無線寬帶移動通信系統(tǒng)納入MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)可以比喻成一座橋梁，它可以連接老舊無線技術(shù)和新的無線技術(shù)，讓兩者和諧發(fā)展，進行融合。那么，在新一代的無線寬帶移動通信系統(tǒng)中它已經(jīng)是一項重要的技術(shù)了，下面將為您深入分析一下它的發(fā)展情況。

MIMO技術(shù)已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，但如何在保證一定的系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上降低MIMO技術(shù)的算法復雜度和實現(xiàn)復雜度，將是業(yè)界面對的巨大挑戰(zhàn)。

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(shù)，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(shù)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MI-MO；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。

MIMO技術(shù)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(gòu)成的天線陣列�；�站通過天線陣列與小區(qū)內(nèi)的具有多個天線的移動臺進行MIMO通信。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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。

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(nèi)形成良好的系統(tǒng)覆蓋，解決小區(qū)內(nèi)的通信死角，提高通信服務質(zhì)量。最近在MIMO技術(shù)的研究中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)與MIMO技術(shù)相結(jié)合可以提高系統(tǒng)容量，這種新的分布式MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)———分布式無線通信系統(tǒng)(DWCS)[8]成為MIMO技術(shù)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(shù)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(guān)，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(nèi)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(nèi)容還包括：具體的同步技術(shù)、信道估計、天線選擇、發(fā)射方案、信號檢測技術(shù)等，這些問題有待深入研究。

MIMO技術(shù)已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過近幾年的持續(xù)發(fā)展，MIMO技術(shù)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(shù)相關(guān)的內(nèi)容，B3G和4G的系統(tǒng)中也將應用MIMO技術(shù)。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(shù)。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(shù)。

隨著使用天線數(shù)目的增加，MIMO技術(shù)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(shù)的優(yōu)勢。目前，如何在保證一定的系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上降低MIMO技術(shù)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)。