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news 2026/4/8 1:45:13

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MIMO技术入门

1.简介

MIMO(多入多出):多天线技术。
注意：此处的多天线，并不是有多个天线板，对基站来讲指天线有多套振子（每一套振子都可以看成一个独立的天线）。
4G 8天线；5G 64T64R；不仅基站是多天线，手机也是多天线（5G手机是4天线，4G是两天线，4G网速是75Mb/s，采用两天线则为150Mb/s）。

2.MIMO作用

空间分集（Space diversity）：提升接收质量（可靠性）。多个天线发射同一个数据流，避免单个差信道的极端影响（似乎类似多次重传）。
空间复用（space multiplexing）: 将原始数据拆成两部分，并行传输（有效性）。
Rank
形象理解为信道相关性，相关性越强接收端越难以区分，所以相关性越弱越好。
举个例子：当信道相关性较强，即rank=1时，手机（接收端）无法区分两路信道，只能发挥空间分集效果；当rank=2相关性较弱，手机可以区分两路信道了，也就能发挥空间复用效果了（实际中4G的rank最多就是1和2，5G可以达到4）。
波束赋形：利用多根天线发送定向电磁波（最早是在3G的TD-SCDMA中，4 5G也在用），3G 4G双工方式分为TDD（时分双工）和FDD（频分双工），波束赋形只支持TDD（本质是波的干涉，实现上是相位改变+幅度变化）。
不同阶段的波束赋形：2G阶段的GSM、WCDMA和CDMA2000没有波束赋形，电磁波直接撒出去；3G的TD-SCDMA和4G的LTE实现2D的波束赋形（手机在水平面上移动）；5G是NR天线3DMIMO。
空分多址（纸面上，没有实际应用）

以上对天线的要求：空间分集和空间复用至少是2T2R，波束赋形最低标准3G的TD-SCDMA和4G的LTE是8T8R（4G中4套振子形成一个波束），16T16R以下只支持2D MIMO，只有32T32R及以上才支持3D MIMO
小节：单纯提升有效性，波束赋形比空间分集效果好；波束赋形发送多个电磁波也可以实现空间复用的效果。