MIMO技术在移动WiMAX中的应用

2012-08-22 16:45:23来源: 21IC

MIMO(MultipleInputMultipleOutput,多输入多输出)技术是下一代通信技术的一个重要突破,本文依据华为的系统仿真研究结果和外场实际测试结果,从网络覆盖增强、系统容量提升和降低建网成本等角度,对MIMO技术在移动WiMAX系统中的应用进行探索和分析。

近年来,全球基于传统线缆技术的宽带用户快速增长,3G移动用户数也在稳步增长。市场对于移动宽带的需求正在快速增加,这为无线宽带接入技术提供了巨大的市场空间。

WiMAX802.16e正越来越多地被运营商采用为首选的固定和移动宽带接入策略,为终端用户提供丰富的高宽带多媒体业务。这些策略对运营商的无线网络提出了极大的挑战。为了建立和维持赢利的商业模式,需要对网络容量、用户吞吐量、网络覆盖质量作较大的改进。MIMO多天线技术的应用,使802.16e能够应对这些挑战,从而有力推动WiMAX网络的发展。

MIMO是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收,从而改善每个用户的服务质量。MIMO技术对于传统的单天线系统来说,能够大大提高频谱利用率,使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。N根发射天线和M根接收天线的MIMO系统框图如下图所示。

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N根发射和M根接收MIMO的系统示意图

WiMAX802.16e定义了三种可选的MIMO方式,分别是STTD(SpacetimeTransmit Diversity , 空时发射分集)、SM(Spatial Multiplexing, 空分复用)和自适应切换方式,同时定义了Matrix A、Matrix B和Matrix C 3种编码矩阵。华为公司WiMAX 802.16e系统目前已全面支持Matrix A,并将在2008年9月支持MIMO Matrix B和MIMO Matrix C。

WiMAX802.16e系统中,MIMO技术与OFDMA技术结合使用,可以大幅提高网络覆盖能力,使WiMAX系统容量倍增,从而大幅降低网络建设成本和维护成本,有力推动了移动WiMAX发展。

与OFDMA完美结合

MIMO可以应用于所有的无线通信技术。在WiMAX802.16e系统中,MIMO和OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access,正交频分复用接入) 的完美结合,更能体现出MIMO的技术优势。

MIMO系统可以抗多径衰落,但对于频率选择性衰落,MIMO仍然无能为力,其他通信系统一般采用均衡技术来解决MIMO系统中的频率选择性衰落。WiMAX的OFDMA技术可以很好地克服频率选择性衰落。下一代移动通信需要高的频谱利用率技术,但OFDMA提高频谱利用率的能力毕竟有限。结合MIMO技术,可以在不增加系统带宽的情况下进一步提高频谱效率。MIMO+ OFDMA技术既可以提供更高的数据传输速率,又可以通过分集达到很强的可靠性和增强系统的稳定性。另外,OFDMA由于码率低和加入了时间保护间隔而具有很强的抗多径干扰能力,多径时延小于保护间隔使系统不受码间干扰的影响,这样就可以使单频网络使用宽带OFDMA系统依靠MIMO技术消除阴影效应,真正实现网络的无缝覆盖。

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关键字:MIMO技术  WiMAX  网络覆盖

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0822/article_5736.html
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