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第一章无线信道1.1 概述无线信道系统主要借助无线电波在空中或水中的媒介传播来实现无线通信，其性能主要受到移动无线信道的制约和影响。
与有线通信不同，无线通信系统的发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，从简单的室内传播到几千米或几十千米的视距（LOS）传播，会遭遇各种复杂的地物，如建筑物、山脉和树叶等障碍物的非视距（NLOS）传播。
由于无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，甚至移动台的速度都会对信号电平的衰减产生影响，以上因素都造成无线信道非常难以分析。
仔细分析无线信道的传输特点，是提高无线传输效率和质量的前提，一般用统计方法来分析和建模无线信道。
1.2信号传播方式在无线环境下进行通信，信号可能要经过许多的障碍物，如大楼、街道、树木以及移动的汽车等。
信号的传播途径大致可分为4种：（1）直线传播在较广阔的地区，如郊区或农村。
然而在城市环境中，直线传播很少见。
（2）反射信号往往经过大的建筑物、平坦的地面和高山反射。
反射是信号传播的一种重要途径。
（3）折射信号经过障碍物的边界时，经折射绕过障碍物而到达目的地，信号经折射后衰减很大。
因此，在无线信道模型中，一般忽略这种传播途径。
（4）散射当信号遇到一个或多个较小的障碍物时，出现散射现象，即信号分成了许多个随机方向的信号。
散射在城市通信中为最重要的一种传播方式。
信号经散射后很难预测，因此理论上的建模往往建立在统计分析的基础上。
在实际环境中，信号利用障碍物的反射、散射或直线传播等，经多条路径到达接收端，即多径传播，从而形成了多径传播。
1.3移动无线信道的衰落特性移动无线信道是一种时变多径信道。
无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的衰减损害，这些来自不同途径的衰减损害对通信系统的性能带来极大的影响。
这些算还可以归纳为三类。
接收信号的功率可用公式（2-1）表示为：()()()n P d d S d R d -=⋅⋅ 式中，d 表示移动台到基站的距离。
MIMO技术杂谈（二）：犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密无线通信中，最让人难以捉摸的，就是那看不见，摸不着的无线信道了。
但是，正因为它的变化莫测，才让无线通信具有了独特的魅力。
正如Tse在他的大作《无线通信基础》（Fundamentalof Wireless Communication）中说的：衰落和干扰，让无线通信的研究变得有趣。
然而衰落本身来无影，去无踪，研究中，我们也只能通过概率统计的方法，才能捕获它扑朔的身影。
无线信道根据其自身特点和研究需要，可以建模成多种模型。
其中最经典的，江湖人称“独立同分布模型（independentlyand identically distribute，简称i.i.d）”。
比如在介绍一个传播环境时，我们说“……在一个4x1的MISO系统中，假设每条路径的传输成功率都是1/2……”描述的就是这种模型。
其中“独立”和“同分布”俩个名词都源自概率论。
“独立”是说每条路径的传输成功与否，相互之间并不影响；而“同分布”表示概率分布相同，即成功率都是1/2。
我们已经知道，对付这种信道最有效的方法之一就是分集，获得的分集增益越多，传输的可靠性就越高。
但是，分集技术的应用并没有让江湖太平多久，“衰落相关性”的出现，又在江湖上掀起了一阵波澜。
为了更好的理解相关性的概念，我们先来看一个例子。
比方说我们有一车货物要从A地运到B地，有3条路可以选择，分别经过城市X，Y，Z。
但X市和Y市的地理位置非常接近。
在出发前我们听到天气预报说X市会有大雨，那我们一定会选择绕道走Z市，而不选择Y市。
为什么？答案很简单，X与Y市离得那么近，若X市大雨，Y市天气也好不到哪去，这种天气间相互影响的现象就说明X市与Y市的天气具有相关性。
所以用一句话概括相关性，就是“他好，我也好”。
原来我们有3条路可选，但因为X与Y市天气条件近似，实则只有两条路线可选，其中一条神秘的“消失”了，这种现象对MIMO系统会产生什么样的影响呢？在MIMO系统中，“衰落相关性”扮演者同样的角色。
引言MIMO 表示多输入多输出。
读/maimo/或/mimo/，通常美国人前者，英国人读后者，国际上研究这一领域的专家较多的都读读/maimo/。
通常用于IEEE 802.11n，但也可以用于其他802.11 技术。
MIMO 有时被称作空间多样，因为它使用多空间通道传送和接收数据。
只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO 时才能部署MIMO。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统是一项运用于802.11n的核心技术。
802.11n 是IEEE继802.11b\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。
同时，专有MIMO 技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。
该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。
根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。
测量原理利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。
前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益，后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。
实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML 算法。
ML算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。
ZF算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。
性能和复杂度最优的就是BLAST算法。
该算法实际上是使用ZF算法加上干扰删除技术得出的。
目前MIMO 技术领域另一个研究热点就是空时编码。
常见的空时码有空时块码、空时格码。
空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。
MIMO是什么?MIMO的分类及信道的秘密
01
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MIMO是什么
在这个万物互联的时代，手机作为我们和外界联系的窗口，似乎已经成为了我们身体的一部分。
而手机是无法自己上网的，和手机进行通信的通信网络，已经变得跟水和电一样。
畅快上网的时候，感觉不到这些幕后英雄的重要，一旦离开就感觉跟活不下去了一样。
按流量收费的时代，曾几何时，1M流量收费一块，普通人一个月也就几百M，用一点少一点，哪敢无时无刻刷抖音啊。
因此，看到wifi，就有了安全感。
我们来看看无线路由器长什么样子。
好家伙，8根天线，都快成蜘蛛了。
看起来很牛逼的样子。
实际呢，信号能多穿两堵墙？还是网速能倍增？
这些效果还真都可以达到。
效果当然是通过这么多天线来实现的，这就是大名鼎鼎的MIMO技术。
MIMO，说人话就叫：多输入多输出（Multi Input Multi Output）。
可这听起来还是不够像人话。
我们这样想一下，如果通过网线上网的话，连接电脑和网络的就是一根实际的线缆。
现在我们通过天线把信号在空气中用电磁波来传送，空气就起到跟网线一样的作用，都是传输信号的通道，叫做无线信道。
那么咋样能让网速更快呢？
显然，多来几根天线，多几根虚拟的网线一起收发数据，就能解决问题。
这个多输入多输出，就是针对这个无线信道来说的。
无线路由器如此，在那高高的铁塔上，4G基站和你的手机也在做着同样的事情——为了。
mimo技术MIMO技术是一种通信技术，全称是多输入多输出技术。
它的发展历程源于20世纪末名为MIMO的信息论研究，而现代MIMO技术则发源于20世纪末至21世纪初的通信领域中，通过研究多输入多输出天线（Multiple Input Multiple Output, MIMO）系统而取得的技术。
MIMO技术的出现是由于在现代通信中，信道的扩散带宽越来越窄，导致信噪比变低，从而降低信息的传输速率和可靠性。
而MIMO技术则可以克服这个问题，其主要目的是增加无线信号的传输速率和稳定性。
其核心思想是通过多个天线之间的异构性来增加数据的传输信道数，从而提高信道的传输带宽和信号品质。
MIMO技术的基本原理是通过在发送端和接收端采用多个天线，利用多个天线之间的异构性，将数据分成多个子流，经过不同的天线发射，在接收端进行合并，从而增加信道的容量和传输速率。
其中，MIMO技术主要可以分为两个方向：空间多路复用技术（Spatial Multiplexing，SM）和空间分集技术（Spatial Diversity，SD）。
空间多路复用技术（SM）是一种利用空间供给多个用户同步进行的数据传输技术。
在SM技术中，发送端会将不同的数据流分别经过不同的天线发射，接收端则通过接收到不同天线上的信号，将其分别解调和合成，最终得到原始数据流。
SM 技术主要适用于有限的发射功率和不断增加的用户量的信道。
空间分集技术（SD）则是一种通过在发射端或接收端增加多个天线的技术，通过差异化的传输，让接收端可以同时接收多个信号，从而降低噪声干扰和提高信号质量。
SD技术可以分为多种形式，包括时空分集、时度分集等技术，主要适用于复杂的移动环境以及需要高速可靠数据传输的场景。
MIMO技术的应用有很广泛。
在无线通信领域中，MIMO技术已被广泛应用于Wi-Fi、蓝牙、LTE、5G等技术的研究和应用中。
同时，在雷达探测、无线电广播、智能交通系统等领域中，MIMO技术也得到了广泛应用。
无线通信系统中的MIMO技术所谓的MIMO（多入多出），就是指无线网络信号通过多重天线进行同步收发，MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道，这样可以提高传输率。
更确切地说就是信号通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送。
由于无线信号在传送的过程当中为了避免发生干扰，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。
为了避免被切割的信号不一致而无法重新组合，接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的各信号重新组合，并且快速正确地还原出原来信号。
MIMO技术与OFDM技术相结合被视为下一代高速无线局域网的核心技术。
本文全面叙述了MIMOOFDM技术及其特点，分析了MIMOOFDM技术在无线局域网中的应用，探讨了MIMOOFDM中的关键技术，并展望了其发展前景。
1.摘要MIMO系统是一项运用于802.11n的核心技术。
802.11n是IEEE 继802.11b\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。
同时，专有MIMO技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。
该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。
根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO系统，MIMO还可以包括SIMO系统和MISO系统。
反馈的信道信息既可以提高单链路的传输性能，也可以优化多用户之间的调度问题。
我们给出了几种在未来无线通信系统中可能采用的闭环MIMO方案，包括基于SVD分解和基于码本的预编码技术，分析并比较了它们的性能。
仿真结果表明，闭环MIMO 技术将有效地提高通信系统的性能。
2.重大里程2002年10月世界上第一颗BLAST芯片在朗讯公司贝尔实验室问世，贝尔实验室研究小组设计小组宣布推出了业内第一款结合了贝尔实验室LayeredSpace Time (BLAST) MIMO技术的芯片，这一芯片支持最高4×4的天线布局，可处理的最高数据速率达到19.2Mbps。
1、引言随着无线互联网多媒体通信的快速发展，无线通信系统的容量与可靠性亟待提升，常规单天线收发通信系统面临严峻挑战。
采用常规发射分集、接收分集或智能天线技术已不足以解决新一代无线通信系统的大容量与高可靠性需求问题。
可幸的是，结合空时处理的多天线技术——多入多出(MIMO)通信技术，提供了解决该问题的新途径。
它在无线链路两端均采用多天线，分别同时接收与发射，能够充分开发空间资源，在无需增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提升通信系统的容量与可靠性。
然而，与常规单天线收发通信系统相比，MIMO 通信系统中多天线的应用面临大量亟待研究的问题。
2、MIMO无线通信技术2.1传统单天线系统向多天线系统演进传统无线通信系统采用一副发射天线和一副接收天线，称作单入单出(SISO)系统。
SISO系统在信道容量上具有一个不可突破的瓶颈——Shannon容量限制。
针对移动通信中的多径衰落与提高链路的稳定性，人们提出了天线分集技术。
而将天线分集与时间分集联合应用，还能获得空间维与时间维的分集效益。
因此，从传统单天线系统向多天线系统演进是无线通信发展的必然趋势。
2.2智能天线向多天线系统演进智能天线的核心思想在于利用联合空间维度与天线分集，通过最优加权合并而最大化信干噪比，使信号出错的概率随独立衰落的天线单元数目呈指数减小，而系统容量随天线单元数目呈对数增长。
然而，开关波束阵列仅适于信号角度扩展较小的传播环境，且自适应阵列虽可以用于信号角度扩展较大的多径传播环境，但在高强度的多径分量比较丰富的环境下，自适应天线系统抗衰落的能力相当有限，这是因为智能天线技术没有利用多径传播。
由于增大阵元间距与角度扩展及结合空时处理都有利于捕获与分离多径，因此结合天线发射分集与接收分集技术，充分利用而不是抑制多径传播，进一步开发空域资源，提高无线传输性能，成为了无线通信发展的必然趋势，即从智能天线向多天线系统演进。
2.3MIMO无线通信技术MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。
摘要当今时代移动通信越来越离不开人们的生活，但是目前移动通信技术发展遇到了瓶颈。
有限的频率资源和日益增长的用户需求成为移动通信技术中最主要的矛盾。
在未来的移动通信发展中,如何有效大幅度提高无线链路的数据传输速率成为充满挑战性的关键问题。
MIMO技术能在不增加传输信道带宽的前提下使得整个系统容量呈线性增长,这使得该技术成为了现代无线通信中的必选技术之一。
MIMO技术是无线通信中实现了高速率数据传输、改善传输质量、提高系统容量的重要途径。
MIMO技术彻底打破传统的无线通信模式，它要求系统使用多根发射和接收天线同时地发射和接收数据，使得无线通信系统结构、分析方法、调制、编码、信道估计、检测和多址方式等各个方面面临挑战。
本文在国内外相关研究工作的基础上，针对MIMO信道容量理论进行深入研究。
本文综述了MIMO技术信道容量的分析并进行了合理的MIMO信道仿真,并总结了现代无线信道传输的特点，包括无线信道的传播方式、衰落特性。
在此基础上，对MIMO系统信道相关性问题进行详细描述了并进行了合理的分析。
【关键词】MIMO 无线信道信道容量信道仿真相关性ABSTRACTIn modern times mobile communication has become more and more inseparable from the people's life, but the mobile communication technology development encountered bottleneck. Limited frequency resource, and the increasing user demand become the main contradiction in the mobile communication technology. In the development of future mobile communication, how to effectively raise the data transfer rate of the wireless link becomes the key issue in the challenging. MIMO technology can without any increase in the transmission channel bandwidth is linear growth under the premise of making the whole system capacity, which makes the technology become one of the choice of the modern wireless communication technology. MIMO technology is realized the high speed data transmission in wireless communication, improve the transmission quality and important way to increase the system capacity.MIMO technology thoroughly breaks the mode of traditional wireless communications, since it requires multiple transmit and receive antennas to simultaneously transmit and receive data information in the same time, which challenges all the aspects of wireless communications including system architecture, analytical methods, modulation, coding, detection, channel estimation, multiple access, and so on. On the basis current research works, this paper investigates MIMO channel capacity. This paper reviews the technology of MIMO channel capacity analysis and reasonable simulation of MIMO channel and summarizes the characteristics of modern wireless channel transmission, including the mode of transmission, fading characteristics of wireless. On this basis, the channel correlation problem of MIMO system are described in detail and analyzed reasonably.【key words】MIMO Wireless channel Channel capacity Correlation Channel simulation目录前言 (1)第一章MIMO技术概述 (3)第一节MIMO系统发展概述 (3)一、MIMO技术研究背景 (3)二、MIMO应用前景 (3)三、MIMO技术发展存在的问题 (4)第二节MIMO技术简介 (6)本章小结 (7)第二章无线信道传播的基本特征 (8)第一节无线信道传播特点 (8)一、无线信道传播方式 (8)二、无线信道传播扩展方式 (9)第二节无线衰落信道的基本特征 (11)一、大尺度衰落特性 (11)二、小尺度衰落特性 (12)第三节两种典型的无线衰落信道 (13)一、瑞利衰落信道 (13)二、莱斯衰落信道 (14)本章小结 (16)第三章MIMO系统的容量 (17)第一节MIMO信道建模的概述 (17)第二节恒参信道条件下的MIMO信道容量分析 (17)第三节信道容量的仿真结果比较 (21)本章小结 (23)第四章MIMO信道的相关性研究 (24)第一节MIMO系统相关性的概述 (24)第二节MIMO相关信道模型 (27)第三节相关信道下容量的分析 (28)本章小结 (29)结论 (33)致谢 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
