|
·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 * 第四小节：空间复用 提高频谱利用率 MIMO还可以通过利用某种格形图，将同一信息以多副天线发射出去，在接收端采不用基于欧式距离的Viterbi译码，由于其复杂度很高，且随传输速率呈指数性增加，所以性能也较好，抗衰减能力强。随后，各种空时编码得到快速发展，如Turbo空时格形码与级联空时码等。然而，空时编码的盛行实际是从空时分组码（STBC）的发现开始的，因为STBC的构造比较容易。由于发射信号两两正交，收端可采用线性最大似然检测，其译码简单。但是STBC的缺点也很明显，就是抗衰减能力差。
综上所述，MIMO系统的多天线设计也可实现空间复用。并且无线信道的多径传播增加了MIMO系统的自由程度，如果每对收发天线的路径衰减独立，则空间矩阵信道就能够一次来穿件多个并行的空间通道，再用并行通道传输独立的信息流，从而提高数据传输率。
有一种结构就是将待发射的信息流分解为多路并行子信息流，再对各路进行独立编码、调制与映射到其对应的发射天线上，在收端采用迫零或迫零结合干扰消除等技术将多路子数据流分离，这就是著名的BLAST结构。说得直白一些就是将单路高信噪比信道分解为多路相互重叠的低信噪比信道并行传输，以达到空间复用的目的，并且同时提高频谱利用率。 可事与愿违的是，纯粹的天线分集与纯粹的复用方案并非最优的选择，由于天线是已经给定的，所以MIMO系统得自由度也被固定了，两种方案所解决的问题是以牺牲复用增益为代价来获得高的分集增益，反之亦然。 ·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 * 第五小节：OFDM-MIMO结合才是真正的王道 随着计算技术的不断飞速发展，数据量也在以几何速度膨胀，在这种环境下，对数据传输的要求也就不再满足于802.11a、g的那区区54Mbps了，更快更稳定的数据传输需求也变得越来越迫切。 从理论上看， 目前无线网络的核心技术——OFDM，如果适当选择各载波的带宽和采用纠错编码技术已经可以完全消除多径衰减所产生的影响。因此如果没有功率和带宽的限制，可以用OFDM技术实现任何传输速率。
然而为了进一步增加信道容量，提高系统传输速率及稳定程度，采用了多载波调制技术的无线网络就需要增加载波的数量，但是这种改变会增加整个系统的复杂度，并且相应得增大系统带宽，当前对于功率与带宽都有一定限制的无线局域网来说就不合适了。而MIMO技术却可以在不增加带宽的情况下大幅度的提高信道容量与频谱的利用率。所以在信道衰减的情况下，OFDM系统配合MIMO系统可以说是珠联璧合的选择。
OFDM-MIMO技术使用了多组发射天线与多组接收天线。这样的设计可以提供空间分集效应，并且多组天线所提供多个空间信道，很难全部同时衰减。所以以此来解决信号衰减对传输造成的影响是相当有效的办法。并且比特流经串并变换分为多个分支，每个分支都需要经过编码、交织、正交幅度调制（QAM）映射、插入导频信号、IFFT变换、加循环前缀等OFDM过程，然后发送到无线信道中；接收端再将上述过程反制，来恢复比特流缘由编码形态。 ·2.3：技术：OFDM和MIMO的工作原理 * 第六小节：七大项完全讲解OFDM-MIMO特点 OFDM-MIMO技术是两种技术合并产生的一种新技术，其通过时间、频率和空间三种分集技术，因而使整个无线网络对噪声、干扰、多径的抵抗能力大幅度提高了。再通过在原有OFDM传输系统中所采用的矩阵天线来实现空间分集，提高了信号质量。OFDM-MIMO技术具有七大特点，一起来了解一下。
1、发送分集 OFDM/MIMO技术对下行信道采用了时延分集。该分集实现简便并且性能提升明显，也没有有反馈需求。其方法是让第二副天线发出的信号比第一副天线发出的信号延迟一段时间。这样的时延可以使接收端响应可以有频率选择性，接收端忽略信道情况的条件下获得比较明显的增益。 2、空间复用 以采用空间复用技术来提高数据的传输率。把传输速率情况较好一个数据流分裂为速率较先对较低的数据流，并且分别于不同的天线对不同的数据进行流独立编码、调制和发送，同时使用相同的频率和时隙。每组天线可以通过不同的独立的信道滤波发送信号。接收机利用空间均衡器分离信号，然后解调、译码和解复用，恢复出原始信号。 3、接收分集和干扰消除 如果终端用户方选择使用三组接收天线，可取得接收分集的效果。利用将多个接收机的信号合并以获得最大信噪比，来提高针对其它干扰的抵抗性。但在有两个数据流干扰的情况下，或者频率再利用所造成的干扰，利用最大比值合并的方法就力不从心了。这时最小的均方误差就可使每一个有用的信号与其估计值的均方误差最小，从而达到最大的信噪比。 4、软译码 最大比值合并和最小均方误差算法的软判断产生信号，以软件内置的解码器使用。软件解码与SINR加权组合相结合来使用，便能对频率选择信道提供3到4dB的性能增益效果。
5、信道估计 对于信道进行提前预估的其目在于识别每组发送天线与接收天线之间的信道冲激响应程度。由于每组天线发出的训练子载波都属于相互正交的，并且每组发送天线到接收天线都有唯一性信道。训练子载波在频率上的间隔要小于相干带宽，因此可以利用内插获得训练子载波之间的信道估计值，并根据信道的时延扩展，实现信道内插的最优化。在下行链路中，逐帧向所有用户广播发送专用信道标识时隙；在上行链路中，由于移动台发出的业务可以构成时隙，而且信道在时隙与时隙之间会发生变化，因此训练子载波和数据子载波将会包含于每一个时隙内。 6、同步 上行和下行链路发送之前，都需要同步时隙，用来实施相位、频率对齐及频率偏差估计。时隙按照在偶数序号子载波上发送数据与训练标记，而且将奇数序号的子载波标记为零。这样经过IFFT变换之后，得到的时域信号就会被重复，方便信号的检测。 7、自适应调制和编码
根据两个用户特定位置和时间内的INR统计特征，以及用户对服务质量的要求，为每个用户配置链路参数，除了可以最大限度地提高系统容量，还可以有多种编码与调制方案用于在用户数据流的基础上实现最优化。QAM级别可以介于4至64，编码可以包括凿孔卷积编码与Reed-solomon编码。因此存在6种调制和编码级别。在2 MHz的信道带宽内，编码模式1至6分别对于1.1至6.8 Mb/s的数据传输速率。在下行链路中使用空间复用技术，该传输速率也可以被成倍的提升。
|
