MIMO

目錄
·概述
·優(yōu)點
·潛力
·MIMO發(fā)展歷史
·MIMO-OFDM復合技術
·MIMO技術
·D-BLAST
·V-BLAST
·MIMO技術分類
·空間分集
·波束成型
·預編碼
·MIMO 的研究狀況
·編輯本段MIMO研究重大歷程
·2002年10月
·2003年8月
·MIMO的應用
·無線寬帶移動通信
·和傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)相結合
·無線通信領域





概述
MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系統(tǒng)是一項運用于802.11n的核心技術。802.11n是IEEE繼802.11bag后全新的無線局域網(wǎng)技術，速度可達600Mbps。同時，專有MIMO技術可改進已有802.11a/b/g網(wǎng)絡的性能。該技術最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天線來抑制信道衰落。根據(jù)收發(fā)兩端天線數(shù)量，相對于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系統(tǒng)，MIMO還可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系統(tǒng)和MISO(Multiple-Input Single-Output)系統(tǒng)。

　　MIMO 表示多輸入多輸出。讀/maimo/或/mimo/，通常美國人前者，英國人讀后者，國際上研究這一領域的專家較多的都讀讀/maimo/。通常用于 IEEE 802.11n，但也可以用于其他 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(shù)據(jù)。只有站點（移動設備）或接入點（AP）支持 MIMO 時才能部署 MIMO。


優(yōu)點
　　MIMO 的優(yōu)點是能夠增加無線范圍并提高性能。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(fā)送的信號被反射時，會產(chǎn)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(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個空間流。MIMO 允許多個天線同時發(fā)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(fā)送和接收一個空間流 　　 MIMO
[i]圖1
MIMO 接入點到 MIMO 客戶端 - 同時發(fā)送和接收多個空間流
[i]圖2
可以看出，此時的信道容量隨著天線數(shù)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(fā)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，后者是利用MIMO信道提供的空間分集增益。實現(xiàn)空間復用增益的算法主要有貝爾實驗室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。ML算法具有很好的譯碼性能，但是復雜度比較大，對于實時性要求較高的無線通信不能滿足要求。ZF算法簡單容易實現(xiàn)，但是對信道的信噪比要求較高。性能和復雜度最優(yōu)的就是BLAST算法。該算法實際上是使用ZF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�？諘r碼的主要思想是利用空間和時間上的編碼實現(xiàn)一定的空間分集和時間分集，從而降低信道誤碼率。


潛力
　　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，對于MIMO系統(tǒng)來說，多徑可以作為一個有利因素加以利用。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線(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(jīng)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(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。 　　系統(tǒng)容量是表征通信系統(tǒng)的最重要標志之一，表示了通信系統(tǒng)最大傳輸率。對于發(fā)射天線數(shù)為N，接收天線數(shù)為M的多入多出（MIMO）系統(tǒng)，假定信道為獨立的瑞利衰落信道，并設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(tǒng)的最大容量或容量上限隨最小天線數(shù)的增加而線性增加。而在同樣條件下，在接收端或發(fā)射端采用多天線或天線陣列的普通智能天線系統(tǒng)，其容量僅隨天線數(shù)的對數(shù)增加而增加。相對而言，多入多出對于提高無線通信系統(tǒng)的容量具有極大的潛力。 　
　 [i]圖3
　理論容量與天線數(shù)關系： 　
（1）圖3所示的四條信道容量曲線的發(fā)射天線數(shù)量 都為4，以接收天線數(shù)量 為橫軸，信噪比依次為0dB、5dB、10dB、15dB。從這四條不同的曲線我們可以得出結論： 　
　1．發(fā)射天線數(shù)量一定，信噪比不變時信道容量隨著接收天線數(shù)的增多而增大，且增大的幅度越來越小。 　
　2．發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量均相同，信道容量隨信噪比的增大而增大。 　　
（2）圖3所示的四條信道容量曲線的接收天線數(shù)量 都為4，以發(fā)射天線數(shù)量 為橫軸，信噪比分別為0dB、5dB、10dB、15dB。從這四條不同的曲線我們可以得出結論： 　　
1．接收天線數(shù)量一定，信噪比不變時信道容量隨著發(fā)射天線數(shù)的增多大，增大的幅度會越來越小。 　
　2．當發(fā)射天線數(shù)大于接收天線數(shù)時，信道容量增大的幅度會大幅度減緩，當 >10以后，信道容量基本上就沒有多大變化。 　　
由上述結論我們可以看到信道容量隨著天線數(shù)量的增大而線性增大。也就是說可以在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量，證明了MIMO信道系統(tǒng)理論的正確性


MIMO發(fā)展歷史
　　1990年代，全世界無線通信領域均針對多天線系統(tǒng)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（即移動電話）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。智慧型天線借由波束對其指向（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(xiàn)上述智慧型天線的優(yōu)點，并對于此發(fā)送單位上的多天線間，采用一較窄的天線間距來實作此波束。一般以發(fā)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(huán)境中，信號容易朝向建筑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(shù)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(fā)展，而突然轉變?yōu)閮?yōu)勢。這些方法利用多徑（multipath propagation）現(xiàn)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(tài)的系統(tǒng)在選擇實體的天線間距時，通常以大于被發(fā)送信號的波長的距離為實作，以確保 MIMO 頻道間的低關聯(lián)性及高分集階數(shù)（diversity order）。


MIMO-OFDM復合技術
　　MIMO 此科技與平坦衰落信道（flat fading channels）兼用時最佳，以降低接收端信道等化器之復雜度及維持接收端的低功率耗損，也因此 MIMO 多半與 OFDM 結合為復合技術。MIMO-OFDM 同時為 IEEE 802.16 及 IEEE 802.11n HT（High-Throughput）的采用標準之一。WCDMA 的系統(tǒng)，如 HSDPA，亦進行將 MIMO 技術標準化的動作。


MIMO技術
　　所謂的MIMO，就字面上看到的意思，是Multiple Input Multiple Output（多入多出）的縮寫，大部分您所看到的說法，都是指無線網(wǎng)絡訊號通過多重天線進行同步收發(fā)，所以可以增加資料傳輸率。
　　然而比較正確的解釋，應該是說，網(wǎng)絡資料通過多重切割之后，經(jīng)過多重天線進行同步傳送，由于無線訊號在傳送的過程當中，為了避免發(fā)生干擾起見，會走不同的反射或穿透路徑，因此到達接收端的時間會不一致。為了避免資料不一致而無法重新組合，因此接收端會同時具備多重天線接收，然后利用DSP重新計算的方式，根據(jù)時間差的因素，將分開的資料重新作組合，然后傳送出正確且快速的資料流。
　　由于傳送的資料經(jīng)過分割傳送，不僅單一資料流量降低，可拉高傳送距離，又增加天線接收范圍，因此MIMO技術不僅可以增加既有無線網(wǎng)絡頻譜的資料傳輸速度，而且又不用額外占用頻譜范圍，更重要的是，還能增加訊號接收距離。所以不少強調資料傳輸速度與傳輸距離的無線網(wǎng)絡設備，紛紛開始拋開對既有Wi-Fi聯(lián)盟的兼容性要求，而采用MIMO的技術，推出高傳輸率的無線網(wǎng)絡產(chǎn)品。
[i]
　　MIMO技術大致可以分為兩類：發(fā)射/接收分集和空間復用。傳統(tǒng)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(fā)送出去，在接收機端可以獲得數(shù)據(jù)符號多個獨立衰落的復制品，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(fā)射天線n根接收天線，發(fā)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 。對于發(fā)射分集技術來說，同樣是利用多條路徑的增益來提高系統(tǒng)的可靠性。在一個具有m根發(fā)射天線n根接收天線的系統(tǒng)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(fā)射天線來發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，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(fā)送接收天線之間的衰落是獨立的，那么可以產(chǎn)生多個并行的子信道。如果在這些并行的子信道上傳輸不同的信息流，可以提供傳輸數(shù)據(jù)速率，這被稱為空間復用。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，此時對于m根發(fā)射天線n根接收天線，并且天線對之間是獨立均勻分布的瑞利衰落的。
　　根據(jù)子數(shù)據(jù)流與天線之間的對應關系，空間多路復用系統(tǒng)大致分為三種模式：D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。
[i]

D-BLAST
　　D-BLAST最先由貝爾實驗室的Gerard J. Foschini提出。原始數(shù)據(jù)被分為若干子流，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(shù)據(jù)可以通過不同的路徑發(fā)送到接收機端，提高了鏈路的可靠性。其主要缺點是，由于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(shù)據(jù)的冗余。如圖1.b所示，在數(shù)據(jù)發(fā)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(fā)送結束肯定也有一部分空時單元被浪費。如果采用burst模式的數(shù)字通信，并且一個burst的長度大于M(發(fā)送天線數(shù)目)個發(fā)送時間間隔 ，那么burst的長度越小，這種浪費越嚴重。它的數(shù)據(jù)檢測需要一層一層的進行，如圖1.b所示：先檢測c0、c1和c2，然后a0、a1和a2，接著b0、b1和b2……


V-BLAST
　　另外一種簡化了的BLAST結構同樣最先由貝爾實驗室提出。它采用一種直接的天線與層的對應關系，即編碼后的第k個子流直接送到第k根天線，不進行數(shù)據(jù)流與天線之間對應關系的周期改變。如圖所示，它的數(shù)據(jù)流在時間與空間上為連續(xù)的垂直列向量，稱為V-BLAST(Vertical-BLAST)。由于V-BLAST中數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)來自哪根天線即可以判斷其是哪一層的數(shù)據(jù)，檢測過程簡單。 　
　　考慮到D-BLAST以及V-BALST模式的優(yōu)缺點，一種不同于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(shù)據(jù)流被多路分解為若干子流之后，每個子流被對應的天線發(fā)送出去，并且這種對應關系周期性改變，與D-BLAST系統(tǒng)不同的是，在發(fā)送的初始階段并不是只有一根天線進行發(fā)送，而是所有天線均進行發(fā)送，使得單從一個發(fā)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(shù)據(jù)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，并且可以使用V-BLAST檢測算法進行檢測。


MIMO技術分類
　　MIMO通信技術包括以下領域： 　　
空分復用
　　（patial multiplexing）工作在MIMO天線配置下，能夠在不增加帶寬的條件下，相比SISO系統(tǒng)成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高了頻譜利用率。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個較低速率的子數(shù)據(jù)流，不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上在相同頻段上發(fā)射出去。如果發(fā)射端與接收端的天線陣列之間構成的空域子信道足夠不同，即能夠在時域和頻域之外額外提供空域的維度，使得在不同發(fā)射天線上傳送的信號之間能夠相互區(qū)別，因此接收機能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流，而不需付出額外的頻率或者時間資源�？臻g復用技術在高信噪比條件下能夠極大提高信道容量，并且能夠在“開環(huán)”，即發(fā)射端無法獲得信道信息的條件下使用。Foschini等人提出的“貝爾實驗室分層空時”（BLAST）是典型的空間復用技術。


空間分集
　�。╯patial diversity）：利用發(fā)射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑發(fā)送相同的資料，以增強資料的傳輸品質。


波束成型
　�。╞eamforming）：借由多根天線產(chǎn)生一個具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸?shù)姆较�，增加信號品質，并減
少與其他用戶間的干擾。

預編碼
　�。╬recoding） 以上 MIMO 相關技術并非相斥，而是可以相互配合應用的，如一個 MIMO 系統(tǒng)即可以包含空分復用和分集的技術。


MIMO 的研究狀況
　　在MIMO系統(tǒng)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。但是由于無線移動通信MIMO信道是一個時變、非平穩(wěn)多入多出系統(tǒng)，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-恒定衰落信道。這對于寬帶信號的4G系統(tǒng)及室外快速移動系統(tǒng)來說是不夠的，因此必須采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臺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(shù)，為此，必須發(fā)送訓練序列對接收機進行訓練。但是若移動臺移動速度過快，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(tǒng)是MIMO技術研究的重要一步。實際系統(tǒng)研究的一個重要問題是在移動終端實現(xiàn)多天線和多路接收，學者們正大力進行這方面的研究。由于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制實驗系統(tǒng)。
　　Bell實驗室的BLAST系統(tǒng)[4]是最早研制的MIMO實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為1.9GHz，發(fā)射8天線，接收12天線，采用D-BLAST算法。頻譜利用率達到了25.9bits/(Hz·s)。但該系統(tǒng)僅對窄帶信號和室內環(huán)境進行了研究，對于在3G、4G應用尚有相當大距離。在發(fā)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?shù)亩喔碧炀�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(tǒng)中，每一基臺各設置2副發(fā)送天線和3副接收天線，而每一用戶終端各設置1副發(fā)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(tǒng)容量。而且，基臺的兩副發(fā)送天線于必要時可以用來傳輸不同的數(shù)據(jù)信號，用戶傳送的數(shù)據(jù)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(fā)展。BLAST技術就其原理而言，是利用每對發(fā)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干擾、并行的子信道，并利用先進的多用戶檢測技術，同時準確高效地傳送用戶數(shù)據(jù)，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(fā)送和接收端同時采用多天線陣，更能夠充分利用多徑傳播，達到“變廢為寶”的效果，提高系統(tǒng)容量。理論研究業(yè)已證明，采用BLAST技術，系統(tǒng)頻譜效率可以隨天線個數(shù)成線性增長，也就是說，只要允許增加天線個數(shù)，系統(tǒng)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。鑒于對于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(fā)明獎。


編輯本段MIMO研究重大歷程
2002年10月
　　世界上第一顆BLAST芯片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(yè)內第一款結合了貝爾實驗室LayeredSpace Time (BLAST) MIMO技術的芯片，這一芯片支持最高4×4的天線布局，可處理的最高數(shù)據(jù)速率達到19.2Mbps。該技術用于移動通信，BLAST芯片使終端能夠在3G移動網(wǎng)絡中接收每秒19.2兆比特的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在，朗訊科技已經(jīng)開始將此BLAST芯片應用到其Flexent OneBTS家族的系列基站中，同時還計劃授權終端制造商使用該BLAST芯片，以提高無線3G數(shù)據(jù)終端支持高速數(shù)據(jù)接入的能力。


2003年8月
　　AirgoNetworks推出了AGN100Wi-Fi芯片組，并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(chǎn)品。AGN100使用該公司的多天線傳輸和接收技術，將現(xiàn)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(chǎn)品集成兩片芯片，包括一片Baseband/MAC芯片(AGN100BB)和一片RF芯片(AGN100RF)，采用一種可伸縮結構，使制造商可以只使用一片RF芯片實現(xiàn)單天線系統(tǒng)，或增加其他RF芯片提升性能。該芯片支持所有的802.11 a、b和g模式，包含IEEE 802.11工作組推出最新標準(包括TGi安全和TGe質量的服務功能)。
　　Airgo的芯片組和目前的Wi-Fi標準兼容，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芯片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。


MIMO的應用
無線寬帶移動通信
　　為了提高系統(tǒng)容量，下一代的無線寬帶移動通信系統(tǒng)將會采用MIMO技術，即在基站端放置多個天線，在移動臺也放置多個天線，基站和移動臺之間形成MIMO通信鏈路。應用MIMO技術的無線寬帶移動通信系統(tǒng)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，放置于覆蓋小區(qū)，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(qū)，可以稱為分布式MIMO。
傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)
　　MIMO技術可以比較簡單地直接應用于傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)，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(qū)內的具有多個天線的移動臺進行MIMO通信。從系統(tǒng)結構的角度看，這樣的MIMO系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單入單出(SISO)蜂窩通信系統(tǒng)相比并沒有根本的區(qū)別。


和傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)相結合
　　傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)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(qū)內形成良好的系統(tǒng)覆蓋，解決小區(qū)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(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)與MIMO技術相結合可以提高系統(tǒng)容量，這種新的分布式MIMO系統(tǒng)結構——分布式無線通信系統(tǒng)(DWCS)[8]成為MIMO技術的重要研究熱點。
　　在采用分布式MIMO的DWCS系統(tǒng)中，分散在小區(qū)內的多個天線通過光纖和基站處理器相連接。具有多天線的移動臺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(tǒng)結構不僅具備了傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)的優(yōu)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，不同天線與移動臺之間形成的信道衰落可以看作完全不相關，信道容量更大�？傮w上說，分布式MIMO系統(tǒng)的信道容量更大，系統(tǒng)功耗更小，系統(tǒng)覆蓋性能更好，系統(tǒng)具有更好的擴展性和靈活性。
　　分布式MIMO的DWCS系統(tǒng)也帶來了一些新問題。移動臺和小區(qū)內鄰近的天線建立的MIMO鏈路，由于基站不同天線的位置不同，它們距離移動臺的距離不同，使得基站端的多個天線的信號到達移動臺的延時也不同，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(fā)射方案、信號檢測技術等，這些問題有待深入研究。


無線通信領域
　　MIMO技術已經(jīng)成為無線通信領域的關鍵技術之一，通過近幾年的持續(xù)發(fā)展，MIMO技術將越來越多地應用于各種無線通信系統(tǒng)。在無線寬帶移動通信系統(tǒng)方面，第3代移動通信合作計劃(3GPP)已經(jīng)在標準中加入了MIMO技術相關的內容，B3G和4G的系統(tǒng)中也將應用MIMO技術。在無線寬帶接入系統(tǒng)中，正在制訂中的802.16e、802.11n和802.20等標準也采用了MIMO技術。在其他無線通信系統(tǒng)研究中，如超寬帶(UWB)系統(tǒng)、感知無線電系統(tǒng)(CR)，都在考慮應用MIMO技術。 　　隨著使用天線數(shù)目的增加，MIMO技術實現(xiàn)的復雜度大幅度增高，從而限制了天線的使用數(shù)目，不能充分發(fā)揮MIMO技術的優(yōu)勢。目前，如何在保證一定的系統(tǒng)性能的基礎上降低MIMO技術的算法復雜度和實現(xiàn)復雜度，成為業(yè)界面對的巨大挑戰(zhàn)。

• 通信詞典解釋