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·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 在谈论802.11n是如何将OFDM（正交频分复用）与MIMO（多路输入输出）两种技术相结合之前，我们先来分别了解一下OFDM和MIMO的原理。 * 第一小节：40年历史的OFDM技术 OFDM技术的应用已有近40年的历史，其是一种在无线环境下进行数据的高速传输技术，该技术已经应用于高速调制解调器，无线调频信道上的宽带数据传输，广播式的音频和视频领域等方面。在民用方面上，则主要包括ADSL、DAB（数字音频广播）、DVB（数字视频广播）、HDTV（高清晰度电视）、WLAN（无线局域网）等。该技术思想是将频域内将给定的信道分成许多正交子信道，并且在每个子信道上都使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。
这样，虽然总的信道不是平坦的，具有频率的选择性，可是每个子信道相对总信道来说是非常平坦的，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。
OFDM属于多载波调制，但它却又并不完全等同于多载波调制。因为它将信道划分成正交的子信道，大大提高了频道利用率，不同于多载波调制对信道的一般划分方法。并且OFDM之可以利用IDFT／DFT（离散傅立叶反变换／离散傅立叶变换）代替传统的多载波调制解调。 正是因为OFDM技术能同时分开多个数字信号，所以可以在有其他干扰的信号的情况下依旧能正常的进行数据传输。并且该技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的各种变化，通信路径传送数据的能力会随时间发生变化，OFDM将能动态地与之相适应，并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信。对于传输介质中哪一个特定的载波存在高信号衰减或干扰脉冲，OFDM技术也可以自动地检测，然后采相应得调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。
OFDM技术可以让当前传输信息通过多个子载波进行传输，在每个子载波上的信号持续时间相对同速率的单载波系统上的信号持续时间长许多倍，再加上子载波的联合编码，就可以使OFDM对ImpulseNoise（脉冲噪声）和信道衰减的抵抗能力更强。因此，如果信号的衰减不是特别严重，则没有必要再多添加时域均衡器。并且OFDM技术允许重叠的正交子载波作为子信道，并非去利用保护频带分离子信道，这样做的好处就是提高了频率利用效率。 ·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 * 第二小节：自适应调制机制的实现方法 OFDM技术的自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪音背景自行选用适合的调制方式。当信道条件相对较优时，采用效率高的调制方式。当信道条件相对差的时候，便采用抗干扰能力强的调制方式。再有系统将选择情况较优的信道集中更多信息进行传输以求高速率传输。数据传输中的码间干扰是数字通信系统中与噪声干扰产生的麻烦不相上下的一种干扰，而且它是一种相乘性的干扰。造成这种情况的原因有很多，因为只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。在这方面OFDM技术由于采用了循环前缀，对抗码间干扰有着很强的抵抗力。
但是由于OFDM技术是利用每个子载波之间的正交性来拆分各个子信道。所以频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性变的非常不清楚，些许的频偏就会使信噪比大幅度下降。所以频偏和相位噪声这两方面对OFDM技术来说还是影响比较大的。与单载波系统相比，OFDM信号是由多个独立的子载波信号经过调制然后相加而成的，这样由很多独立子波相加得来的信号就能够获得较大的峰值功率，也称为峰值均值功率比或峰均值比。
对于包含多个子信道的OFDM系统来说，当每一个子信道都以相同的相位求和的时候，高峰均值比会增大对射频放大器的要求，这样就会导致射频信号放大器的效率极大的降低。虽然采用了负载算法和自适应调制技术得到了很好的效果，但是这样会使发射机和接收机的复杂度增加，并且该种情况也会造成终端设备非固定，且移动速度超过30km/h的时候，OFDM的自适应调制技术就会变得相形见拙了。 ·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 * 第三小节：MIMO抑制信号的衰减 MIMO（多路输入输出，Multiple Input Multiple Output）系统，该技术最早是由Marconi于1908年提出的，该技术利用多根天线来抑制信号的衰减。根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO（单路输入输出Single-Input Single-Output）系统，MIMO还可以包括SIMO（丹路输入多路输出Single-Input Multi-ple-Output）系统和MISO（多路输入单路输出Multiple-Input Single-Output）系统。目前，无线网络技术正在面临着一些技术瓶颈，有限的带宽与发射功率、各种的干扰、信号衰减以及干扰造成的回波与反射的多径效应等。
为了解决众多棘手的问题，MIMO技术被提到了日程上。该技术出现，可以将信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高，并大幅改善无线网络的涵盖范围与传输速率，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。目前在家庭内部网络布设需求、高清视频无线实时传播需求等诸多的大流量数据传输使用需求出现的时候，无线网络虽然频谱有限，但还是依旧被不停的要求提高。
MIMO技术可以在单一射频信道中同时收发两个或多个信号流。这样，无线通讯系统便可以在单一信道中收发两倍及两倍以上的数据。该技术用一个或者一个以上的整合射频升频器（upconverter）与天线来传送多重信号，同时也有一个或者一个以上的高整合射频降频器（downconverter）与天线来接收这些多重信号。所以在采用MIMO技术的情况下，每个信道的最大数据传输量将会呈线性增长状态。
虽然理论分析结果表明MIMO无线技术能够大幅度的提升信道容积以及传输的可靠性，但是MIMO系统的实际性能增益需要一种误码性能与复杂程度折衷的传输方案。目前来看有空时编码方案与复用方案两种。 由于天线分集可以对抗信道衰减，所以如果提高无线链路的可靠性，并且再进一步使用多维天线分集与时间分集，就可以获得更好的分集效果，也就是通过空时编码而增加传输的空时冗余信息，得以提高无线传输的稳定性。在延时发射分集的基础上，Tarokh等提出了空时格形码（STTC），由于它具有卷积码的特征，并将格形编码、调制与发射分集结合在一起，所以在不增加带宽的情况下，可以同时获得满分集与高编码增益。
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