MIMO技术在移动WiMAX中的应用

　　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。

　　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。