4G 无线通信中的 MIMO-OFDM 技术 一、引言 目前没有第四代移动通信的确切定义,但比较认同的解释是:“第四代移动通信的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的和超过 2Mbit/s 的数据传输能力
它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统、互操作的广播网络和卫星系统等
此外,第四代移动通信系统将是多功能集成的宽带移动通信系统,可以提供的数据传输速率高达 100Mbit/s 甚至更高,也是宽带接入 IP 系统”
简单而言,4G 是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路
这样在有限的频谱资源上实现高速率和大容量,需要频谱效率极高的技术
MIMO 技术充分开发空间资源,利用多个天线实现多发多收,在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以成倍地提高信道容量
OFDM 技术是多载波传输的一种,其多载波之间相互正交,可以高效地利用频谱资源,另外,OFDM 将总带宽分割为若干个窄带子载波可以有效地抵抗频率选择性衰落
因此充分开发这两种技术的潜力,将二者结合起来可以成为新一代移动通信核心技术的解决方案,下面详细介绍这两种技术及其二者的结合方案
二、MIMO 技术 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统示意图如图 1 所示,该技术最早是由 Marconi 于 1908 年提出的,它利用多天线来抑制信道衰落
MIMO技术是指在发射端和接收端分别设置多副发射天线和接收天线,其出发点是将多发送天线与多接收天线相结合以改善每个用户的通信质量(如差错率)或提高通信效率(如数据速率)
MIMO 技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益,空间复用技术可以大大提高信道容量,而空间分集则可以提高信道的可靠性,降低信道误码率
通常,多径要引起衰落,因而被视为有害因素,然而对于 MIMO 来说,多径可以作为一个有利因素加以