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　　多入多出(MIMO)系統指在發射端和接收端同時使用多個天線的通信系統。研究證明，MIMO技術非常適用于城市內復雜無線信號傳播環境下的無線寬帶通信系統，在室內傳播環境下的頻譜效率可以達到20～40 bit/s/Hz;而使用傳統無線通信技術在移動蜂窩中的頻譜效率僅為1～5 bit/s/Hz，在點到點的固定微波系統中也只有10～12 bit/s/Hz。通常，射頻信號多徑會引起衰落，因而被視為有害因素。然而研究結果表明，對于MIMO系統來說，多徑可以作為一個有利因素加以利用。MIMO技術作為提高數據傳輸速率的重要手段得到人們越來越多的關注，被認為是新一代無線通信技術的革命。

　　1 MIMO系統的3種主要技術

　　當前，MIMO技術主要利用發射分集的空時編碼、空間復用和波束成型等3種多天線技術來提升無線傳輸速率及品質。

　　1.1 發射分集的空時編碼

　　基于發射分集技術的空時編碼主要有2種，即空時分組碼(STBC)和空時格碼(STTC)。雖然空時編碼方案不能直接提高數據率，但是通過這些并行空間信道獨立、不相關地傳輸信息，從而使信號在接收端獲得分集增益，為數據實現高階調制創造條件。

　　1.1.1 空時分組碼(STBC)

　　STBC在發射端對數據流進行聯合編碼以減小由于信道衰落和噪聲所導致的符號錯誤率，它通過在發射端增加信號的冗余度，使信號在接收端獲得分集增益，空時分組碼是將同一信息經過正交編碼后從多根天線發射出去。MIMO系統的原理如圖1所示，傳輸信息流s(k)經過空時編碼形成N個信息子流ci(k)，i=1，...，N。這N個信息子流由N個天線發射出去，經空間信道后由M個接收天線接收。多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠分開并解碼這些數據子流，從而實現最佳的處理。特別是這N個子流同時發射信號，各發射信號占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發射接收天線間的通道響應獨立不相關，則多入多出系統可以創造多個并行空間信道。

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　　STBC是1998年，Alamouti提出的一種非常簡單的發射分集技術，由于其簡單的結構和良好的性能，很快進入了3GPP標準。STBC實質上是將同一信息經過正交編碼后從2個天線上發射出去，2路信號由于具有正交性，在接收端就能將2路獨立的信號區別出來，只需要做簡單的線性合并就可以獲得分集增益。

　　但是，STBC的正交碼組的構建還存在一定的問題。對于實數信號星座(PAM星座)，它才可以構造編碼速率為1的空時編碼算法。但是，對于一個普通的復數信號星座，例如MQAM(如16QAM)或MPSK(如8PSK)，當發射天線陣子數目大于2時，是否存在編碼速率為1的碼組還有待更深入的研究。目前對于發射天線陣子數目等于3、4以及大于4的系統，如果采用復數信號星座，那么最大的空時編碼速率只能達到3/4和1/2。可見，對于采用高階調制的高速率多天線的無線通信系統，如果直接采用空時分組編碼算法，不可能充分地利用系統的有效性。因此，尋找更好的空時分組碼目前已成為一個研究方向;另外，如何在頻率選擇性信道、時間選擇性信道中充分利用空時分組碼的優勢也是一個研究課題。總之，當前STBC還是基于發射天線陣子數目等于2的發射分集技術。