智能天线技术MIMO在广域无线网络中的应用分析

　　广域无线网络运营商们正越来越多地涉足移动宽带接入和丰富多媒体业务，这些业务对无线网络提出了极大的挑战，运营商需要对网络容量、用户数据速率、距离和覆盖质量做较大的改进，而多输入多输出(MIMO)智能天线技术提供的潜在性能增益能够有效地解决这些挑战。

　　广域无线网络运营商们正越来越多地采用移动宽带接入策略和丰富多媒体业务策略，这些策略对他们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型，需要对网络容量、用户数据速率、距离和覆盖质量做较大的改进。运营商对MIMO等智能天线技术提供的潜在性能增益的兴趣越来越大，因为这些技术能够满足这些挑战，从而带来网络的发展。在无线局域网(WLAN)领域已有实际应用的MIMO以及近来客户端设备技术的不断进步将促进广域网中MIMO应用的普及。

　　促使MIMO在局域网领域取得成功的许多局域网固有特性与广域网环境有着很大的区别，因此我们必须谨慎地对待这种在不同应用中的转变。在下面对广域网 MIMO应用的简要说明中，我们将重点突出干扰和有限散射特性，这二者是最重要的区别，也是实现中需要着重考虑的因素。对无线运营商来说有个好消息，即在广域网中确实可以实现MIMO的大部分理论增益，条件是采用具有网络意识(network-aware)的解决方案，这样的方案能够减少多蜂窝环境中的干扰，并保持受限散射条件下的运行稳定性。另外值得注意的是，由于无需对现有无线协议作任何修改就能获得这些性能增益，因此广域网中的MIMO要比一般想象的更容易实现。

　　定义MIMO技术

　　由于用户端设备对成本具有较大的敏感性，因此在目前商业广域网中的智能天线配置只是在链路的基站侧使用多幅天线，而客户端设备只有一幅天线。随着改善广域网经济的压力不断增大，以及客户端设备芯片集成度提高，以及对客户端增加智能天线处理的边缘成本的降低，运营商对在链路两端都使用智能天线的解决方案兴趣也越来越大。

　　两端同时用多幅天线将可以采用许多新的传输技术，这些技术在仅单端使用多幅天线的系统中是不可行的，在大多数情况下应用这些技术将提供更多的系统性能增益。

　　业界对智能天线的讨论，包括对用于各种不同实现中的术语有完全不同的定义，因此有必要简要介绍分类适用方法。先来看最简单的例子，考虑在链路的每端都只有一幅天线的某个系统，虽然信号向所有方向(一般在120°扇区内)发送，但某个具体的无线信道可能只有两条主导路径，如图1所示。本文所示例子是一个高位基站与一个路面的低位移动手机(更广泛地说是“客户设备”，因为有可能是移动计算平台)之间的通信，大部分接收信号来自于邻近建筑物的反射。这是一个单输入单输出(SISO)的信道。[注：在无线通信领域中所说的术语“输入”和“输出”是针对信道本身而言的，并非以信道两端的设备为参考。

　　图1：在基站(BS)和客户设备(CD)之间具有两条主导传播路径的无线信道，如图中箭头所示，该信道叠加在基站标称的120°扇区传送图案上。