移動通信中的MIMO技術(shù)

1、1移動通信中的多天線技術(shù)移動通信中的多天線技術(shù)信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院楊斌楊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?社會的基本組織：人流，物流，信息流社會的基本組織：人流，物流，信息流通信的社會作用通信的社會作用信息流的組織水平，是社會發(fā)展水平的信息流的組織水平，是社會發(fā)展水平的基本標志之一基本標志之一最古老的官方通信最古老的官方通信快馬快馬+驛站驛站古代的古代的無線通信無線通信烽火臺的狼煙烽火臺的狼煙通信要解決的基本問題：通信要解決的基本問題：n可達性n可靠性通信兵悖論通信兵悖論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無限接近最優(yōu)

2、值但是可靠性可以無限接近最優(yōu)值其極限情況下的傳輸速率，就是所謂信道容量其極限情況下的傳輸速率，就是所謂信道容量香農(nóng)定理香農(nóng)定理2log1SCBNClaude Elwood Shannon ，1916年4月30日2001年2月26日近現(xiàn)代通信近現(xiàn)代通信n電報n電話n移動通信n光通信移動通信移動通信移動通信的四大效應(yīng)移動通信的四大效應(yīng)n陰影效應(yīng)n遠近效應(yīng)n多徑效應(yīng)n多普勒效應(yīng)陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)n移動通信中建筑物等的阻擋所引起的陰移動通信中建筑物等的阻擋所引起的陰影效應(yīng)影效應(yīng) 。遠近效應(yīng)遠近效應(yīng)n離離基站距離較近的小區(qū)中心基站距離較近的小區(qū)中心，用戶接收用戶接收到的基站信號就比較強到的基站信號就比較強

3、。CDMA系統(tǒng)尤系統(tǒng)尤其嚴重其嚴重多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)n通過不同的路徑到達接收端的信號，無通過不同的路徑到達接收端的信號，無論是在信號的幅度，還是在到達接收端論是在信號的幅度，還是在到達接收端的時間以及載波相位上都不盡相同的時間以及載波相位上都不盡相同。多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)n移動臺的運動速度太快了，所引起的頻移動臺的運動速度太快了，所引起的頻率擴散的效應(yīng)就是多普勒頻移率擴散的效應(yīng)就是多普勒頻移。移動通信中的多址技術(shù)移動通信中的多址技術(shù)nFDMAnTDMAnCDMAnOFDMAnSDMA?天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備19天線天線電磁波換能設(shè)備電磁波換能設(shè)備

4、天線的設(shè)計天線的設(shè)計移動通信天線移動通信天線基站天線：基站天線：手機天線：手機天線：22為什么要使用多天線為什么要使用多天線多天線帶來多信道多天線帶來多信道多天線提升信噪比多天線提升信噪比波的傳播波的傳播 幾列波相遇之后幾列波相遇之后, ,仍然保持它們各自原有的特征（頻仍然保持它們各自原有的特征（頻、波長、振幅、振動方向等）不變波長、振幅、振動方向等）不變, ,并按照原來的方向繼續(xù)并按照原來的方向繼續(xù)前進前進, ,好象沒有遇到過其他波一樣好象沒有遇到過其他波一樣. .n多天線發(fā)射n多天線接收26多天線技術(shù)的內(nèi)涵多天線技術(shù)的內(nèi)涵多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線發(fā)射多天線接收多天線接收n分集n

5、接收波束形成n合成孔徑n分布式天線或者合成孔徑MIMO技術(shù)技術(shù)接收和發(fā)射聯(lián)合處理接收和發(fā)射聯(lián)合處理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信道容量的對比信道容量的對比實驗系統(tǒng)：實驗系統(tǒng)：大規(guī)模大規(guī)模MIMO：下一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)下一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)5G中的大規(guī)模中的大規(guī)模MIMO的技術(shù)的技術(shù)三星三星電子于電子于2014年在時速超過年在時速超過100km的汽車里成功的汽車里成功試演第五代試演第五代(5G)移動通信技術(shù)，成功實現(xiàn)移動通信技