MIMO-OFDM
MIMO-OFDM
MIMO技術 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系統，該技術最早是由Marconi於1908年提出的，它利用多天線來抑制通道衰落。根據收發兩端天線數量，相對於普通的SISO(Single-Input Single-Output)系統，MIMO還可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系統和MISO(Multiple-Input Single-Output)系統。可以看出，此時的通道容量隨著天線數量的增大而線性增大。也就是說可以利用MIMO通道成倍地提高無線通道容量，在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。
利用MIMO技術可以提高通道的容量，同時也可以提高通道的可靠性，降低誤碼率。前者是利用MIMO通道提供的空間復用增益，後者是利用MIMO通道提供的空間分集增益。實現空間復用增益的演演算法主要有貝爾實驗室的BLAST演演算法、ZF演演算法、MMSE演演算法、ML演演算法。ML演演算法具有很好的解碼性能，但是複雜度比較大，對於實時性要求較高的無線通信不能滿足要求。ZF演演算法簡單容易實現，但是對通道的信噪比要求較高。性能和複雜度最優的就是BLAST演演算法。該演演算法實際上是使用ZF演演算法加上干擾刪除技術得出的。目前MIMO技術領域另一個研究熱點就是空時編碼。常見的空時碼有空時塊碼、空時格碼。空時碼的主要思想是利用空間和時間上的編碼實現一定的空間分集和時間分集，從而降低通道誤碼率。
OFDM(正交頻分復用)技術實際上是MCM(Multi-Carrier Modulation，多載波調製)的一種。其主要思想是：將通道分成若干正交子通道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調製到在每個子通道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端採用相關技術來分開，這樣可以減少子通道之間的相互干擾(ICI)。每個子通道上的信號帶寬小於通道的相關帶寬，因此每個子通道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由於每個子通道的帶寬僅僅是原通道帶寬的一小部分，通道均衡變得相對容易。
MIMO系統在一定程度上可以利用傳播中多徑分量，也就是說MIMO可以抗多徑衰落，但是對於頻率選擇性衰落，MIMO系統依然是無能為力。目前解決MIMO系統中的頻率選擇性衰落的方案一般是利用均衡技術，還有一種是利用OFDM。大多數研究人員認為OFDM技術是4G的核心技術，4G需要極高頻譜利用率的技術，而OFDM提高頻譜利用率的作用畢竟是有限的，在OFDM的基礎上合理開發空間資源，也就是MIMO+OFDM，可以提供更高的數據傳輸速率。另外OFDM由於碼率低和加入了時間保護間隔而具有極強的抗多徑干擾能力。由於多徑時延小於保護間隔，所以系統不受碼間干擾的困擾，這就允許單頻網路(SFN)可以用於寬頻OFDM系統，依靠多天線來實現，即採用由大量低功率發射機組成的發射機陣列消除陰影效應，來實現完全覆蓋。