无线MIMO测试开发策略
MIMO无线通信的复杂性迫切需要一套新的测试和测量系统，来评估系统和元器件的性能。
有限的带宽和不断增加的新的无线服务的需求为通信领域新技术的采用开辟了道路，这些非传统技术有效提升了数据容量。新采用的这些技术中的一种就是利用多天线设计的多输入、多输出（MIMO）系统架构。MIMO利用了发送和接收天线之间的空间分集技术——由信号衰落和多径环境引起的多信号路径产生——来增加数据吞吐量而无需额外的增加带宽。但相比传统的单流架构MIMO系统复杂度增加了许多，带来了更大的测试挑战，需要特别的设备和测试方法。本位介绍了MIMO测量的不同种类，包括噪声和干扰对于信道损害的介绍。我们会提供一些图片示例来方便大家对于测量结果的理解。
对于未来提供可靠的语音、数据和视频接入的移动无线服务，增加的数据吞吐量是至关重要的。尽管通信信道的数据吞吐量可通过增加频段带宽来增加，但带宽通常是受限的并需得到许可的。一个更加实际的方法是采用高级调制标准，比如正交频分复用（OFDM），和新的通信系统架构，比如多输入、多输出（MIMO）架构。MIMO系统采用多天线和空间分级技术，在不额外增加带宽的情况下增加数据吞吐量。然而带来的系统复杂度的增加，引发了对测试仪器和测量方法的新需求，而这些测试方案最好能采用标准的测量系统和专门的测试软件。
对于新近的无线通信标准，高数据吞吐量是最基本的要求，这些新标准MIMO都有参与，包括IEEE 802.11n WLAN，IEEE 802.16e移动WiMAX Wave 2和3GPP长期演进（LTE）。这些新系统都结合了MIMO和OFDM或者OFDMA（正交频分多址接入）的采用，来实现在不增加信道带宽的前提下增加数据吞吐量。
在传统的单输入、单输出（SISO）通信系统中（图1a），例如传统IEEE802.11a/b/g无线局域网络（WLAN）系统，一个无线链路采用了单发射器和单接收器。也许会在每个通信链路终端上采用多个天线，但在同一时刻只有一套天线被采用，并只有一个载波传输单流的数据。在理想的通信信道中，无线信号从发射器到接收器只通过单一路径传输，但无线信道中的障碍物（比如楼宇和各种地形）和移动影响产生了多径效应，因此，接收器会接收到多个信号。反射的信号由于相比直接传输的信号传播路径更长，会受到衰减和延迟的影响。因为传输路径的不同，这些反射信号的相位也各不相同。因此，接收机信号的重建面临难度，会造成接收信号强度的波动。较强的多径效应会降低吞吐量或者造成数据丢失。
因为在指定通信信道中，OFDM通常与MIMO进行组合来增强数据吞吐量，所以在探讨MIMO概念之前理解OFDM是非常重要的。例如，OFDM在IEEE 802.11g (Wi-Fi)和IEEE 802.16e WiMAX系统中得到了采用。在MIMO的基础上，采用OFDM可以进一步提升数据吞吐量，而无需增加带宽或改变调制阶数——比如从16QAM变成64QAM系统。
采用OFDM调制的无线信号本质上是由一系列相互正交的子载波构成，这些子载波彼此形成了最佳的隔离，因此一个调制后的子载波处于最大功率时，其临近调制后子载波正好处于过零点或功率最小处，而一些子载波作为保护频带来实现隔离并防止临近信道干扰。为了增强鲁棒性，许多通信标准采用的OFDM采用了小衰弱间隔，让多路信号分量随时间衰弱，这样这些信号就不会对下一个接收机收到的传输符号产生干扰。
通过采用反向傅立叶变换对OFDM的子载波进行数字信号处理，可将其结合到一个信号流里面传输并可恢复原信号。因为保留多流信号的相对相位和频率关系，这些信号流就可以并行的在单一信道传输，所以就可以实现在不增加带宽的前提下提高数据吞吐量。
与SISO通信系统相比，MIMO系统（图1b）同时采用多无线信号和多天线，多个数据流在同一通信信道传输。这些多路的数据流由媒体接入控制（MAC）层在通信链路两端进行协调。MIMO系统不需要天线的对称排列，例如两个发射要配备两个接收（2×2）或者四个发射要配备四个接收（4×4），可以进行“不平衡”配置，例如四个发射配备三个接收的4×3配置。
要增加SISO系统的数据吞吐量，需要更为复杂的调制方式，或者增加带宽，或进行两者的结合。加倍SISO系统吞吐量最简单的方法是将带宽加倍。要增加MIMO系统的吞吐量，发射器、接收器和相应天线的数量需要增加。通过采用多天线和信号传播路径的空间多路技术，MIMO系统可以在不增加信道带宽的前提下增加大概3.5倍的吞吐量。
MIMO系统利用接收信号的变更来增加数据吞吐量，接收到的信号被看作是未知信号（发送的符号）的联立方程。多路信号路径的多样性变化让这些联立方程解决的更加简单，并提升了吞吐量。
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