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定義 MIMO（multiple input, multiple output）是一種用于無(wú)線(xiàn)通信的天線(xiàn)技術(shù)，其中在源（發(fā)射器）和目標(biāo)（接收器）上使用多個(gè)天線(xiàn)。通信電路兩端的天線(xiàn)組合在一起，通過(guò)使數(shù)據(jù)同時(shí)在多個(gè)信號(hào)路徑上傳輸，最大限度地減少誤差，優(yōu)化數(shù)據(jù)速度并提高無(wú)線(xiàn)電傳輸?shù)哪芰Α?br />
創(chuàng)建同一信號(hào)的多個(gè)版本為數(shù)據(jù)到達(dá)接收天線(xiàn)提供了更多機(jī)會(huì)，而不受衰落的影響，從而增加了信噪比和錯(cuò)誤率。通過(guò)提高射頻（RF）系統(tǒng)的容量，可以創(chuàng)建更穩(wěn)定的連接并減少擁塞。
移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)用戶(hù)的重要性 第三代合作伙伴項(xiàng)目 （3GPP） 在移動(dòng)寬帶標(biāo)準(zhǔn)第 8 版中添加了 。技術(shù)用于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和蜂窩第四代（4G）長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）和第五代（5G）技術(shù)，涉及廣泛的市場(chǎng)，包括執(zhí)法，廣播電視制作和政府。它還可用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) （WLAN），并受所有 802.11n 無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的支持。

通常用于高帶寬通信，其中重要的是不受微波或RF系統(tǒng)的干擾。例如，它經(jīng)常被第一響應(yīng)者使用，他們?cè)跒?zāi)難或停電期間或蜂窩網(wǎng)絡(luò)過(guò)載時(shí)不能總是依賴(lài)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。Wi-Fi 6 （ 也稱(chēng)為 802.11ax - 通過(guò)引入幾項(xiàng)新技術(shù)來(lái)幫助消除與向網(wǎng)絡(luò)添加更多 Wi-Fi 設(shè)備相關(guān)的限制，提高了無(wú)線(xiàn)連接的標(biāo)準(zhǔn)。Wi-Fi 7目前正在開(kāi)發(fā)中，預(yù)計(jì)將于2024年發(fā)布。

在之前，還有其他類(lèi)型的高級(jí)天線(xiàn)技術(shù)，具有不同的配置 - 最常見(jiàn)的是多輸入，單輸出（MISO）和單輸入，多輸出（SIMO）。 MIMO建立在這些技術(shù)之上。
MIMO的LTE應(yīng)用 MIMO是最常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)形式之一，它在LTE和無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全球微波接入互操作性（WiMAX>）的部署中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。LTE 使用 MIMO 和正交頻分復(fù)用 （OFDM） 將速度提高到每秒 100 兆位 （mbps） 及以上。這些價(jià)格是之前802.11a Wi-Fi提供的兩倍。LTE使用MIMO進(jìn)行傳輸分集，空間多路復(fù)用（傳輸空間分離的獨(dú)立通道）以及單用戶(hù)和多用戶(hù)系統(tǒng)。LTE中的MIMO可實(shí)現(xiàn)更可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)提高數(shù)據(jù)速率。它在傳輸之前將數(shù)據(jù)分成單獨(dú)的流。在傳輸過(guò)程中，數(shù)據(jù)和參考信號(hào)通過(guò)空氣傳輸?shù)揭呀?jīng)熟悉這些信號(hào)的接收器，這有助于接收器進(jìn)行信道估計(jì)。
MIMO和5G海量系統(tǒng) MIMO通過(guò)在大規(guī)模新應(yīng)用中的使用而不斷升級(jí)和發(fā)展，因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)行業(yè)正在努力容納更多的天線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備。其中最突出的例子之一是5G技術(shù)的推出。這些大規(guī)模的5G MIMO系統(tǒng)使用許多小型天線(xiàn)來(lái)提高用戶(hù)的帶寬 - 而不僅僅是第三代（3G）和4G蜂窩技術(shù)的傳輸速率 - 并支持每個(gè)天線(xiàn)的更多用戶(hù)。與使用頻分雙工（FDD）系統(tǒng)來(lái)支持多個(gè)設(shè)備的4G MIMO不同，5G大規(guī)模MIMO使用不同的設(shè)置，稱(chēng)為時(shí)分雙工（TDD）。與FDD相比，這提供了許多優(yōu)勢(shì)（見(jiàn)下圖）。
MIMO和波束成形 波束成形是一種射頻管理技術(shù)，通過(guò)將廣播數(shù)據(jù)聚焦到特定用戶(hù)而不是大面積，最大限度地提高接收器的信號(hào)功率。借助 5G，三維 （3D） 波束成形可將垂直和水平波束形成并引導(dǎo)至用戶(hù)。例如，即使設(shè)備位于高層建筑的頂部，這些設(shè)備也可以到達(dá)設(shè)備。光束可防止干擾其他無(wú)線(xiàn)信號(hào)，并在用戶(hù)在整個(gè)給定區(qū)域移動(dòng)時(shí)與他們保持聯(lián)系。

大規(guī)模5G 系統(tǒng)中的3D波束形成在用戶(hù)設(shè)備上形成和定向垂直和水平波束。

SU-MIMO和MU-MIMO 有兩種主要類(lèi)型的 MIMO：?jiǎn)斡脩?hù) （SU） 和多用戶(hù) （MU）。在 SU-MIMO 系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流一次只能與網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)設(shè)備進(jìn)行交互。因此，無(wú)機(jī)位素系統(tǒng)的性能優(yōu)于SU-MIMO。當(dāng)許多用戶(hù)嘗試同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，SU-MIMO 會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果一個(gè)人正在上傳視頻，而另一個(gè)人正在開(kāi)會(huì)，則數(shù)據(jù)流將阻塞，導(dǎo)致延遲或延遲飆升。在頻譜的另一端，MU-MIMO的優(yōu)勢(shì)在于能夠一次將多個(gè)數(shù)據(jù)集流式傳輸?shù)蕉鄠€(gè)設(shè)備。這些 系統(tǒng)有各種可能的配置，其中最常見(jiàn)的是 2x2、4x4、6x6 和 8x8。5G海量系統(tǒng)操縱這些配置來(lái)實(shí)現(xiàn)廣泛的網(wǎng)絡(luò)容量。

單用戶(hù) 和多用戶(hù) 天線(xiàn)技術(shù)之間的基本結(jié)構(gòu)差異。

MIMO的主要優(yōu)勢(shì) 在其各種配置中，與 MISO 和 SIMO 的高級(jí)天線(xiàn)技術(shù)相比，MIMO 具有許多優(yōu)勢(shì)：

MIMO 可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的信號(hào)。它可以反彈并反射信號(hào)，因此用戶(hù)設(shè)備不需要處于清晰的視線(xiàn)范圍內(nèi)。

視頻和其他大規(guī)模內(nèi)容可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)大量傳輸。此內(nèi)容的傳輸速度更快，因?yàn)?MIMO 支持更高的吞吐量。

許多數(shù)據(jù)流提高了視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)質(zhì)量。它們還可以降低數(shù)據(jù)包丟失的機(jī)會(huì)。

大規(guī)模MIMO系統(tǒng)對(duì)未來(lái)的影響