移动通信中的MIMO技术

1、1移动通信中的多天线技术移动通信中的多天线技术信息工程学院信息工程学院杨斌杨斌生活中的通信生活中的通信古代通信古代通信通信基本靠吼通信基本靠吼?社会的基本组织：人流，物流，信息流社会的基本组织：人流，物流，信息流通信的社会作用通信的社会作用信息流的组织水平，是社会发展水平的信息流的组织水平，是社会发展水平的基本标志之一基本标志之一最古老的官方通信最古老的官方通信快马快马+驿站驿站古代的古代的无线通信无线通信烽火台的狼烟烽火台的狼烟通信要解决的基本问题：通信要解决的基本问题：n可达性n可靠性通信兵悖论通信兵悖论通信不可能完全可靠通信不可能完全可靠通信的可靠性通信的可靠性但是可靠性可以无限接近最优

2、值但是可靠性可以无限接近最优值其极限情况下的传输速率，就是所谓信道容量其极限情况下的传输速率，就是所谓信道容量香农定理香农定理2log1SCBNClaude Elwood Shannon ，1916年4月30日2001年2月26日近现代通信近现代通信n电报n电话n移动通信n光通信移动通信移动通信移动通信的四大效应移动通信的四大效应n阴影效应n远近效应n多径效应n多普勒效应阴影效应阴影效应n移动通信中建筑物等的阻挡所引起的阴移动通信中建筑物等的阻挡所引起的阴影效应影效应 。远近效应远近效应n离离基站距离较近的小区中心基站距离较近的小区中心，用户接收用户接收到的基站信号就比较强到的基站信号就比较强

3、。CDMA系统尤系统尤其严重其严重多径效应多径效应n通过不同的路径到达接收端的信号，无通过不同的路径到达接收端的信号，无论是在信号的幅度，还是在到达接收端论是在信号的幅度，还是在到达接收端的时间以及载波相位上都不尽相同的时间以及载波相位上都不尽相同。多普勒效应多普勒效应n移动台的运动速度太快了，所引起的频移动台的运动速度太快了，所引起的频率扩散的效应就是多普勒频移率扩散的效应就是多普勒频移。移动通信中的多址技术移动通信中的多址技术nFDMAnTDMAnCDMAnOFDMAnSDMA?天线天线电磁波换能设备电磁波换能设备天线天线电磁波换能设备电磁波换能设备19天线天线电磁波换能设备电磁波换能设备

4、天线的设计天线的设计移动通信天线移动通信天线基站天线：基站天线：手机天线：手机天线：22为什么要使用多天线为什么要使用多天线多天线带来多信道多天线带来多信道多天线提升信噪比多天线提升信噪比波的传播波的传播 几列波相遇之后几列波相遇之后, ,仍然保持它们各自原有的特征（频仍然保持它们各自原有的特征（频、波长、振幅、振动方向等）不变波长、振幅、振动方向等）不变, ,并按照原来的方向继续并按照原来的方向继续前进前进, ,好象没有遇到过其他波一样好象没有遇到过其他波一样. .n多天线发射n多天线接收26多天线技术的内涵多天线技术的内涵多天线发射多天线发射多天线发射多天线发射多天线接收多天线接收n分集n

5、接收波束形成n合成孔径n分布式天线或者合成孔径MIMO技术技术接收和发射联合处理接收和发射联合处理TMTsss,110sTMRnnn,110nTMRrrr,110rnHsr MIMO: Multiple-Input Multiple-Output techniqueMIMO的信道容量的信道容量nChannel capacity of SISO:nChannel capacity of SIMO:nChannel capacity of MISO:nChannel capacity of MIMO:)1 (log22HCH)|1 (log122RMiiHhC)|1 (log122TTMiiMHhC)det(log2HMMHCHHITR信道容量的对比信道容量的对比实验系统：实验系统：大规模大规模MIMO：下一代无线通信的关键技术下一代无线通信的关键技术5G中的大规模中的大规模MIMO的技术的技术三星三星电子于电子于2014年在时速超过年在时速超过100km的汽车里成功的汽车里成功试演第五代试演第五代(5G)移动通信技术，成功实现移动通信技