MIMO

輸入足濟輸出系統（英語：multi-input multi-output，縮寫MIMO）是一種用來描述真濟天線無線通訊系統誠濟重路徑傳輸的抽象數學模型，能利用發射端的濟個天線各自獨立發送訊號，𫝛時佇接收端用幾个天線接收並恢復原資訊。該技術上早是由馬可尼佇一九零八年提出的，伊利用多天線來壓制頻道衰微（fading）。 根據收發兩爿天線數量，佮普通單輸入單輸出系統（英語：single-input single-output，SISO）， MIMO 這款大天線的技術尚包括早期所謂的「智慧型天線」，亦即單輸入多輸出系統（英語：single-input multi-output，SIMO）和輸入單輸出系統（英語：multi-input single-output，MISO）。

因為會當佇無需要增加頻闊抑是總發送功率了錢（transmit ( ting ) power expenditure / consumption）的狀況之下，大幅度增加系統的資料吞吐量（throughput）佮傳送距離，MIMO 技術佇這幾年受著誠濟注目。MIMO 的核心概念為著欲利用多根發射天線佮多根接收天線所提供之空間的自由度來有效提升無線通訊系統之一頻譜效率，以提升傳輸速率並改善通訊品質。

發展歷史

一九九空年代，全世界無線通訊領域攏總針對加天線系統進行研究，希望實作出會當指向接收者之波束成型技術（Beamforming）， 亦就是所謂智慧型天線—— 一種能使波束聰明地追蹤接收者（即行動電話）的技術，親像有一个人持天線四界徙振動，就若親像一道自手電仔射出的光束會當追蹤一个佇烏暗中徙動的人仝款。智慧型天線藉著波束著其實指向（亦即對目標來接收者）的相長干涉（constructive interference , 建設性干涉）佮仝時間愛波束對目標接收者指向以外其他的方向之相消干涉（destructive interference , 破壞性干涉）來增加訊號增益，以實現上述智慧型天線的優點，發送單位頂懸的真濟天線間，採用一較狹的天線間距來實作這个波束。一般以發送訊號之一半波長作為實體的天線間距，以滿足空間上的採樣定理而且避免邊瓣輻射（grating lobes）， 亦即空間上的混疊。

波束成型技術的缺點乃是佇都市的環境中，訊號容易向向建築物抑是徙動的車輛等等目標分散，毋過無糊其波束的集中特性（即相長干涉）， 喪失多數的訊號增益佮減少干擾的特性。毋過這項缺點煞綴空間外項佮空間濟工的技術佇一九九空年代末的發展，毋過雄雄轉變做是優勢。遮的方法利用多徑（multipath propagation）現象來增加資料吞吐量、傳送距離，或者是減少位元錯誤率。遮的型態的系統咧選擇實體的天線間距時，通常以大於被發送訊號的波長的距離為實作，才有影保持 MIMO 頻道間的低關聯性佮懸分集階數（diversity order）。

MIMO-OFDM 複合技術

MIMO 和平坦衰微通道（flat fading channels）兼用的時陣最佳，以降低接收端通道遮的化器複雜度佮維持接收端的低功率消磨，嘛因此 MIMO 多半佮 OFDM 結合為著複合技術。MIMO-OFDM 同時為 IEEE 八百空二孵一六佮 IEEE 八百空二孵一一 n HT（High-Throughput）的採用標準之一。WCDMA 的系統，如 HSDPA，亦進行將 MIMO 技術標準化。

技術分類

MIMO 通訊技術包括以下的領域：

• 空間誠濟工（spatial multiplexing）： 做工課佇 MIMO 天線組態下，會當佇無增加頻闊的條件下跤，相比並 SISO 系統成倍地提升資訊傳輸速率，對而且真大提高了頻譜利用率。咧發射捀，高速率的資料流被分割為濟个較低速率的子資料流，無仝款的子資料流佇無仝款的發射天線頂佇仝款頻段發射出去。若發射端佮接收端的天線陣列之間構成的空域子誠捷道有夠額無仝，就會當佇時域佮頻域以外提供空域的維度，予佇無仝發射天線頂傳送的訊號會當相放伴，所以接收機會當分出遮並列的子資料流，毋免付出額外的頻率或者是時間資源。空間復用技術佇高訊號雜訊比條件會當極大提高頻道容量，並且會當佇「開迴路」，發射捀無法度得著頻道資訊的條件下使用。Foschini 等人提出的「貝爾實驗室分層空時」（BLAST）是典型的空間復用技術。
• 空間多樣（spatial diversity）： 利用發射抑是接收端的濟根天線所提供的濟重傳輸的徑發送仝款的資料，以增強資料的傳輸品質。
• 波束束（beamforming）： 透過濟根天線產生一个有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸的方向，增加訊號的品質，而且減少佮其他使用者間的干擾。
• 預編碼（precoding）

以上 MIMO 相關技術並非相斥，是互相配合應用的，如一个 MIMO 系統就會當包含空間多工佮多樣的技術。

參考文獻

• MIMO 引領無線傳輸快速前進
• 電信技術名詞解說：四 G 通訊中的 MIMO 技術
• 新版 Wi-Fi 網路的長長路
• 予 WiMAX 展現真正的效能 MIMO-OFDM 技術完整解析

外部連結

• http : / / www . supelec . fr / d 二 ri / flexibleradio / cours / antenna . pdf http : / / www . supelec . fr / d 二 ri / flexibleradio / cours / information-modelling . pdf-Tutorial written by Prof . Debbah , head of the Alcatel-Lucent Chair on flexible radio