4G通信中的MIMO智能天线技术
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势随着科技的发展和人民生活水平的提高，移动通信已成为现代社会的一种基本需求。
而4G移动通信技术的发展，使得移动通信更加快速、稳定、便捷。
本文将从4G移动通信的传输关键技术和应用优势两个方面，来探讨4G移动通信的重要性。
4G移动通信传输关键技术1. 多天线技术（MIMO）多输入多输出技术(MIMO)是4G移动通信的一项重要技术。
它通过利用多个天线发送和接收数据，提高了信号的传输效率和网络容量。
以前的移动通信系统使用单天线来发送和接收数据，而MIMO技术的应用，使得信号的传输更加稳定和快速。
这项技术的应用，使得移动网络更加稳定可靠，提高了用户的通信体验。
2. 正交频分复用技术（OFDMA）4G移动通信系统采用正交频分复用技术（OFDMA），将信号分成多个正交子信号，并在不同频段传输。
这种技术可以提高频谱的利用率，使得网络更加高效。
该技术在网络传输时可以提高信号的传输速度，具有较高的抗干扰能力，提升了网络的覆盖范围和容量。
3. 载波聚合技术（CA）载波聚合技术（CA）是4G移动通信系统中的一项关键技术，它可以将多个不同频段的载波组合在一起，提高传输速度和网络容量。
通过载波聚合技术，可以使得网络的信号质量更加稳定，覆盖范围更广，网络容量更大，用户的通信体验更佳。
4. 高效的调制解调技术4G移动通信系统采用了更加高效的调制解调技术，如16QAM和64QAM，这些技术使得数据传输更加快速，提高了频谱的利用效率，同时还能够降低网络的功耗，延长了移动设备的续航时间。
4G移动通信应用优势1. 高速数据传输4G移动通信系统的应用，使得移动网络的数据传输速度大大提高，用户可以更加便捷快速地进行数据传输和下载，观看高清视频、进行在线游戏、进行视频通话等操作，极大地丰富了人们的生活方式。
2. 视频通话和高清视频在4G网络的支持下，用户可以享受更加高清的视频通话和视频观看体验。
这些都离不开4G网络高速稳定的传输技术，提升了人们在移动通信领域的体验。
4G移动通信系统中MIMO—OFDM技术的应用
4G移动通信系统中MIMO—OFDM技术的应用摘要本文主要阐述了第四代移动通信（4G）系统中的OFDM和MIMO技术，讲到了MIMO-OFDM模型中的一些关键技术及其主要技术，其中含有同步技术、自适应调制以及编码技术、信道估计技术。
在叙述中把MIMO技术和OFDM 技术进行巧妙地联系，这样就作为一项关键的技术在第四代移动通信系统中出现，并且其有对抗频率选择性衰落、使数据传输数率提高、增大系统容量这些主要的特点。
关键词MIMO；OFDM；4G；分集技术；信道估计0引言在现在的生活中，移动通信业务是在飞速的发展中，用户的数量在不断地增加，以及信息网络中的多媒体业务更是层出不穷，所以就会出现大容量而且还有多媒体接入能力的新型移动通信系统，这就使3G产生。
可是到现在为止，人们已经发现它的很多不足，而4G移动通信还具有能够描绘高速的数据传输，能够达到进行语音以及多媒体业务。
这使身边的生活更丰富，但它也在面临着进一步的挑战，比如说多径衰落和带宽的利用率，所以OFDM技术就能够运用把信道分解成多个正交子信道这样的方式，从而解决了这频率选择性多径衰落信道向平坦衰落信道的转化，减小多径衰落的影响。
MIMO技术的特点是，可以使空间中产生多个独立而且是同行的信道系统，这样就能够共同传输数据，同时对频谱利用率进行有效地提高。
所以，就现在来看把OFDM和MIMO进行结合已成为新一代移动通信的主要趋势。
1 MIMO-OFDM模型以及技术1.1 MIMO-OFDM模型的运行过程MIMO-OFDM模型发送比特流经过串并电路然后形成很多的线路，同时还要形成比特流，各路比特流要经过各个的编码、交织后再进行对应的映射，然后再进行保护抗信道间干扰的间隔，然后进行OFDM调制，要包含有抗时延扩展这样的前缀，结果再用对应的天线发射出去。
MIMO-OFDM系统模型的接收端就是当各个接收天线收到对应的OFDM符号后，对其设置时频的同步处理，去掉对应的CP，再对其OFDM进行解调，然后再对其进行解码，这时就要依据信道估计的结果，恢复并且接收比特流。
第四代移动通信系统中的多天线技术
第四代移动通信系统中的多天线技术一、引言由于第三代移动通信系统（3G）还存在一些不足，包括很难达到较高的通信速率，提供服务速率的动态范围不大，不能满足各种业务类型要求，以及分配给3G系统的频率资源已经趋于饱和等，于是人们提出了第四代移动通信系统（4G）的构想。
4G的关键技术包括：（1）调制和信号传输技术（OFDM）；（2）先进的信道编码方式（Turbo码和LDPC）；（3）多址接入方案（MC-CDMA和FH-OFCDMA）；（4）软件无线电技术；（5）MIMO和智能天线技术；（6）基于公共IP网的开放结构。
研究表明，在基于CDMA技术的3G中使用多天线技术能够有效降低多址干扰，空时处理能够极大增加CDMA系统容量。
凭在提高频谱利用率方面的卓越表现，MIMO和智能天线成为4G发展中炙手可热的课题。
二、智能天线技术智能天线最初用于雷达、声纳及军事通信领域。
使用智能天线可以在不显著增加系统复杂程度的情况下满足服务质量和扩充容量的需要。
1.基本原理和结构智能天线利用数字信号处理技术，采用先进的波束转换技术（switched beam technology）和自适应空间数字处理技术（adaptive spatial digital processing technology），判断有用信号到达方向（DOA）通过选择适当的合并权值，在此方向上形成天线主波束，同时将低增益旁瓣或零陷对准干扰信号方向。
在发射时，能使期望用户的接收信号功率最大化，同时使窄波束照射范围外的非期望用户受到的干扰最小，甚至为零。
智能天线引入空分多址（SDMA）方式。
在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下，用户仍可以根据信号空间传播路径的不同而区分。
实际应用中，天线阵多采用均匀线阵或均匀圆阵。
智能天线系统由天线阵；波束成形成网络；自适应算法控制三部分组成（见图1）。
图1典型的智能天线系统2.智能天线的分类智能天线主要分为波束转换智能天线（switched beam antenna）和自适应阵列智能天线（adaptive array antenna）。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G是第四代移动通信技术，其传输速度和质量比3G高出许多，具有较高的带宽、更低的延迟和更好的网络可靠性。
在4G的技术中，涉及到多种关键技术和应用优势，下面将进行介绍。
一、关键技术1. OFDM技术OFDM技术是4G移动通信的核心技术之一。
OFDM技术能够将一个频带分成许多个子载波信号，不同子载波之间的间隔是非常小的，它们可以并行地传输数据。
每个子载波的调制方式和调制深度都是不同的，具有多重接入和抗多径衰落的特点。
OFDM技术能够有效地提高系统的频谱利用率和网络容量。
MIMO技术是一种利用多条天线来传输和接收数据的技术。
MIMO技术可以在同一频段上同时传输多条信号，从而提高了网络的吞吐量和数据传输的可靠性。
通过使用多个天线来发送和接收数据，MIMO技术可以提高系统的频谱效率和降低误码率。
MIMO技术需要支持多输入多输出的天线系统，并且需要在发送端和接收端实现一定的信号处理技术。
二、应用优势1.高速数据传输4G网络可以提供比3G网络更高的数据传输速率，使手机和其他设备可以更快地下载和上传大量数据。
4G网络的下载速度通常比3G网络快数倍，这使得视频、音乐和游戏等大型文件可以更快捷地下载，提高了用户的体验和便利性。
2.多媒体应用由于4G的高带宽和高速率，它能够实现高清视频和多媒体应用，如视频通话、高清流媒体、即时视频等。
这为用户提供了更多的选择和体验，也为企业提供了更好的商业机会。
3.智能手机和物联网发展4G网络为智能手机和物联网的发展提供了更多的机会。
智能手机可以使用更快的数据连接来支持更多的应用，而物联网设备也可以利用4G网络进行连接和数据传输。
这为企业创新和发展提供了新的机遇。
总之，4G网络通过多种技术和应用，实现了更快速、更稳定和更高效的数据传输，这不仅能够提高用户体验，还为商业创新和发展创造了更多的机遇。
随着5G网络发展的不断推进，4G网络仍然是我们日常生活和工作不可缺少的重要基础设施。
MIMO技术
MIMO：新一代移动通信核心技术多输入多输出（MIMO）技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。
MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。
目前，各国已开始或者计划进行新一代移动通信技术（后3G或者4G）的研究，争取在未来移动通信领域内占有一席之地。
随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统成为当前热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一。
本文重点介绍MIMO 技术的五大研究热点。
MIMO信道的建模和仿真为了更好地利用MIMO技术，必须深入研究MIMO信道特性，尤其是空间特性。
与传统信道不同的是，MIMO信道大多数情况下都具有一定的空间相关性，而不是相互独立的。
在2001年11月的3GPP 会议中，朗讯、诺基亚、西门子和爱立信公司联合提出了标准化MIMO信道的建议。
3GPP和3GPP2推荐的链路级MIMO信道的建模方法有两个：基于相关（Corrlration－Based）的方法和基于子径（EAGC －A14H）的方法。
尽管3GPP和3GPP2对链路级的信道参数进行了定义，但是对于如何实现并没有达成共识。
研究信道的相关性对系统容量的影响成为MIMO技术的研究方向之一。
另外，目前对MIMO系统的研究都是假定在理想信道条件下进行的，而实际上在接收端无线传播环境中是不可能知道信道冲激响应的，因此要进行信道估计。
由于在MIMO系统中进行信道估计时，天线之间存在着干扰，因此，研究在天线之间存在干扰时的信道估计方法也是目前研究的热点。
MIMO系统的天线选择技术因为多天线需要多射频RF电路，而RF又非常昂贵，因此，寻找具有MIMO天线优点且低价格、低复杂度的最优天线子集选择技术极具吸引力。
多天线选择发送接收系统就是利用一定的准则从M根发送天线中选择MS根天线用于发送信号，同样在接收端从N根接收天线中选择NS根用于接收信号，这样就构成了选择的MS×NS的MIMO系统。
智能天线与MIMO的区别
解释1.智能天线通常也称作自适应天线阵列，可以形成特定的天线波束，实现定向发送和接收，主要用于完成空间滤波和定位。
从本质上看，它利用了天线阵列中各单元之间的位置关系，即利用了信号的相位关系克服多址干扰及多径干扰，这是它与传统分集技术的本质区别。
MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统，其有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。
其核心技术是空时信号处理，即利用在空间中分布的多个时间域和空间域结合进行信号处理。
因此，可以被看作是智能天线的扩展。
智能天线可以理解为对天线应用与今后演进的LTE（MIMO的双天线），这样今后中国移动发展LTE时，现有的智能天线仍然可以使用解释2.TD-SCDMA系统采用智能天线技术，这种技术也是采用了多阵元天线，但与MIMO不同的是通过不同的发射天线来发送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效提高天线增益，降低用户间的干扰。
因此智能天线技术也可以算一种天线分集技术，但没有实现空间复用，不是MIMO技术。
MIMO技术中，信息源杂散化之后，以多余前向纠错（FEC，ForwardErrorCorrectionredundancy）的方式作编码。
这些编码过的位会被分别交叉放置到不同的天线发射链中，也就是连续的编码位被随机送到不同的OFDM 调制器，每个调制器再将编码位往后送到发射处理链及天线。
因此，不同的发射天线上发送的是不同的数据，接收端通过特定的技术将这些不同天线发送的数据拼装起来，还原成原始信息。
解释3.（1）相同信息，不同的空间发射途径传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落，具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。
智能天线技术也是通过不同的发射天线来发送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效的提高天线增益，降低用户间的干扰。
广义上来说，智能天线技术算一种天线分集技术。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势1、OFDMA技术OFDMA技术即正交频分复用技术，是4G移动通信中的一项重要技术。
OFDMA技术可以将频谱资源分割成不同的子载波，不同用户使用不同的子载波进行传输，从而实现多用户同时传输的功能。
OFDMA技术不仅可以提高频谱的利用效率，还可以降低用户之间的干扰，提高通信的可靠性。
2、MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术，是4G移动通信中另一项重要技术。
MIMO技术通过使用多个无线天线，可以实现同时发射和接收多条数据流，从而实现更高的数据传输速率和更好的传输质量。
MIMO技术可以提高系统的传输效率和信道容量，适用于高速移动和复杂信道环境下的数据传输。
3、IP QoS技术IP QoS技术即IP服务质量技术，是4G移动通信中的一项核心技术。
IP QoS技术可以对网络中的数据流进行有效的调度和管理，为各种应用提供不同的服务质量保证。
IP QoS技术可以保证网络带宽的利用率，提高网络的容量和效率，为用户提供更好的服务体验。
1、高速移动性4G移动通信在传输关键技术方面采用了OFDMA和MIMO等技术，其数据传输速率远高于之前的移动通信技术。
这使得4G移动通信成为高速移动应用的理想选择，如高速列车上的互联网接入、移动车队等应用。
2、大容量传输3、优化用户体验4G移动通信在传输关键技术方面采用了IP QoS技术，可以为各种应用提供不同的服务质量保证，为用户提供更好的服务体验。
同时，4G移动通信可以支持多媒体应用，如高清视频、在线游戏等，这些应用需要更高的带宽和更低的延迟，在4G移动通信中可以得到很好的满足。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G移动通信传输关键技术指的是在4G移动通信系统中，实现高速数据传输和优质通信质量所必需的技术。
以下是4G移动通信传输关键技术的一些主要方面：1. 正交频分复用技术（OFDM）：OFDM技术可以将传输信道分成多个较窄的子信道，每个子信道都使用不同的频率进行传输，从而提高信道利用率和数据传输速率。
2. 具有多输入多输出（MIMO）技术：MIMO技术利用多个天线进行数据传输和接收，可以提高信号覆盖范围和传输速率，并减少信号传输的干扰和衰减。
3. 高级的调制解调器：4G系统采用16QAM和64QAM等高级调制解调器，可以在较小的带宽内传输更多的数据，提高数据传输速率。
4. 高效的信道编码和解码技术：4G系统采用具有较高纠错性能的调制编码技术，能够减少数据传输时的错误率，提高数据传输的可靠性。
5. 快速数据调度和分配技术：4G系统采用智能数据调度和分配算法，能够根据用户需求和网络状况，合理分配网络资源，优化数据传输效率。
1. 高速数据传输：4G系统的传输速率比3G系统提高了数倍，可以支持更高的数据速率，满足用户对高速数据传输的需求，实现更快的下载和上传速度。
2. 较低的时延：4G系统采用了较低的传输时延，可以实现更快的网络响应速度，提高了用户对实时通信和互动游戏等应用的体验。
3. 更稳定的信号覆盖：4G系统采用了MIMO技术和智能分集技术，能够提高信号覆盖范围和传输质量，减少信号传输的干扰和衰减，提高网络的稳定性。
4. 多媒体传输的支持：4G系统支持高清视频播放、视频通话和在线游戏等多媒体应用，能够实时传输大容量的多媒体数据，提供更丰富和高质量的服务。
5. 更好的移动性支持：4G系统采用了智能的信道切换和快速数据调度技术，能够实现无缝切换和平滑漫游，提供更好的移动性支持，保证用户在移动状态下的通信质量。
4G移动通信传输关键技术的应用优势可以提供更快速、更稳定和更高质量的数据传输服务，满足用户对高速数据传输和多媒体应用的需求，推动移动通信技术的发展。
MIMO和智能天线技术的结合
本文 探 讨 了 ４ 系统 中的 两大 关键 技 术 ． Ｉ Ｏ卸 智 能 天 Ｇ Ｍ Ｍ
线技 术 的 结台 ．文 中首 先 介绍 ＭＩ Ｏ 和 智耗 天 线 的原 理 ． Ｍ
对 其 进 行 了 分析 比较 ．最 后给 出了 Ｍ Ｉ ＭＯ 和 智 能 天 蛙 技 术 结 台 的 一种 可 行 方 案
维普资讯 专 题
ＱＴ Ｃ ｝ ． ． ． ． ＣＶ支 ． ． ． ．
Ｓｐｅ ａ Ｔｅ ｃｉ ｌ ｃｈｎ ｏ ｏｌ ｇＹ
【 摘
要】
理．从而改善 恃输 的可 靠性 分 集技术 的主要方ｊ 问分集、频率分集 天线分羹 （ 又称空间分羹 ） 等
信号 并删 除或抑制干扰信号 的目的。智能天线是仅在无线 链路 的一端采用阵列天线捕获与合并信号的处理技术， 即用
于 ＭＩＯ 系 统 和 ＳＭＯ 系 统 。 Ｓ Ｉ
图
ＭＩ ＭＯ和智能天线结合方案的系统 结构 图
图 ２中．发送端和接收端均为天线阵列 ．天线阵元个 数为 ９ ．相邻阵元的间隔为 １ 波长 （／） ／ ２ ７２ 。智能天线技术 ． 工作 时． 一端使 用全部 ９ 个天线 阵元 ． 另一端 只用一个 ５ 号
实现可 靠传输 因此 ．这一技术非常值得探讨。
是在牺牲频率利用率为代价下提高系统性能 使用 送天线、多个接收天线可以在不降低 频率 利用率条
现天线分集 天线分集分为接收持集 、 发送分集和收发分集三
、
Ｍ１ ｌ 能 线 Ｍ０ ｆｊ
ＭＩ ＭＯ属于 天线分集技术 善系统性能的一种抗 衰落技术
统 的信道容量 ．提高信息传输速率 ，而智能天线技术可以 提高接收信号的信干比和小区的用户容量， 自提出以来就 深受关注 ．已被 Ｔ Ｓ ＤＭＡ标准采用 ．国 际电联也 明确 Ｄ・Ｃ
移动通信中的MIMO技术
移动通信中的MIMO技术在当今数字化和信息化飞速发展的时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高清视频流，从即时通讯到物联网应用，我们对移动通信的速度、质量和稳定性的要求越来越高。
而 MIMO 技术（MultipleInput MultipleOutput，多输入多输出）的出现，无疑为满足这些需求提供了强大的支持。
MIMO 技术的核心原理其实并不复杂，但却极其精妙。
简单来说，它就是通过在发射端和接收端同时使用多个天线，来实现更高效的数据传输。
想象一下，传统的通信方式就像是一条单车道的公路，车辆只能依次通过，速度和流量都受到很大限制。
而 MIMO 技术则像是将这条公路拓宽成了多条车道，允许更多的车辆同时并行，大大提高了交通的效率和容量。
在具体的实现过程中，MIMO 技术主要有两种工作模式：空间复用和空间分集。
空间复用模式下，多个独立的数据信息流可以同时在不同的天线上传输，从而在相同的频谱资源下大大提高了数据传输速率。
比如说，在一个 2×2 的 MIMO 系统中，如果每个天线的传输速率是100Mbps，那么通过空间复用，总的传输速率可以达到 200Mbps。
而空间分集模式则是通过在多个天线上发送相同的数据，然后在接收端通过合并处理来提高信号的可靠性和抗衰落能力。
这就好比我们在邮寄重要信件时，为了确保对方能够收到，会同时通过多个不同的渠道发送相同的内容，只要有一个渠道成功，信件就能送达。
MIMO 技术为移动通信带来了诸多显著的优势。
首先，它大幅提升了频谱效率。
频谱资源就像土地一样，是有限且珍贵的。
通过 MIMO技术，我们能够在相同的频谱带宽内传输更多的数据，这就相当于在有限的土地上建造出了更高的建筑，实现了资源的更高效利用。
其次，MIMO 技术增强了系统的可靠性和稳定性。
在复杂多变的无线环境中，信号容易受到衰减、干扰和多径衰落等影响。
而 MIMO 系统通过多个天线的协同工作，可以有效地抵抗这些不利因素，保证数据的准确传输。
移动通信技术中的多天线技术研究
移动通信技术中的多天线技术研究一、引言随着移动通信业务的发展，无线通信技术已经逐步成为人们日常生活不可或缺的一部分，而多天线技术则成为提高无线系统容量和覆盖范围的有效途径。
本文将对多点天线技术在移动通信领域的研究进展进行探讨。
二、多天线技术的概述多天线技术又称为MIMO技术，即多输入多输出技术，它是指通过多个接收和发射天线来提高无线通信系统的频率利用率和传输速率。
相比于传统的单天线技术，MIMO技术可以同时传输多路数据流，从而大大提高频谱利用率。
三、多天线技术的研究进展1. MIMO技术在4G系统中的应用随着4G技术的逐步成熟，MIMO技术的应用已经成为其关键技术之一。
在4G系统中，采用MIMO技术可以提高网络的吞吐量和覆盖范围。
同时，该技术还可以有效地降低网络的误码率和延迟，从而提高用户的体验。
2. MIMO技术在5G系统中的应用目前，5G技术正在逐步发展中，而MIMO技术也已成为其核心技术之一。
在5G系统中，MIMO技术可以通过支持更多的天线和频率来实现更高的可靠性和数据速率。
同时，还可以通过独立的波束形成来支持更多的用户连接，从而提高网络容量和性能。
3. 基于MIMO技术的无线电路设计为了更好地支持MIMO技术的应用，无线电路的设计也需要进行相应的改进。
目前，一些研究机构正在探索基于MIMO技术的射频前端设计，其中包括天线和滤波器等。
此外，还有一些MIMO技术的调制和信道估计算法也正在研究之中。
四、结论多点天线技术是一项重要的通信技术，其应用已经逐步成为现代通信系统的核心之一。
随着5G技术的逐步发展，MIMO技术将会更广泛地应用于各种无线通信系统中。
同时，未来的研究还需进一步完善MIMO技术的算法和无线电路设计，以满足不断增长的无线通信需求。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G移动通信是第四代移动通信技术，相比于3G移动通信，有着更快的传输速度、更高的带宽和更低的延迟。
它采用了多种关键技术，包括LTE、OFDM、MIMO和VoIP等，这些技术使得4G移动通信具有了许多应用优势。
4G移动通信的关键技术之一是LTE（Long Term Evolution，长期演进），它是一种基于全IP网络的高速无线通信技术。
通过LTE技术，用户可以享受到更快的下载和上传速度，平均下载速度可达10Mbps以上，最高可达100Mbps。
这意味着用户在使用4G移动通信时，可以更快地下载和传输大文件，观看高清视频和进行高清网络游戏等。
4G移动通信采用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多址）技术，它可以将频谱进行分解，然后在不同的子载波上进行并行传输。
这样一来，4G移动通信不仅可以提供更高的频谱利用率，还可以有效抵抗多径效应和频率选择性衰落等信道问题。
4G移动通信能够在多路径衰落环境下实现更好的信号质量和更高的抗干扰能力。
4G移动通信采用了MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术，即利用多个天线进行数据传输。
通过MIMO技术，4G移动通信可以实现空间复用和波束成形等功能，提供更多的数据传输通道和更稳定的信号，从而显著提高了系统的吞吐量和系统容量。
4G移动通信还可以实现VoIP（Voice over IP，网络电话）技术的应用。
传统的移动通信是以语音通信为主，而4G移动通信可以通过VoIP技术将语音转换为数据包进行传输。
这样一来，用户不仅可以进行高品质的语音通话，还可以进行多媒体通信，如视频通话、实时语音和图像传输等。
这对于现代人们的移动办公、远程教育和远程医疗等需求来说，具有重要的意义。
MIMO和智能天线技术的结合
同的数据集 ， 并通过提高发送信号 的传输速
度来提高 网络容量。 ＭＭ Ｉ Ｏ实际上是一 种无 线芯片技术 ， 嵌
入在芯片 中 ＭＩ ＭＯ通 过 ２根或 多根天 线发
兼容 ， 持 今 年 刚完 成 的 ８２ １ ｅＱ Ｓ标 支 ０ ． ｌ ｏ
持 ２／０ Ｈ 信道带宽 ， 而有 可能在全球 ０４ Ｍ ｚ 从
范围 内实 现 ５０ ｂ ｓ ０ Ｍ ｐ 的高 速率 ， 增 大数 并
１ 工作组 （Ｅ Ｅ８２ １ Ｇ “ １ ＩＥ ０ ． １Ｔ ｒ 快速漫游 ” 工 作 组 ） 制订 在 接入 点 之 间快 速、 全漫 游 ， 安 的标 准。该标 准 将在 ８ ２ １ ｅＱ Ｓ 制 的 ０ ． １ ｏ 机 基础上 增 添新 的“ 味 ” 美 。如 能获得通 过 ，
呼叫掉线和网络 的不稳定性 ， 由此 提高企业 Ｖｌ ｏＰ的性能 。
新技术得 到普 及应用 需要 解决若 干个 实际问题 ， Ａ ＷＬ Ｎ也一 样 ， 干 个新标 准正 若 在把 问题 一一 摆平 ， ｏ Ｑ Ｓ解决 了， 干扰 去除 了， 带宽更 高 了，０ ． ｌ 也 把安 全搞 定 了， ８２ １ｉ
５ Ｍ ｐ 的 ＷＬ Ｎ数据率 提高 １ ４ ｂｓ Ａ 倍多 ， 约为
１ ５Ｍｂ ｓ ２ ｐ。
由于 ８ ２ １ Ｉ 准 以 Ｍ Ｍ ０ ．１ 标 Ｉ Ｉ Ｏ和信道 带 宽这两 项 关 键技 术 为 支 柱 ， 因而 给 ＷＬ Ｎ Ａ 带来许多新 的应用 。当前 ， 些应用集 中体 这 现在三个 方 面 ： 是在 ５ Ｈ 频 段 内工 作 ， 一 Ｇｚ
通信终端在更 高 的移动 速度下 实现可 靠传
７ ・ ０
维普资讯
输。因此 ， 这一技术非常值得探讨 。
(完整版)4G通信之MIMO技术解析
MIMO-OFDM系统模型发射端原理图
MIMO和OFDM技术结合
MIMO-OFDM
1 有效对抗了MIMO系统中的频率选择性衰落 2 提高了OFDM系统中的系统容量和频谱利用率
结束语
在频带资源有限而高速数据需求无限增长的现实 下，利用增加发射天线来增加空间自由度、改善系统 性能、提高频带利用率是无线通信领域中的一大研究 方向。
可以明显地看出两根天线发送的信号矢量是 相互正交的，即
STBC译码
在接收端采用最大似然译码器进行译码，其结构如图：
x1 x2* Tx1
h1
x2 x1*
Tx2 h2
n1, n2
Rx
信道估计
hˆ1
hˆ2
hˆ1 hˆ2
信号合并
x1
x2
最大似然译码器
xˆ1
xˆ2
两发一收的Alamouti STBC译码器结构
MIMO信道是在收发两端使用多个天线，每个 收发天线之间形成一个MIMO子信道，假定发送端 存在nR个发送天线，接收端有nT个接收天线，系统 框图如图所示：
MIMO的基本原理
每个收发天线之间形成一个MIMO子信道，在收
发天线之间形成 nR × nT 信道矩阵H，如下：
MIMO的基本原理
考虑满秩MIMO信道，秩为n，且矩阵H是单
4G通信之MIMO技术
在4G时代，数据业务成为运营商最主要收入的来源
一、MIMO技术简介 二、基本原理 三、空时编码 四、 MIMO-OFDM
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)即是 多输入多输出技术，是指在发射端和接收端分别 使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端 和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个 用户的服务质量
MIMO技术整理
（D）MIMO测试平台搭建 1998年贝尔实验室开创性的实验验证了V-BLAST的可行 性，随之引发了对MIMO技术的广泛研究，进而促使人们开 发MIMO测试平台进行信道测试。MIMO无线传输技术发展至 今，理论日渐成熟，而现场测试亟待进行。开发测试平台 进行现场测试对于MIMO通信技术迈向实用化具有重要意义 。先进的多天线系统测试平台，不但可以探测各种传播环 境下的MIMO信道特征，验证信号处理算法性能，而且有助 于评估算法实时实现的可行性。这些测试平台也是进行新 技术研究与实际系统开发的重要基地。 国内外很多研究机构纷纷进行实验平台开发与外场测试 ，并有大量实验结果发表，如国内电子科技大学与东南大 学的室内外MIMO实验，国际上V-BLAST的可行性验证实验、 ISTMETRA项目的室内外实验与BYU的室内MIMO实验等，它们 极大地促进了MIMO技术的发展。
四、MIMO技术的研究现状与发展趋势 自从1995年Telatar推导出多天线高斯信道容量、1996 年Foschini提出BLAST算法、1998年Tarokh等提出空时编 码以来，MIMO无线通信技术的研究如雨后春笋般涌现。至 2005年年底，IEEE数据库收录该领域的研究论文已达数千 篇，从MIMO无线通信技术的理论研究到实验验证，再到商 用化的各个方面。目前，国际上很多科研院校与商业机构 都争相对MIMO通信技术进行深入研究，其研究现状如下： （A）MIMO算法开发 （B）MIMO无线信道建模 （C）MIMO天线设计 （D）MIMO测试平台搭建 （E）MIMO芯片开发 （F）MIMO技术的标准化进展
（A）MIMO算法开发 虽然理论分析结果表明MIMO无线技术能够极大地提 高系统容量与可靠性，但仅有分析是不够的，更为重 要的是开发误码性能与复杂度折衷的传输方案以获取 MIMO系统的实际性能增益。大量MIMO算法企图同时充 分获取分集与复用增益，因此可将MIMO算法方案分为 两大类： 第一类是分集最大化方案，即空时编码（STC）方 案。 第二类是数据率最大化方案，即复用方案，因为 MIMO系统的多天线也可实现空间复用。
4G5G 移动通信技术-MIMO多天线技术
C log2(1 | h |2) b / s / Hz
M
C log2 (1 | hi |2 ) b / s / Hz
i 1
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N
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N
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MIMO系统中，系统容量随着天线数目的增加成线性增加。
常用 MIMO 方案名称 接收分集 多用户虚拟 MIMO 开环发射分集 闭环发射分集 开环空间复用 闭环空间复用
第3章 MIMO多天线技术
3.3 MIMO工作模式
MIMO系统数据流并行传输
MIMO系统就是多个信号流在空中的并行传输。在发射端输入的数据流变成几路并行的 符号流，分别从Pt个天线同时发射出去；接收端从Pr个接收天线将信号接收下来，恢复 原始信号。
传统的多址技术可以分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA） 和空分多址（SDMA），4种方式都以频分多路复用（Frequency-division multiplexing，FDM） 技术为基础，蜂窝移动通信系统中一般采用这4种方式之一或混合方式。
✓ LTE上行方向采用基于循环前缀的SC-FDMA（Single Carrier - Frequency Division Multiplexing Access）单载波频分多址技术。
1. 分集技术
1)接收分集 所谓接收分集，就是接收机利用多条不相干传播路径，同时接收这些路径上的信号，并加 以合成的技术。 2)发射分集 所谓发射分集，就是发射机创造多条不相干传播路径，同时在这些路径上发射信号，为接 收机多路接收提供可能。
4G移动通信技术论文
4G移动通信技术论文14G移动通信技术的关键技术1、1MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术。
这种技术主要是通过使用分立式多天线来对整个通信链进行空间的分集，并且可以在分集后进行转化，从而分为多个子信道，让系统的容量得到了增加，保证了在大流量的网络环境下也能够正常使用4G移动通信。
而MIMO技术的接收天线与发射天线的分立也能够保证整个通信系统抗噪音以及抗衰弱能力。
1、2SA技术SA技术就是智能天线技术，它通过固定的天线单元来将方向性进行获取，然后就能够获取移动台以及基站之间的方向特性。
在方向特性获得之后，就可以根据不同的信号传输方向来将相同时间，码道，频率的信号进行区分，通过这种技术也就能够实现将网络覆盖区域改变目的，达到让网络覆盖实现有目的性覆盖的目标。
1、3OFDM技术OFDM技术为正交频分复用技术。
这种技术将信道分为了若干个子信道，并且也可以将高速数据信号进行转换为低速子数据流，通过调制的方法到子信道上进行了传输，从而让抗衰落能力得到了巨大的提高，也可以防止各个信道之间的互相干扰，保证了4G移动通信技术的高速以及正常传播。
24G移动通信技术的应用由于4G移动通信技术高速传输，不易受到干扰等特点，它可以应用在人们生活的各个方面。
例如我国人民可以将自己的手机来作为4G移动通信技术的终端。
而使用4G移动通信技术的手机外观小巧，用一只手就能够掌握。
但是它的功能极其强大，完全可以当做一台小型的电脑来使用。
人们可以使用4G移动通信的手机来享受到高质量的移动通信服务。
4G移动通信技术可以为使用者提供大量的数据、影像、视频等等服务，让人们能够随时随地地使用高速网络来观看视频以及图片等，同时也不会像以往的移动通信技术会出现延迟、卡顿等问题。
而且用户不仅能够进行即时的观看，也可以将这些视频等信息来推送到自己家中的电视上，等回家后再进行观看，让用户能够得到最佳的服务。
3结语目前我国的移动通信技术已经得到了较为完善的发展，因此我国已经开始使用了4G移动通信技术。
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4G通信中的MIMO智能天线技术智能天线通常也称作自适应天线阵列，可以形成特定的天线波束，实现定向发送和接收，主要用于完成空间滤波和定位。
从本质上看，它利用了天线阵列中各单元之间的位置关系，即利用了信号的相位关系克服多址干扰及多径干扰，这是它与传统分集技术的本质区别。
MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统，其有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。
其核心技术是空时信号处理，即利用在空间中分布的多个时间域和空间域结合进行信号处理。
因此，可以被看作是智能天线的扩展。
智能天线系统在移动通信链路的发射端/或接收端带有多根天线，根据信号处理位于通信链路的发射端还是接收端，智能天线技术被定义为多入单出（MISO，MultipleInputSingleOutput）、单入多出（SIMO，Single Input Multiple Output）和多入多出（MIMO，Multiple Input Multiple Output）等几种方式。
二、多入多出智能天线收发机结构及研究进展从图1可以看出，比特流在经过编码、调制和空时处理（波束成行或空时编码）后，映射成不同的信息符号，从多个天线同时发射出去；在接收端用多个天线接收，进行相应解调、解码及空时处理。
图1 多输入多输出智能天线收发机结构MIMO系统中的空时处理技术主要包括波束成形（beamforming）、空时编码（space-timecoding）、空间复用（spacemultiplexing）等。
波束成形是智能天线中的关键技术，通过将主要能量对准期望用户以提高信噪比。
波束成形能有效地抑制共道干扰，其关键是波束成行权值的确定。
1.MIMO系统的发射方案MIMO系统的发射方案主要分为两种类型：最大化数据率的发射方案（空间复用SDM）和最大化分集增益的发射方案（空时编码STC）。
最大化数据率发射方案主要通过在不同天线发射相互独立的信号实现空间复用。
空时编码的方案是指在发射端对数据流进行联合编码以减小由于信道衰落和噪声所导致的符号错误率，它通过在发射端的联合编码增加信号的冗余度，从而使信号在接收端获得分集增益，但空时编码方案不能提高数据率。
（1）空时编码一些文献中给出了大量的发射机制，这些机制分别可以使频谱效率最大、速率最高、信噪比（SNR，SignaltoNoise Ratio）最大，它们都依赖信道状态信息（CSI，Channel State Information）在发射端和接收端的已知程度。
CSI在接收端通过信道估计可以获得，然后，通过反馈可以通知发射端。
对于发射端不需要CSI的发射机制，可以引入空时编码或者采用空间复用增益来利用空间维数。
空时编码主要分为空时格码和空时块码。
接收到的信号通过最大似然（ML，MaximumLikelihood）译码器进行检测。
最早的空时编码是空时格码STTC（Space-TimeTrellisCode），在这种方式下，接收端需要多维维特比算法。
STTC可以提供的分集等于发射天线的数目，提供的编码增益取决于码字的复杂度而无需牺牲带宽效率。
空时分组编码（STBC，Space-Time Block Code）可以提供与STTC相同的分集增益，但是它没有编码增益。
又由于STBC 在译码时只需要线性处理，因此，通常都使用STBC。
空时编码技术一般假设CSI在接收端是完全已知的，当CSI在两端都未知时，提出了酉空时编码和差分空时编码。
（2）空间复用空间复用是指在发射端发射相互独立的信号，在接收端用ZF，MMSE，ML，V-BLAST[3]等方法进行解码。
它能最大化MIMO系统的平均发射速率，可牺牲一些数据率获得更高的分集增益。
（3）空间复用和空时编码结合将空间复用和空时编码相结合，在保证每个数据流获得最小分集增益的条件下，最大化平均数据率。
目前，将空间复用和空时编码相结合的方案主要有两种，链接编码和使用块码映射的自适应MIMO系统。
链接编码方案是指在内部使用空时编码，外部使用传统的信道纠错码（TCM，卷积码，RS码）的编码方案[4]，这种方案既能提供分集增益，又能提高系统容量。
因为信道间的相关性将影响多天线系统的频谱效率，当信道处于理想状态或信道间相关性小时，发射端采用空间复用的发射方案，当信道间相关性大时，采用空时编码的发射方案。
2.MIMO的接收分集技术MIMO系统在接收端的解码算法主要有ZF算法、MMSE算法、判决反馈解码算法、最大似然解码算法和分层空时处理算法（belllabslayere3.MIMO系统中的波束成形技术（1）特征波束成形MIMO系统的系统模型为r=Hs+n，将信道矩阵H进行奇异值分解，如果发射端已知信道信息，通过发射端的特征波束成形和接收端的线性处理，可将MIMO信道分成平行的子信道。
如果发射端不知道信道状态信息，在多用户的环境下，可以采用随机波束成形方法实现多用户分集。
（2）波束成形与空时编码结合大多数情况下，假设CSI的部分信息在发射端已知是合理的，因而提出了空时编码和波束成形相结合的混合机制。
空时编码和波束成形是两种不同的发送分集技术。
空时编码属于开环分集技术，在发送端不需信道信息；阵列波束成形属于闭环分集技术，利用信道反馈信息进行空间滤波或干扰抑制，信道反馈的准确性会严重影响波束成形的效果。
当发送端获得部分信道状态信息时（如信道均值或信道协方差矩阵），可以根据信道信息选择发射策略（波束成形或空时编码[5]）。
波束成形的权值在保证接收端达到信噪比和误码率要求的条件下，由反馈信道信息决定，文献[6][7]中指出结合功率分配，波束成形和空时编码对发射机进行联合优化，在不增加设备复杂度和损失发射速率的条件下，提供了比传统空时编码更好的性能。
总之，描述多入多出智能天线收发机特征的性能度量为均方误差（MSE，MeanSquareError）、SNR、误比特率（BER，BitError Rate）、可达吞吐量、需要的发射功率和信道容量。
发射和接收机制都是根据这些准则进行优化的。
设计它的收发机要特别关注以下4个关键参数：（1）在发射端和接收端CSI的可靠性；（2）发射信号的特征（调制、复用和训练信息）；（3）要优化的性能度量；（4）计算复杂度的大小。
三、智能天线的优点在移动通信系统中，多径及多径时延扩展是移动通信中存在的主要问题。
多径传播将导致信号严重衰落，时延扩展导致符号间干扰，这将会严重地影响通信链路的质量。
同时，共信道干扰是移动通信系统容量的主要限制因素，它将影响用户对有效网络资源（频率、时间）的复用。
智能天线通过利用多径可改善链路的质量，通过减小相互干扰来增加系统容量，并且允许不同的天线发射不同的数据。
总之，智能天线的优点可以归纳如下：（1）增加覆盖范围在接收端天线阵列对信号进行相干接收，可产生阵列或波束成形增益，该增益与接收天线的数目成正比。
（2）降低功率/减小成本智能天线对特定用户的传输进行优化，可以降低发射功率，从而降低放大器的成本。
（3）改善链路质量/增加可靠性分集的形式包括时间分集、频率分集、码分集和空间分集等。
当用智能天线对空间域进行抽样时就会产生空间分集。
在非频率选择性衰落的MIMO信道中，最大的空间分集阶数等于发射天线数目和接收天线数目的乘积。
多个发射天线通过采用特殊的调制和编码机制就可以产生发射分集，而多个接收天线的接收分集取决于对独立衰落信号的合并。
（4）增加频谱效率通过不同方法精确地通常设计智能天线主要集中在上面提到的某一种增益，如波束成形、分集增益、复用增益。
最近这些增益之间的相互折衷已经成为研究的焦点。
四、未来移动通信系统中的智能天线技术未来移动通信系统需要可以适用于各种通信环境的信号处理技术，因此，未来智能天线设计的初始阶段必须认真地考虑在性能和复杂度之间折衷地优化。
1.物理层的可重配置性为了使移动通信通信收发机可以工作在多参数连续改变的环境中，需要在收发机中采用可重新配置的自适应技术来调节结构，从而获得最好的性能。
智能天线收发机中的可重配置性可以看作是在各种不同环境中收发机结构的智能切换。
例如，文献[8][9]提出了在MIMO信道中用于空间分集和复用相互折衷的算法。
2.不同层之间的优化OSI（OpenSystemInterconnection，开放系统互连）模型定义的高层之间的相互作用可以提高整个系统的性能。
通过结合物理层、链路层、网络层的参数设计智能天线，即考虑到各层之间相互关系来设计，而不是单独考虑某一层。
实践表明，单独考虑一层的设计方法性能评估是低效的。
例如，当引入调度后，通过空时编码所得到的增益将会减小，甚至会消失。
OSI不同层之间交换的信息可以归类如下：（1）CSI：需要估计出信道脉冲响应、定位信息、车载速度、信号强度、干扰强度、干扰模型等。
（2）QoS相关的参数：包括时延、吞吐量、误比特率、分组差错率（PER，PacketErrorRate）等。
（3）物理层资源：包括空间处理机制、天线阵列的数目、考虑层之间的优化准则是非常重要的。
在实际系统中，智能天线的链路质量不仅取决于采用的数据检测方法，而且还取决于特定的编码机制以及在链路层采用的媒体接入控制（MAC，MediumAccessControl）功能，还取决于高层采用的协议栈性能。
因此，在设计时应该综合考虑上述因素，而不是单独考虑某一个因素。
对于时延不敏感业务，将智能天线技术如V-BLAST同混合自动请求重复（H-ARQ，HybridAutomatic Repeat Request）机制结合。
3.多用户分集在多用户通信中，一种叫做机会机制的通信方式得到了人们的重视。
其基本思想是通过把信道分配给那些最有可能完成连续传输的用户来复用。
这样可以使系统的吞吐量最大化。
对于反射空间信道，机会波束成形方法会指向具有最高SNR的用户；另一方面，在充分散射情况下，机会机制会把信道分配给那些具有最高瞬时容量的用户。
机会机制可以产生多用户分集，多用户分集可以是码分集、时间分集、频率分集或者空间分集的补充。
但是影响MAC协议的设计，MAC将放弃冲突检测机制而转向多用户机制。
4.实际的性能评估在未来移动通信系统中，采用智能天线主要依赖两种研究的结果：（1）在未来系统的设计阶段就要考虑到智能天线和移动通信环境的特性，如传播特性、天线阵列配置、业务模式、干扰情况、信号带宽的有效性，从而保证兼容性；（2）根据与未来系统相关的关键参数，通过链路级仿真和系统级仿真的优化折衷来评估智能天线的实际性能。
五、小结在基于CDMA技术的3G中使用多天线技术能够有效降低多址干扰，空时处理能够极大增加CDMA系统容量。
凭在提高频谱利用率方面的卓越表现，MIMO和智能天线成为4G发展中炙手可热的课题。