MIMO基本概念-程序员宅基地

技术标签： 5g

一、为什么要使用MIMO

由c=λf ，光速恒定，当电磁波频率增加时，波长变短

由图1公式知道，波长越短，功率消耗越大，即接收端收到的功率越小。若想要接收端能收到更大的功率，对于天线来说，有两种办法：

1、改善天线设计（比如形状、材料等），来获得增益。

然而，通过改善天线设计带来的增益往往不够补偿由于波长过短所带来的大量功率损耗。

2、直接增加天线数量来获得增益。这也是大规模天线的主要动机。

5G NR协议中分为FR1和FR2两个频率范围，FR1频率范围是450MHz--6GHz，也就是常说的Sub-6G，FR2频率范围是24.25GHz--52.6GHz，也就是常说的毫米波段。

二、MIMO的两大应用：分集、复用、波束赋形是什么？

通信的两个关键指标：可靠性与有效性。分集就是为了可靠性的，复用是为了有效性的。

在AWGN信道时，随着SNR增加，BER曲线的斜率趋于无穷大，即信道是呈现出流水式的误码率性能。但对于瑞利衰落信道，误码率曲线在对数-对数坐标下的斜率是直线的。

关于MPSK在AWGN和瑞利衰落信道的误码率情况，可以参考陈老湿：第7章：OFDM 信道估计与均衡（1）与《陈老湿：第7章：OFDM 信道估计与均衡（2）

发射端将同一消息的一个或多个信号传递出去，在接收端将该消息的两个或多个受扰不同的信号(或称复制品)利用选择或合并电路恢复传递消息，以获得比任何单个信号所得到的消息质量更好的技术，称为分集。

分集的方式：空间分集、时间分集、极化分集、频率分集、角度分集。

时间分集：相同的信息在足够大的时间间隔（大于相干时间）重复发送。

为什么要大于相干时间呢？这是因为在相干时间之内，可认为信道是没有发生太大的变化。

因此，为了使得重复发送的信号，经过信道时，是相互独立的。这样接收端将携带同一信息的这几份信号进行处理，才能获得比较好的分集增益。

类比来说，对于频率分集：相同的信息在足够大的频率间隔（大于相干带宽）重复发送。

复用是让MIMO发送独立的数据流，获得更高的传输速率。在复用这一部分内容，将会接触经典的ZF、MMSE等算法。

上面说到分集增益，我之前也一直听说这个词，分集增益的定义是怎么样的呢？

分集增益表现为差错概率曲线的斜率。

通常将不同的分集支路数L称为系统的分集增益。

本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_61810521/article/details/127027055

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