深入剖析的MIMO系统

以上的天線發送多組數據串流稱為空間多工。有兩種類型必須考慮。透过一个以上的天线发送多组数据串流称为空间多工。有两种类型必须考虑。

第一種類型為V-BLAST(Vertical Bell實驗室分層空間-時間)，它發送空間未編碼的數據串流，不需要考慮在接收器上對訊號進行均衡處理。第一种类型为V - BLAST的（垂直贝尔实验室分层空间 - 时间），它发送空间未编码的数据串流，不需要考虑在接收器上对讯号进行均衡处理。

第二種類型是透過空間-時間編碼實現的。與V-BLAST相較，空間時間編碼提供正交編碼方式，因此是獨立的數據串流。V-BLAST方法不能分離數據串流，因此會出現多個數據串流的干擾(MSI)。這會使傳輸變得不穩定，而前向糾錯編碼並非總是能解決這個問題。空間-時間編碼訊號的檢測基於一種簡單的線性處理，並獲得合理的結果。空間多工的優勢是，容量的增加與發送天線的數量線性相關。第二种类型是透过空间 - 时间编码实现的。与V - BLAST的相较，空间时间编码提供正交编码方式，因此是独立的数据串流。V - BLAST的方法不能分离数据串流，因此会出现多个数据串流的干扰（MSI）的。这会使传输变得不稳定，而前向纠错编码并非总是能解决这个问题。空间 - 时间编码讯号的检测基于一种简单的线性处理，并获得合理的结果。空间多工的优势是，容量的增加与发送天线的数量线性相关。

空間分集 空间分集

空間多工可提供更高容量，但訊號品質並無改善。空間多工不僅沒有提高訊號品質，反而使訊號品質降低了。空間分集能改善訊號品質，並在接收端達到更高的訊息噪音比。特別是在廣大的網路區域，空間多工技術達到了自身的極限。網路環境越大，訊號強度就必須越高。空间多工可提供更高容量，但讯号品质并无改善。空间多工不仅没有提高讯号品质，反而使讯号品质降低了。空间分集能改善讯号品质，并在接收端达到更高的讯息噪音比。特别是在广大的网路区域，空间多工技术达到了自身的极限。网路环境越大，讯号强度就必须越高。

分集原理依賴於結構化冗餘的傳輸。這種冗餘可以在任何時間，從任何天線、透過任何頻率，或以任何極化方式傳輸。而目前在MIMO技術中並沒有考慮後一種方法。因此必須考慮兩種空間分集：1.分集原理依赖于结构化冗余的传输。这种冗余可以在任何时间，从任何天线，透过任何频率，或以任何极化方式传输。而目前在MIMO的技术中并没有考虑后一种方法。因此必须考虑两种空间分集：1。 Tx分集，一個訊號的副本從另外一個天線發送(例如2x1)；2.德克萨斯州分集，一个讯号的副本从另外一个天线发送（例如2x1）; 2。 Rx分集，接收到的訊號進行多次評估(例如2x1)。第一種可以與單聲道和立體聲訊號相較。如果是立體聲訊號，人耳可以感受到更好的聲音效果。第二種分集類似於兩隻耳朵，所聽到的效果比單隻耳朵更好。接收分集，接收到的讯号进行多次评估（例如2x1）。第一种可以与单声道和立体声讯号相较。如果是立体声讯号，人耳可以感受到更好的声音效果。第二种分集类似于两只耳朵，所听到的效果比单只耳朵更好。

圖1：MIMO物理信道的空間-時間編解碼 图1：MIMO的物理信道的空间-时间编解码

為利用Tx分集，可以採用所謂的Alamouti空間-時間編碼(見圖3)。它可以獲得完全的分集，只使用一個接收天線。透過採用比發送天線更多的接收天線和一種合適的組合演算法，可以使用Rx分集。交換組合或最大定量組合是兩個演算法的例子。如果訊息通道矩陣已知，這些演算法與分集類型無關。用於空間分集的接收器演算法見圖2。透過近場空間多工和遠場空間分集，可以實現無線通訊系統的最佳性能和覆蓋範圍。为利用德克萨斯州分集，可以采用所谓的阿拉穆蒂空间-时间编码（见图3）。它可以获得完全的分集，只使用一个接收天线。透过采用比发送天线更多的接收天线和一种合适的组合演算法，可以使用接收分集。交换组合或最大定量组合是两个演算法的例子。如果讯息通道矩阵已知，这些演算法与分集类型无关。用于空间分集的接收器演算法见图2。透过近场空间多工和远场空间分集，可以实现无线通讯系统的最佳性能和覆盖范围。

圖2：圖2用於空間分集的接收器算法，A和B為相同的信號 图2：图2用于空间分集的接收器算法，一个和乙为相同的信号

空間-時間編碼空间 - 时间编码

空間-時間編碼改善了性能，並使空間分集可以使用。訊號的副本不僅從另外一個天線發送，而且在另外的時間發送。這種延遲發送稱為延遲分集。空間-時間編碼結合了空間和時間訊號副本，如圖3所示。空间 - 时间编码改善了性能，并使空间分集