源码

'''多输入多输出'''（Multi-input Multi-output，常简称 '''MIMO'''）是一种用来描述多[[天线]]无线通信[[系统]]的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息。该技术最早是由[[马可尼]]于[[1908年]]提出的，他利用多天线来抑制[[信道衰落]]（fading）。根据收发两端天线数量，相对于普通的'''单输入单输出系统'''（Single-Input Single-Output，'''SISO'''），MIMO 此类多天线技术尚包含早期所谓的「[[智能型天线]]」，亦即'''单输入多输出系统'''（Single-Input Multi-Output，'''SIMO'''）和'''多输入单输出系统'''（Multiple-Input Single-Output，'''MISO'''）。

由于 MIMO 可以在不需要增加频宽或总发送功率耗损（transmit power expenditure）的情况下大幅地增加系统的数据[[吞吐量]]（throughput）及传送距离，使得此技术于近几年受到许多瞩目。MIMO 的核心概念为利用多根发射天线与多根接收天线所提供之空间自由度来有效提升无线通讯系统之[[频谱效率]]，以提升传输速率并改善通讯质量。

==发展历史==

[[1990年代]]，全世界[[无线通讯]]领域均针对多天线系统进行研究，希望实作出能指向接收者之[[波束成型|波束成型技术]]，亦即是所谓[[智能型天线]] —— 一种能使波束聪明地追踪接收者（即[[行动电话]]）的技术，如同有个人持着天线到处移动，就像一道自手电筒射出的光束可追踪一位在黑暗中移动的人一样。智能型天线藉由波束对其指向（亦即对目标接收者）的相长[[干涉]]（constructive interference）及同时间该波束对目标接收者指向以外其它方向之相消干涉（destructive interference）来增加讯号增益，以实现上述智能型天线的优点，并对于此发送单位上的多天线间，采用一较窄的天线间距来实作此波束。一般以发送讯号之一半[[波长]]作为实体的天线间距，以满足空间上的[[采样定理]]且避免[[旁瓣辐射]]（grating lobes），亦即空间上的[[混迭]]。

波束成型技术的缺点乃是在都市的环境中，信号容易朝向建筑物或移动的车辆等目标分散，因而模糊其波束的集中特性（即相长干涉），丧失多数的讯号增益及减少干扰的特性。然而此项缺点却随着[[空间多样]]及[[空间多任务]]的技术在 1990 年代末的发展，而突然转变为优势。这些方法利用[[多径]]（multipath propagation）现象来增加数据[[吞吐量]]、传送距离，或减少[[位错误|位错误率]]。这些型态的系统在选择实体的天线间距时，通常以大于被发送信号的[[波长]]的距离为实作，以确保 MIMO 频道间的低关联性及高分集阶数（diversity order）。

==MIMO-OFDM复合技术==

MIMO 此科技与[[平坦衰落]]通道（flat fading channels）兼用时最佳，以降低接收端通道均衡器之复杂度及维持接收端的低功率耗损，也因此 MIMO 多半与 [[OFDM]] 结合为复合技术。MIMO-OFDM 同时为 [[IEEE 802.16]] 及 [[IEEE 802.11n]] HT（High-Throughput）的采用标准之一。[[WCDMA]] 的系统，如 [[HSDPA]]，亦进行将 MIMO 技术标准化的动作。

==技术分类==
MIMO通讯技术包括以下领域：
*[[空间多任务]]（spatial multiplexing）：工作在MIMO天线配置下，能够在不增加带宽的条件下，相比SISO系统成倍地提升信息传输速率，从而极大地提高了频谱利用率。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。如果发射端与接收端的天线阵列之间构成的空域子信道足够不同，即能够在时域和频域之外额外提供空域的维度，使得在不同发射天线上传送的信号之间能够相互区别，因此接收机能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的频率或者时间资源。空间复用技术在高信噪比条件下能够极大提高[[信道容量]]，并且能够在“开环”，即发射端无法获得信道信息的条件下使用。Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”（[[BLAST (无线通信)|BLAST]]）是典型的空间复用技术。
*[[空间多样]]（spatial diversity）：利用发射或接收端的多根天线所提供的多重传输途径发送相同的数据，以增强数据的传输质量。
*[[波束成型]]（beamforming）：藉由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在欲传输的方向，增加讯号质量，并减少与其它用户间的干扰。
*预编码（precoding）

以上 MIMO 相关技术并非相斥，而是可以相互配合应用的，如一个 MIMO 系统即可以包含空间多任务和多样的技术。

==内部链接==

==外部链接==
*[http://www.cnii.com.cn/20050801/ca334484.htm MIMO 引领无线传输快速前进]
*[http://tech.sina.com.cn/other/2004-07-09/0008385205.shtml 电信技术名词解释：4G 通信中的 MIMO 技术]
*[http://taiwan.cnet.com/enterprise/technology/0,2000062852,20102101,00.htm 新版Wi-Fi网络的漫长长路]
*[http://203.66.123.22/ne/magazine/magazine_article.asp?Id=738 让 WiMAX 展现极致效能 MIMO-OFDM 技术完整解析]

==参考文献==

[[category:无线通信技术]]