系統來說,多徑可以作為一個有利因素加以利用。MIMO系統在發射端和接收端均採用多天線(或陣列天線)和多通道,MIMO的多入多出是針對多徑無線信道來說的。傳輸信息流s(k)經過空時編碼形成N個信息子流ci(k),I=1,……,N。這N個子流由N個天線發射出去,經空間信道後由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並解碼這些數據子流,從而實現最佳的處理。
特別是,這N個子流同時發送到信道,各發射信號佔用同一頻帶,因而並未增加帶寬。若各發射接收天線間的通道響應獨立,則多入多出系統可以創造多個並行空間信道。通過這些並行空間信道獨立地傳輸信息,數據率必然可以提高。
MIMO將多徑無線信道與發射、接收視為一個整體進行優化,從而實現高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近於最優的空域時域聯合的分集和干擾對消處理。
系統容量是表徵通信系統的最重要標志之一,表示了通信系統最大傳輸率。對於發射天線數為N,接收天線數為M的多入多出(MIMO)系統,假定信道為獨立的瑞利衰落信道,並設N、M很大,則信道容量C近似為:C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)
其中B為信號帶寬,ρ為接收端平均信噪比,min(M,N)為M,N的較小者。上式表明,功率和帶寬固定時,多入多出系統的最大容量或容量上限隨最小天線數的增加而線性增加。而在同樣條件下,在接收端或發射端採用多天線或天線陣列的普通智能天線系統,其容量僅隨天線數的對數增加而增加。相對而言,多入多出對於提高無線通信系統的容量具有極大的潛力。 [編輯本段]2、MIMO發展歷史1990年代,全世界無線通信領域均針對多天線系統進行研究,希望實作出能指向接收者之波束成型技術,亦即是所謂智慧型天線 —— 一種能使波束聰明地追蹤接收者(即行動電話)的技術,如同有個人持著天線到處移動,就像一道自手電筒射出的光束可追蹤一位在黑暗中移動的人一樣。智慧型天線藉由波束對其指向(亦即對目標接收者)的相長干涉(constructive interference)及同時間該波束對目標接收者指向以外其他方向之相消干涉(destructive interference)來增加信號增益,以實現上述智慧型天線的優點,並對於此發送單位上的多天線間,採用一較窄的天線間距來實作此波束。一般以發送信號之一半波長作為實體的天線間距,以滿足空間上的采樣定理且避免旁瓣輻射(grating lobes),亦即空間上的混疊。
波束成型技術的缺點乃是在都市的環境中,信號容易朝向建築物或移動的車輛等目標分散,因而模糊其波束的集中特性(即相長干涉),喪失多數的信號增益及減少干擾的特性。然而此項缺點卻隨著空間分集及空間多工的技術在 1990 年代末的發展,而突然轉變為優勢。這些方法利用多徑(multipath propagation)現象來增加資料吞吐量、傳送距離,或減少比特錯誤率。這些型態的系統在選擇實體的天線間距時,通常以大於被發送信號的波長的距離為實作,以確保 MIMO 頻道間的低關聯性及高分集階數(diversity order)。[1][2] [編輯本段]3、MIMO 技術MIMO技術大致可以分為兩類:發射/接收分集和空間復用。傳統的多天線被用來增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號通過不同的路徑被發送出去,在接收機端可以獲得數據符號多個獨立衰落的復製品,從而獲得更高的接收可靠性。舉例來說,在慢瑞利衰落信道中,使用1根發射天線n根接收天線,發送信號通過n個不同的路徑。如果各個天線之間的衰落是獨立的,可以獲得最大的分集增益為n,平均誤差概率可以減小到 ,單天線衰落信道的平均誤差概率為 。對於發射分集技術來說,同樣是利用多條路徑的增益來提高系統的可靠性。在一個具有m根發射天線n根接收天線的系統中,如果天線對之間的路徑增益是獨立均勻分布的瑞利衰落,可以獲得的最大分集增益為mn。智能天線技術也是通過不同的發射天線來發送相同的數據,形成指向某些用戶的賦形波束,從而有效的提高天線增益,降低用戶間的干擾。廣義上來說,智能天線技術也可以算一種天線分集技術。
分集技術主要用來對抗信道衰落。相反,MIMO信道中的衰落特性可以提供額外的信息來增加通信中的自由度(degrees of freedom)。從本質上來講,如果每對發送接收天線之間的衰落是獨立的,那麼可以產生多個並行的子信道。如果在這些並行的子信道上傳輸不同的信息流,可以提供傳輸數據速率,這被成為空間復用。需要特別指出的是在高SNR的情況下,傳輸速率是自由度受限的,此時對於m根發射天線n根接收天線,並且天線對之間是獨立均勻分布的瑞利衰落的。
根據子數據流與天線之間的對應關系,空間多路復用系統大致分為三種模式:D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。
D-BLAST最先由貝爾實驗室的Gerard J. Foschini提出。原始數據被分為若乾子流,每個子流之間分別進行編碼,但子流之間不共享信息比特,每一個子流與一根天線相對應,但是這種對應關系周期性改變,如圖1.b所示,它的每一層在時間與空間上均呈對角線形狀,稱為D-BLAST(Diagonally- BLAST)。D-BLAST的好處是,使得所有層的數據可以通過不同的路徑發送到接收機端,提高了鏈路的可靠性。其主要缺點是,由於符號在空間與時間上呈對角線形狀,使得一部分空時單元被浪費,或者增加了傳輸數據的冗餘。如圖1.b所示,在數據發送開始時,有一部分空時單元未被填入符號(對應圖中右下角空白部分),為了保證D-BLAST的空時結構,在發送結束肯定也有一部分空時單元被浪費。如果採用burst模式的數字通信,並且一個burst的長度大於M(發送天線數目)個發送時間間隔 ,那麼burst的長度越小,這種浪費越嚴重。它的數據檢測需要一層一層的進行,如圖1.b所示:先檢測c0、c1和c2,然後a0、a1和a2,接著b0、b1和b2……
另外一種簡化了的BLAST結構同樣最先由貝爾實驗室提出。它採用一種直接的天線與層的對應關系,即編碼後的第k個子流直接送到第k根天線,不進行數據流與天線之間對應關系的周期改變。如圖1.c所示,它的數據流在時間與空間上為連續的垂直列向量,稱為V-BLAST(Vertical-BLAST)。由於V-BLAST中數據子流與天線之間只是簡單的對應關系,因此在檢測過程中,只要知道數據來自哪根天線即可以判斷其是哪一層的數據,檢測過程簡單。
(圖1)
考慮到D-BLAST以及V-BALST模式的優缺點,一種不同於D-DBLAST與V-BLAST的空時編碼結構被提出:T-BLAST。等文獻分別提及這種結構。它的層在空間與時間上呈螺紋(Threaded)狀分布,如圖2所示。原始數據流被多路分解為若乾子流之後,每個子流被對應的天線發送出去,並且這種對應關系周期性改變,與D-BLAST系統不同的是,在發送的初始階段並不是只有一根天線進行發送,而是所有天線均進行發送,使得單從一個發送時間間隔 來看,它的空時分布很像V-BALST,只不過在不同的時間間隔中,子數據流與天線的對應關系周期性改變。更普通的T-BLAST結構是這種對應關系不是周期性改變,而是隨機改變。這樣T-BLAST不僅可以使得所有子流共享空間信道,而且沒有空時單元的浪費,並且可以使用V-BLAST檢測演算法進行檢測。
[編輯本段]4、MIMO 的研究狀況在MIMO系統理論及性能研究方面已有一批文獻,這些文獻涉及相當廣泛的內容。但是由於無線移動通信MIMO信道是一個時變、非平穩多入多出系統,尚有大量問題需要研究。比如說,各文獻大多假定信道為分段-恆定衰落信道。這對於寬頻信號的4G系統及室外快速移動系統來說是不夠的,因此必須採用復雜的模型進行研究。已有不少文獻在進行這方面的工作,即對信道為頻率選擇性衰落和移動台快速移動情況進行研究。再有,在基本文獻中,均假定接收機精確已知多徑信道參數,為此,必須發送訓練序列對接收機進行訓練。但是若移動台移動速度過快,就使得訓練時間太短,這樣快速信道估計或盲處理就成為重要的研究內容。
另外實驗系統是MIMO技術研究的重要一步。實際系統研究的一個重要問題是在移動終端實現多天線和多路接收,學者們正大力進行這方面的研究。由於移動終端設備要求體積小、重量輕、耗電小,因而還有大量工作要做。目前各大公司均在研製實驗系統。
Bell實驗室的BLAST系統[4]是最早研製的MIMO實驗系統。該系統工作頻率為1.9GHz,發射8天線,接收12天線,採用D-BLAST演算法。頻譜利用率達到了25.9bits/(Hz�6�1s)。但該系統僅對窄帶信號和室內環境進行了研究,對於在3G、4G應用尚有相當大距離。在發送端和接收端各設置多重天線,可以提供空間分集效應,克服電波衰落的不良影響。這是因為安排恰當的多副天線提供多個空間信道,不會全部同時受到衰落。在上述具體實驗系統中,每一基台各設置2副發送天線和3副接收天線,而每一用戶終端各設置1副發送天線和3副接收天線,即下行通路設置2×3天線、上行通路設置1×3天線。這樣與「單輸入/單輸出天線」SISO相比,傳輸上取得了10~20dB的好處,相應地加大了系統容量。而且,基台的兩副發送天線於必要時可以用來傳輸不同的數據信號,用戶傳送的數據速率可以加倍。
朗訊科技的貝爾實驗室分層的空時(BLAST)技術是移動通信方面領先的MIMO應用技術,是其智能天線的進一步發展。BLAST技術就其原理而言,是利用每對發送和接收天線上信號特有的「空間標識」,在接收端對其進行「恢復」。利用BLAST技術,如同在原有頻段上建立了多個互不幹擾、並行的子信道,並利用先進的多用戶檢測技術,同時准確高效地傳送用戶數據,其結果是極大提高前向和反向鏈路容量。BLAST技術證明,在天線發送和接收端同時採用多天線陣,更能夠充分利用多徑傳播,達到「變廢為寶」的效果,提高系統容量。理論研究業已證明,採用BLAST技術,系統頻譜效率可以隨天線個數成線性增長,也就是說,只要允許增加天線個數,系統容量就能夠得到不斷提升。這也充分證明BLAST技術有著非常大的潛力。鑒於對於無線通信理論的突出貢獻,BLAST技術獲得了2002年度美國ThomasEdison(愛迪生)發明獎。
2002年10月,世界上第一顆BLAST晶元在朗訊公司貝爾實驗室問世,貝爾實驗室研究小組設計小組宣布推出了業內第一款結合了貝爾實驗室LayeredSpace Time (BLAST) MIMO技術的晶元,這一晶元支持最高4×4的天線布局,可處理的最高數據速率達到19.2Mbps。該技術用於移動通信,BLAST晶元使終端能夠在3G移動網路中接收每秒19.2兆比特的數據,現在,朗訊科技已經開始將此BLAST晶元應用到其Flexent OneBTS家族的系列基站中,同時還計劃授權終端製造商使用該BLAST晶元,以提高無線3G數據終端支持高速數據接入的能力。
2003年8月,AirgoNetworks推出了AGN100Wi-Fi晶元組,並稱其是世界上第一款集成了多入多出(MIMO)技術的批量上市產品。AGN100使用該公司的多天線傳輸和接收技術,將現在Wi-Fi速率提高到每信道108Mbps,同時保持與所有常用Wi-Fi標準的兼容性。該產品集成兩片晶元,包括一片Baseband/MAC晶元(AGN100BB)和一片RF晶元(AGN100RF),採用一種可伸縮結構,使製造商可以只使用一片RF晶元實現單天線系統,或增加其他RF晶元提升性能。該晶元支持所有的802.11 a、b和g模式,包含IEEE 802.11工作組推出最新標准(包括TGi安全和TGe質量的服務功能)。
Airgo的晶元組和目前的Wi-Fi標准兼容,支持802.11a, "b,"和"g"模式,使用三個5-GHz和三個2.4-GHz天線,使用Airgo晶元組的無線設備可以和以前的802.11設備通訊,甚至可以在以54Mbps的速度和802.11a設備通訊的同時還可以以108Mbps的速度和Airgo的設備通訊。 [編輯本段]5、MIMO 的 應用為了提高系統容量,下一代的無線寬頻移動通信系統將會採用MIMO技術,即在基站端放置多個天線,在移動台也放置多個天線,基站和移動台之間形成MIMO通信鏈路。應用MIMO技術的無線寬頻移動通信系統從基站端的多天線放置方法上可以分為兩大類:一類是多個基站天線集中排列形成天線陣列,放置於覆蓋小區,這一類可以稱為集中式MIMO;另一類是基站的多個天線分散放置在覆蓋小區,可以稱為分布式MIMO。
MIMO技術可以比較簡單地直接應用於傳統蜂窩移動通信系統,將基站的單天線換為多個天線構成的天線陣列。基站通過天線陣列與小區內的具有多個天線的移動台進行MIMO通信。從系統結構的角度看,這樣的MIMO系統與傳統的單入單出(SISO)蜂窩通信系統相比並沒有根本的區別。
傳統的分布式天線系統可以克服大尺度衰落和陰影衰落造成的信道路徑損耗,能夠在小區內形成良好的系統覆蓋,解決小區內的通信死角,提高通信服務質量。最近在MIMO技術的研究中發現,傳統的分布式天線系統與MIMO技術相結合可以提高系統容量,這種新的分布式MIMO系統結構——分布式無線通信系統(DWCS)[8]成為MIMO技術的重要研究熱點。
在採用分布式MIMO的DWCS系統中,分散在小區內的多個天線通過光纖和基站處理器相連接。具有多天線的移動台和分散在附近的基站天線進行通信,與基站建立了MIMO通信鏈路。這樣的系統結構不僅具備了傳統的分布式天線系統的優勢,減少了路徑損耗,克服了陰影效應,同時還通過MIMO技術顯著提高了信道容量。與集中式MIMO相比,DWCS的基站天線之間距離較遠,不同天線與移動台之間形成的信道衰落可以看作完全不相關,信道容量更大。總體上說,分布式MIMO系統的信道容量更大,系統功耗更小,系統覆蓋性能更好,系統具有更好的擴展性和靈活性。
分布式MIMO的DWCS系統也帶來了一些新問題。移動台和小區內鄰近的天線建立的MIMO鏈路,由於基站不同天線的位置不同,它們距離移動台的距離不同,使得基站端的多個天線的信號到達移動台的延時也不同,因此帶來新的研究問題。目前在這方面研究較多的是進行容量分析。除此之外的研究內容還包括:具體的同步技術、信道估計、天線選擇、發射方案、信號檢測技術等,這些問題有待深入研究。
MIMO技術已經成為無線通信領域的關鍵技術之一,通過近幾年的持續發展,MIMO技術將越來越多地應用於各種無線通信系統。在無線寬頻移動通信系統方面,第3代移動通信合作計劃(3GPP)已經在標准中加入了MIMO技術相關的內容,B3G和4G的系統中也將應用MIMO技術。在無線寬頻接入系統中,正在制訂中的802.16e、802.11n和802.20等標准也採用了MIMO技術。在其他無線通信系統研究中,如超寬頻(UWB)系統、感知無線電系統(CR),都在考慮應用MIMO技術。
隨著使用天線數目的增加,MIMO技術實現的復雜度大幅度增高,從而限制了天線的使用數目,不能充分發揮MIMO技術的優勢。目前,如何在保證一定的系統性能的基礎上降低MIMO技術的演算法復雜度和實現復雜度,成為業界面對的巨大挑戰。
⑩ MIMO系統接收端,線性檢測和非線性檢測演算法的線性和非線性體現在哪裡
MIMO非線性系統(MIMO Nonlinear Systems)指同時具有MIMO系統和非線性系統特點的系統,即具有其輸出不與其輸入成正比的特性,同時在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質量。陣列增益MIMO系統利用各天線上信號的相關性和雜訊的非相關性,提高合並後信號的平均SINR而獲得的性能增益。干擾抵消增益通過利用IRC或其它多天線干擾抵消演算法,為系統帶來的干擾場景下的增益。