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從最早的紅外線技術(shù)到目前被寄予重望的WIFI，無線技術(shù)的進步推動我們的網(wǎng)絡(luò)一步步走向成熟。另外，隨著筆記本的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)模塊已經(jīng)成為了平臺標準，以Intel在移動個人處理器市場占有的份額來看，已有用戶和潛在用戶的數(shù)量令人不可低估。
從目前的市場情況和802.11n協(xié)議進展的速度來看，無線網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)品正在走向降低成本，加大軟件和相關(guān)技術(shù)的道路上。這樣的做法無疑是非常明智的，對于消費者來說更多、更具有針對性的軟件和技術(shù)會讓我們將無線網(wǎng)更好的融入生活中的每一個角落。
隨著英特爾第四代迅馳平臺的發(fā)布，802.11N協(xié)議下的300M無線設(shè)備也加快了“生產(chǎn)”的速度，很多廠商的新品紛紛面市。但在目前來說，即使被炒的越來越熱的300M產(chǎn)品，對一般消費者來說還好像是“概念汽車”一樣，感覺起來有些縹緲和虛幻。那么802.11N產(chǎn)品到底強在哪里？又是依托于哪些核心技術(shù)呢？下面，我們不妨從MIMO、OFDM和MIMO-OFDM技術(shù)細節(jié)談起。
無線通信作為新興的通信技術(shù)在日常生活中的作用越來越大。近年來，無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，但無線局域網(wǎng)的性能、速度與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比還有一定距離，因此如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的性能和容量日益顯得重要。
MIMO
MIMO技術(shù)是我們目前最常見的無線技術(shù)之一，同時也是802.11N產(chǎn)品標志性的技術(shù)之一。在無線通信領(lǐng)域中，MIMO技術(shù)中的智能天線技術(shù)是具有重要意義的一件事，該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。
由于具備以上特性， MIMO系統(tǒng)進一步提高無線通信系統(tǒng)容量，可以在不用增加系統(tǒng)帶寬的情況下改善了系統(tǒng)性能，提高了數(shù)據(jù)速率，所以在新一代無線通信系統(tǒng)中MIMO技術(shù)是必須采用的關(guān)鍵技術(shù)。
我們知道，在辦公室或一些公共場合，無線信號非常復(fù)雜，頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使實現(xiàn)無線信道的高速數(shù)據(jù)傳輸比有線信道困難。然而對于MIM0系統(tǒng)來說，多徑效應(yīng)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)和多信道。MIMO的多輸入多輸出是針對多徑無線信道來說的。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。
OFDM
作為多載波調(diào)制(MCM)的一種，OFDM技術(shù)的核心能力就是將信道分成許多正交子信道，在每個子信道上進行窄帶調(diào)制和傳輸，這樣既減少了子信道之間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。
無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般都存在非對稱性，即下行鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要遠遠大于上行鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸量。因此無論從用戶高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的需求，還是從無線通信自身來考慮，都希望物理層支持非對稱高速數(shù)據(jù)傳輸，而OFDM容易通過使用不同數(shù)量的子信道來實現(xiàn)上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。
目前，OFDM結(jié)合時空編碼、分集、干擾(包括符號間干擾和鄰道干擾)抑制以及智能天線技術(shù)，最大程度地提高了物理層的可靠性。如再結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)編碼以及動態(tài)子載波分配、動態(tài)比特分配算法等技術(shù)，性能可進一步優(yōu)化[3]。
同單載波系統(tǒng)相比，OFDM還存在一些缺點，如易受頻率偏差的影響，存在較高的峰值平均功率比(PAR)。所以，我們必須將其他技術(shù)引入其中，來達到能加好的效果。
MIMO-OFDM
平坦衰落信道中 ，MIMO系統(tǒng)可以利用傳播中的多徑分量，但是，對于頻率選擇性衰落信道，MIMO系統(tǒng)依然無能為力。而在目前的寬帶無線通信中，一般都會發(fā)生頻率選擇性衰落，為了使得MIMO系統(tǒng)性能在頻率選擇性衰落信道中依然 良好，可以將MIMO系統(tǒng)和正交頻分復(fù)用OFDM調(diào)制技術(shù)結(jié)合起來，形成MIMO-OFDM系統(tǒng)。
將MIMO系統(tǒng)與OFDM技術(shù)相結(jié)合，可以充分利用二者的優(yōu)勢，而又互相彌補不足之處 。
1、MIMO-OFDM系統(tǒng)不僅有很高的頻譜利用率，而且在OFDM基礎(chǔ)上合理的開發(fā)了空間資源，可以提供更高的數(shù)據(jù)速率，提高系統(tǒng)容量，改善系統(tǒng)性能。
2、另一方面，加入了OFDM調(diào)制技術(shù)的MIMO系統(tǒng)在抗多徑方面表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢，使得MIMO系統(tǒng)在頻率選擇性衰落信道中也能取作用
從本質(zhì)來講，OFDM-MIMO是頻譜資源利用率技術(shù)上的發(fā)展成果。MIMO技術(shù)的主要研究方向包括：MIMO信道、MIMO收發(fā)技術(shù)、分布式MIMO和MIMO應(yīng)用。MIMO技術(shù)是無線通信領(lǐng)域重大的技術(shù)突破，將成為未來無線寬帶移動通信系統(tǒng)和無線寬帶接入系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。而OFDM是Wimax和UWB基礎(chǔ)，OFDM技術(shù)也被應(yīng)用于基于電力線上網(wǎng)的寬帶傳輸(BPL)系統(tǒng)。
時間、空間和頻率是組成無線精采世界的要素，OFDM＋MIMO是三者的完美結(jié)合，OFDM與MIMO會成為未來很長一段時間內(nèi)無線寬帶技術(shù)的基礎(chǔ)。是以Anywlan將OFDM與MIMO作為本專題的同一主題，在Anywlan發(fā)展的這幾年，斷斷續(xù)續(xù)有OFDM-MIMO的資料發(fā)布，但卻無系統(tǒng)地進行整理，本期專題大部分資料將以下載方式提供，其中不少獨家精品，數(shù)量和質(zhì)量都極為豐富，可以保證本專題將是OFDM-MIMO研究論文是國內(nèi)迄今為止最為豐富的。希望對相關(guān)領(lǐng)域的開發(fā)者和學(xué)習(xí)者帶來有益的啟示。本站崇尚學(xué)術(shù)交流，每個人的認知能力有局限，均望各朋友能無保留地予以提出和指正。
MIMO-OFDM把OFDM 技術(shù)和MIMO 技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合起來，在不需要增加傳輸功率和擴大帶寬的前提下能夠增加數(shù)據(jù)的傳輸速率，正在成為無線通信的一個研究熱點。
802.11N
隨著消費者尤其是企業(yè)用戶對無線局域網(wǎng)速度要求的提升，54M無線產(chǎn)品已經(jīng)遠遠不能滿足人們的需求，因此IEEE已經(jīng)成立802.11n工作小組，以制定一項新的高速無線局域網(wǎng)標準IEEE802.11n。
而多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)和OFDM 技術(shù)的融合，則是802.11g邁向802.11n的關(guān)鍵因素。
理論上，作為高速無線局域網(wǎng)核心的OFDM技術(shù)，適當選擇各載波的帶寬和采用糾錯編碼技術(shù)可以完全消除多徑衰落對系統(tǒng)的影響。因此如果沒有功率和帶寬的限制，可以用OFDM技術(shù)實現(xiàn)任何傳輸速率。而采用其他技術(shù)，當數(shù)據(jù)速率增加到某一數(shù)值時信道的頻率選擇性衰落會占據(jù)主導(dǎo)地位，此時無論怎樣增加發(fā)射功率也無濟于事。這正是OFDM技術(shù)適用于高速無線局域網(wǎng)的原因。實際上，為了進一步增加系統(tǒng)的容量，提高系統(tǒng)傳輸速率，使用多載波調(diào)制技術(shù)的無線局域網(wǎng)需要增加載波的數(shù)量，這會增加系統(tǒng)復(fù)雜度，增大系統(tǒng)帶寬，對目前帶寬受限和功率受限的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)不太適合。而MIMO技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，因此將MIMO技術(shù)與OFDM技術(shù)相結(jié)合是下一代無線局域網(wǎng)發(fā)展的趨勢。所以，OFDM系統(tǒng)非常適合使用MIMO技術(shù)來提高容量。
結(jié)論
從以上分析我們可以看出MIMO和OFDM在各自的應(yīng)用領(lǐng)域有各自的優(yōu)點，MIMO系統(tǒng)可以抗多徑衰落，但對于頻率選擇性衰落，MIMO仍是無能為力，現(xiàn)在一般采用均衡技術(shù)來解決MIMO系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落。還有一種就是OFDM技術(shù)，OFDM被認為是下一代移動通信中的核心技術(shù)。4G需要高的頻譜利用率的技術(shù)，但OFDM提高頻譜利用率的能力畢竟有限。如果結(jié)合MIMO技術(shù)，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。MIMO+OFDM技術(shù)可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又可以通過分集達到很強的可靠性，如果把合適的數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用到MIMO+OFDM系統(tǒng)中能更好的增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，OFDM由于碼率低和加入了時間保護間隔而具有很強的抗多徑干擾能力。多徑時延小于保護間隔使系統(tǒng)不受碼間干擾的影響。這樣就可以使單頻網(wǎng)絡(luò)使用寬帶OFDM系統(tǒng)依靠MIMO技術(shù)消除陰影效應(yīng)。
