MIMO技术的工作原理及其在无线通信中的应用

MIMO技术的工作原理及其在无线通信中的应用

当今社会是一个高效率的信息网络时代，随着科技的飞速发展，使人们对于数据信息的获取更加关注。对于不同发展的数据信息，比如：无线局域网、蜂窝通信等，它们的容量都呈不断增长的趋势。相比有线通信，无线网络传输系统存在很多不足和问题，使其获得的数据信息不可靠、不可信，直接影响着信息的传输速度以及质量。在不改变宽带、功率的情况下解决多径衰落，是目前数据传输系统中值得关注的问题。因此，引进MIMO技术以期解决问题，目前，MIMO技术得到了比较高的评价、被较为广泛的运用。

一、MIMO技术概述

从MIMO技术的历史发展来看，早在20世纪初，马可尼提出了MIMO技术，至今，此技术在已经发展了很多年，后来，1970年前后将其运用到了通信系统中，针对当时的通讯发展情况，这种技术的引进对于当时社会发展起到了巨大影响作用。20世纪90年代，无线通讯全球化，MIMO技术在很多领域得到很好的发展，比如：天线系统等。而后出现了复合技术，将此技术与平坦衰落并用，发挥了其重要价值。

从MIMO的概念角度来看，MIMO技术的中文全称为多输入多输

出系统，英文全称是Multiple-Input Multiple-Output，应用于天线无线通讯。在其发射信号与接收信号的位置采用几根发射天线与接收天线，以保证信号在发射信号端与接收信号端通过天线进行信号的良好传输、发射与接收，最终，提高数据信息传输质量[1]。MIMO技术可以通过采用空间的资源，不同天线进行多方面、多方位的发射与接收，更重要的是，它可以在不改变频率与功率的前提下，大幅度或者成倍的增大通讯系统的容量，此优点令MIMO技术成为通信系统的主力技术。

从MIMO的原理角度来看，MIMO技术是将多根发射、接收天线安装在相应的发射与接收端，从此实现发射与接收端的多根天线的数据信息传输与接收，此过程会大大提高数据通讯质量。在不改变频率与功率的基础上，充分的使用空间资源，实现多根天线发射、多根天线接收，从而，成倍数的提高通讯信息的容量。采用MIMO技术的过程中，无线通讯系统被反射出不同的信号，不同的信号会产生不同的空间流，而单输送系统仅可以一次接受或发送一个空间流，受到了局限，MIMO技术可以解决这样的问题，接收和发送多个空间流，全面掌控不同方位信号，提高容量、可靠性，从而提升资源的性能，扩宽了无线系统使用的范围。

二、MIMO技术运用于无线通讯

第一，用于无线宽带移动通信系统。对于容量的要求越来越高，在无线宽带移动通信系统中采用MIMO技术，在发射与接收位置安装多根天线，扩大覆盖面、增加接收与发射信息数据。

第二，用于传统通信系统。传统的蜂窝移动通讯系统中存在着问题，采用MIMO技术与传统通讯系统相结合，传统系统属于单方向发射单方向接收系统，而MIMO技术可以进行多方面甚至全方面收集数据信息，相对特点而言，MIMO技术更具有发展前景。

第三，将传统天线系统结合，发挥重要作用。旧式天线系统能够解决衰落方面的问题，在居民的用户小区有较好的应用。将旧式天线系统与MIMO技术结合，可以有效的提高系统的容量，使小区居民生活更加方便。

第四，用于雷达。将MIMO技术运用于雷达方面，收获了比较好的成果，在应用过程中，采用不同天线发射正交波形[2]，并且这些波形都是不同的，它们形成比较广泛的覆盖面，经过一段时间，通过相干积累，从而获得比较高的信噪比。

第五，用于无线通讯。MIMO技术在无线通讯领域是重要技术支持，在不断地发展中，此技术也越来越广泛普及使用。随着社会中天线数目的不断增多，对于MIMO技术的难度要求也越来越高，而限制

了天线的数目会影响到技术的使用，因而，需要再继续完善MIMO 技术。

三、MIMO技术应用于无线通讯的意义

在研究MIMO技术的发展过程中，其中有两次重大的转折。第一次发生在2002年的十月份，全球第一颗BLAST芯片的问世，在贝尔实验室中，研究人员将其与MIMO技术相结合，使其具有更高速数据传输速度，加快了人们网络数据生活。第二次是在2003年8月份，提出了AGN100Wi-Fi，将其与MIMO技术结合，形成了第一款多方位发射与接收的产品，在保持了兼容性的同时，提高了Wi-Fi的速度。多输入多输出系统是一种应用于无线通讯中的天线技术，此技术可以在发射与接收处安装多根天线，全方位发射与接收信息数据，并且在保证频率与功率的基础上，提高数据传输速率[3]。传统的通讯过程中，仅采用单一的传输方式，这样的形式在很多特殊地区不适合，比如：建筑物、峡谷等，造成信号衰减等现象。通过MIMO技术可以减少相似的传播干扰，并且得到了广泛的应用，例如：电视、手机等。

信息化快速的时代发展，人们对于信息的传播速度与容量的要求也相对越来越高，传统的单方向传输数据通讯系统会为人们网络移动通讯生活带来不便，面对这样的情况，加快信息化进程，需要提高数据传输速度，因此，广泛使用MIMO技术。对于不同发展的数据信息，

比如：无线局域网、蜂窝通信等，它们的容量都呈不断增长的趋势。相比有线通信，无线网络传输系统存在很多不足和问题，使其获得的数据信息不可靠、不可信，直接影响着信息的传输速度以及质量。在不改变宽带、功率的情况下，为了解决多径衰落的相关问题，是目前数据传输系统中值得关注的问题，因此，引进MIMO技术以期解决问题。MIMO技术得到了比较高的评价、被较为广泛的使用，比如：用于传统通信系统、无线宽带移动通信系统、雷达、无线通讯、将传统天线系统结合，发挥重要作用等。对当今社会的高速率网络的要求，传统通讯技术显然无法实现，因此，需要采用新的通讯技术以期达到人们的网络要求标准。我国的通信领域中，MIMO技术作为一种非常重要的无线传输通讯技术，受到广泛关注。MIMO技术通过宽带和功率的便利条件，提高无线通信容量和频率，使人们享受到高速网络时代的特点。随着无线传输通讯技术的不断发展，需要对MIMO技术进行详细地分析与研究。

四、结束语

综上所述，MIMO技术是一种现代无线传输通讯技术，它为人们高速网络生活提供了技术手段。基于对当今社会的高速率网络的要求，传统通讯技术显然无法实现，因此，需要采用新的通讯技术以期达到人们的网络要求标准。MIMO技术受到了人们的关注，此技术在保证宽带以及功率的基础上，实现了高速率网络，防止很多若信号的