22
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
牵引带
1 多入多出(MIMO)简介
MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。该技术采用空时处理技术进行信号处理，在多径环境下，无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率，增加系统的数据传输速率。在室内环境下，采用MIM O技术的无线局域网系统的频谱效率可以达到20～40bit/s/Hz。对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。 系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出(MIMO)系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则式1为信道容量C:
C=[min(M,N)]Blog 2(ρ/2) (1)其中B为信号带宽,ρ为接收端平均信噪比。上式表明，功率和带宽固定时，多入多出系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加，信道容量随着天线数量的增
大而线性增大。也就是说可以利用MIMO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。
2 MIMO的应用
MIMO技术是802.11n标准所采用的关
键技术之一，该技术具有远超过传统有线以太网连接所具备的数据吞吐能力，能显著增加Wi-Fi设备的有效传输距离，并大幅提高服务质量(QoS)。另外,802.11n产品还将扩展Wi-Fi平台以及流行应用的功能。
随着无线技术的发展，电脑业越来越
多的集成了无线技术，如:W L A N , W W A N (2G, 3G), Bluetooth, Wimax等。如何将这些天线合理的分布在电脑上，且相互干扰最小，这是一个比较困难得问题。以电脑应用为例,W L A N 都是以模块的方式安装到电脑上，并通过电脑里的屏蔽电缆连接到天线上。所以，一台电脑上可以装不同模式的WiFi模块，而给其使用的MIMO天线数目为两个或三个，可以支持IEEE802.11 a/b/g/n。如果是三支天线，一般命名为主天线、副天线和MIMO天线。实际设计过程中最关键的选对天线位置，除了预留好天线空间外，还要考虑到每个天线的增益, 场型，驻波比以及天线之间的隔离度。
耳机绕线器
真空泵叶片
MI MO 天线测试除了要考虑每个天线增益，场型，驻波比外，还需要考虑天线之间的隔离度。天线之间的隔离度越大，不同通道之间的相关系数就越小，通信容量和频谱利用率也会提高，所以MIMO天线之间的隔离度测试非常重要，一般要求隔离度在25d B 以上。隔离度要求可以通过加大MIMO天线之间的间距或调整天线场型来达成目标。
MI MO 天线的实际意义就是提高无线网络传输速率，除了相关的测试设备外，全波暗室中测试天线之间的距离D 必须大于2.4GHz的一个波长，而且每个天线都要为垂直极化方向。W LA N 的传输速率测试就是使用衰减器模仿待测物与无线接入点不同距离，测试待测物与主机之间实际的传输速率。所以测试过程中最重要的就是算准待测物与无线接入点之间的衰减，如式2。由于实际上在不使用衰减器的情况下,
电脑M I M O 天线应用简介
帅吉莉
(上海交通大学 上海 200030)
摘 要：多入多出(MIMO)是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情
况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。本文将介绍MIMO天线的实际应用——802.11n，以及实际应用在电脑上MIMO天线的设计和如何进行测试。关键词:MIMO 天线 802.11n 电脑应用中图分类号
:TN 82文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0022-01
压片机模具
已经有了最小衰减量，如式3。所以，测试出来的数据是一般是从60dB空间衰减开始测量的。
Attenuation =Air Loss (path loss)+Loss of 2 cables+ Attenuation value of At-tenuator - Antenna gain (2)
Lowest Attenuation =Air Loss(path loss) + Loss of 2 cables - Antenna gain
钼精粉(3)图1为MIMO传输速率的测试结果，从图中可以得出，该速率高于802.11g 27Mbit/s(最高是54Mbit/s但同时发送接受速率减半)的传输速率，表明MIM O技术确实提高了Wi F i传输速率，而且在真实的用户使用环境中，这个优点更为突出。
异形模板4 结语
MIMO技术是一项全新的技术，其在算
法开发、信道建模、天线设计、测试平台搭建、芯片开发与标准化方面还有大量工作有待进行。随着MIMO无线通信技术日趋成熟，将逐步从理论研究走向产品开发，同时也预示着高速无线传输时代的来临。
参考文献
[1]IEEE 802.11 Part11,Wireless LAN
Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications [S].[2]IEEE 802.11g,Further High-Speed
Physical Layer Extension in the 2.4GHz Band [S].[3]李积英．MIM O系统中空时编码的研究
[J]．科技创新导报,2007,32:12．
图1 M I M O 传输速率的测试结果
. All Rights Reserved.
