2024年6月15日发(作者：)

MIMO无线技术的研究现状与发展趋势

摘要 MIMO无线技术是通信领域的一项重要技术突破，堪称新一代无线通信系

统中的关键技术之一。文章详细探讨了MIM0无线通信技术的原理，并与智能天线

技术进行对比，分析了国内外研究现状与发展趋势，包 ...

摘要

MIMO无线技术是通信领域的一项重要技术突破，堪称新一代无线通信系统中

的关键技术之一。文章详细探讨了MIM0无线通信技术的原理，并与智能天线技术

进行对比，分析了国内外研究现状与发展趋势，包括MIMO的算法开发、信道建模、

天线设计、测试平台构建、芯片开发与技术标准化进展等，为深入认识与研究MIM0

通信技术奠定了基础。

1、引言

随着无线互联网多媒体通信的快速发展，无线通信系统的容量与可靠性亟待

提升，常规单天线收发通信系统面临严峻挑战。采用常规发射分集、接收分集或

智能天线技术已不足以解决新一代无线通信系统的大容量与高可靠性需求问题。

可幸的是，结合空时处理的多天线技术——多入多出（MIMO）通信技术，提供了

解决该问题的新途径。它在无线链路两端均采用多天线，分别同时接收与发射，

能够充分开发空间资源，在无需增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提升

通信系统的容量与可靠性。然而，与常规单天线收发通信系统相比，MIMO通信系

统中多天线的应用面临大量亟待研究的问题。

2、MIMO无线通信技术

传统单天线系统向多天线系统演进

传统无线通信系统采用一副发射天线和一副接收天线，称作单入单出（SISO）

系统。SISO系统在信道容量上具有一个不可突破的瓶颈——Shannon容量限制。

针对移动通信中的多径衰落与提高链路的稳定性，人们提出了天线分集技术。而

将天线分集与时间分集联合应用，还能获得空间维与时间维的分集效益。因此，

从传统单天线系统向多天线系统演进是无线通信发展的必然趋势。

智能天线向多天线系统演进

智能天线的核心思想在于利用联合空间维度与天线分集，通过最优加权合并

而最大化信干噪比，使信号出错的概率随独立衰落的天线单元数目呈指数减小，

而系统容量随天线单元数目呈对数增长。然而，开关波束阵列仅适于信号角度扩

展较小的传播环境，且自适应阵列虽可以用于信号角度扩展较大的多径传播环境，

但在高强度的多径分量比较丰富的环境下，自适应天线系统抗衰落的能力相当有

限，这是因为智能天线技术没有利用多径传播。由于增大阵元间距与角度扩展及

结合空时处理都有利于捕获与分离多径，因此结合天线发射分集与接收分集技术，

充分利用而不是抑制多径传播，进一步开发空域资源，提高无线传输性能，成为

了无线通信发展的必然趋势，即从智能天线向多天线系统演进。

无线通信技术

MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分

集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。结合天线