MIMO無線技術相信很多朋友有有所耳聞，它是802.11n技術的標志。它的引用，使已有的網(wǎng)絡性能得到更好的改善，增大了吞吐量，提高了容量。那么，本文將其原理為大家詳細介紹一下。

MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put)系統(tǒng)是一項考慮用于802.11n的技術。802.11n是下一代802.11標準，可將吞吐量提高到100Mbps。同時，專有MIMO無線技術可改進已有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-InputSingle-Output)系統(tǒng)，MIMO還可以包括SIMO(Single-InputMulti-ple-Output)系統(tǒng)和MISO(Multiple-InputSingle-Output)系統(tǒng)。

MIMO無線技術概述

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IEEE802.11n，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。

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802.11nMIMO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接入點到MIMO客戶端-同時發(fā)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(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無線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***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無線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。

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無線技術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)***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無線技術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***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)***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***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。