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MIMO无线技术概要

2022-10-11 08:40:49 收藏本文下载本文

“灵罗娃娃莱”通过精心收集，向本站投稿了9篇MIMO无线技术概要，下面是小编为大家整理后的MIMO无线技术概要，仅供参考，喜欢可以收藏与分享哟!

MIMO无线技术概要

篇1：MIMO无线技术概要

MIMO无线技术相信很多朋友有有所耳闻，它是802.11n技术的标志，它的引用，使已有的网络性能得到更好的改善，增大了吞吐量，提高了容量。那么，本文将其原理为大家详细介绍一下。

MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put)系统是一项考虑用于802.11n的技术。802.11n是下一代802.11标准，可将吞吐量提高到100Mbps。同时，专有MIMO无线技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。该技术最早是由Marconi于19提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-InputSingle-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-InputMulti-ple-Output)系统和MISO(Multiple-InputSingle-Output)系统。

MIMO无线技术概述

MIMO表示多输入多输出。读/maimo/或/mimo/，通常美国人前者，英国人读后者，国际上研究这一领域的专家较多的都读读/maimo/。通常用于IEEE802.11n，但也可以用于其他802.11技术。MIMO有时被称作空间多样，因为它使用多空间通道传送和接收数据。只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO时才能部署MIMO。

MIMO的优点是能够增加无线范围并提高性能。连接到老的802.11g接入点的802.11n站点能够以更高的速度连接到更远的距离。例如，如果使用老站点，从25英尺的距离连接到接入点的速度是1Mbps；而使用802.11nMIMO时站点的速度为2Mbps。增加到2Mbps的范围，允许用户在更远的距离保持连接。

无线电发送的信号被反射时，会产生多份信号。每份信号都是一个空间流。使用单输入单输出（SISO）的当前或老系统一次只能发送或接收一个空间流。MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流。它允许天线同时传送和接收。

老接入点到老客户端-只发送和接收一个空间流。

MIMO接入点到MIMO客户端-同时发送和接收多个空间流。

可以看出，此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高，

利用MIMO无线技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益，后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。ML算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。ZF算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。性能和复杂度最优的就是BLAST算法。该算法实际上是使用ZF算法加上干扰删除技术得出的。目前MIMO无线技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。

通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO无线技术的多入多出是针对多径无线信道来说的。传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k)，I=1，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。

特别是，这N个子流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加带宽。若各发射接收天线间的通道响应独立，则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。

MIMO无线技术将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。

系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出（MIMO）系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为：C=Blog2(ρ/2)。

其中B为信号带宽，ρ为接收端平均信噪比，min(M,N)为M，N的较小者。上式表明，功率和带宽固定时，多入多出系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。相对而言，多入多出对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力。

篇2：MIMO无线技术“代言”802.11n(一)

无线技术种类繁多，那么最被看好的应到数802.11n协议下的一系列无线网络，无线技术了。那么本文，将为大家详细介绍一下MIMO无线技术。其实MIMO技术发展已经很悠久了，在之后的文章会更详细的为大家介绍。

从最早的红外线技术到目前被寄予重望的WIFI，无线技术的进步推动我们的网络一步步走向成熟。另外，随着笔记本的不断发展，无线网络模块已经成为了平台标准，以Intel在移动个人处理器市场占有的份额来看，已有用户和潜在用户的数量令人不可低估。

从目前的市场情况和802.11n协议进展的速度来看，无线网络和产品正在走向降低成本，加大软件和相关技术的道路上。这样的做法无疑是非常明智的，对于消费者来说更多、更具有针对性的软件和技术会让我们将无线网更好的融入生活中的每一个角落。

随着英特尔第四代迅驰平台的发布，802.11N协议下的300M无线设备也加快了“生产”的速度，很多厂商的新品纷纷面市。但在目前来说，即使被炒的越来越热的300M产品，对一般消费者来说还好像是“概念汽车”一样，感觉起来有些缥缈和虚幻。那么802.11N产品到底强在哪里？又是依托于哪些核心技术呢？下面，我们不妨从MIMO、OFDM和MIMO-OFDM技术细节谈起。

无线通信作为新兴的通信技术在日常生活中的作用越来越大。近年来，无线局域网技术发展迅速，但无线局域网的性能、速度与传统以太网相比还有一定距离，因此如何提高无线网络的性能和容量日益显得重要。

MIMO

MIMO无线技术是我们目前最常见的无线技术之一，同时也是802.11N产品标志性的技术之一。在无线通信领域中，MIMO无线技术中的智能天线技术是具有重要意义的一件事，该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。

由于具备以上特性， MIMO系统进一步提高无线通信系统容量，可以在不用增加系统带宽的情况下改善了系统性能，提高了数据速率，所以在新一代无线通信系统中MIMO无线技术是必须采用的关键技术。

我们知道，在办公室或一些公共场合，无线信号非常复杂，频率选择性衰落和其他干扰源的存在使实现无线信道的高速数据传输比有线信道困难。然而对于MIM0系统来说，多径效应可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多信道。MIMO的多输入多输出是针对多径无线信道来说的。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。

OFDM

作为多载波调制(MCM)的一种，OFDM技术的核心能力就是将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样既减少了子信道之间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。

无线数据业务一般都存在非对称性，即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因此无论从用户高速数据传输业务的需求，还是从无线通信自身来考虑，都希望物理层支持非对称高速数据传输，而OFDM容易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。

目前，OFDM结合时空编码、分集、干扰(包括符号间干扰和邻道干扰)抑制以及智能天线技术，最大程度地提高了物理层的可靠性。如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术，性能可进一步优化。

同单载波系统相比，OFDM还存在一些缺点，如易受频率偏差的影响，存在较高的峰值平均功率比(PAR)。所以，我们必须将其他技术引入其中，来达到能加好的效果。

MIMO-OFDM

平坦衰落信道中，MIMO系统可以利用传播中的多径分量，但是，对于频率选择性衰落信道，MIMO系统依然无能为力。而在目前的宽带无线通信中，一般都会发生频率选择性衰落，为了使得MIMO系统性能在频率选择性衰落信道中依然良好，可以将MIMO系统和正交频分复用OFDM调制技术结合起来，形成MIMO-OFDM系统，

将MIMO系统与OFDM技术相结合，可以充分利用二者的优势，而又互相弥补不足之处。

1、MIMO-OFDM系统不仅有很高的频谱利用率，而且在OFDM基础上合理的开发了空间资源，可以提供更高的数据速率，提高系统容量，改善系统性能。

2、另一方面，加入了OFDM调制技术的MIMO系统在抗多径方面表现出了很大的优势，使得MIMO系统在频率选择性衰落信道中也能取作用。

从本质来讲，OFDM-MIMO是频谱资源利用率技术上的发展成果。MIMO无线技术的主要研究方向包括：MIMO信道、MIMO收发技术、分布式MIMO和MIMO应用。MIMO无线技术是无线通信领域重大的技术突破，将成为未来无线宽带移动通信系统和无线宽带接入系统的关键技术。而OFDM是Wimax和UWB基础，OFDM技术也被应用于基于电力线上网的宽带传输(BPL)系统。

时间、空间和频率是组成无线精采世界的要素，OFDM＋MIMO是三者的完美结合，OFDM与MIMO会成为未来很长一段时间内无线宽带技术的基础。是以Anywlan将OFDM与MIMO作为本专题的同一主题，在Anywlan发展的这几年，断断续续有OFDM-MIMO的资料发布，但却无系统地进行整理，本期专题大部分资料将以下载方式提供，其中不少独家精品，数量和质量都极为丰富，可以保证本专题将是OFDM-MIMO研究论文是国内迄今为止最为丰富的。希望对相关领域的开发者和学习者带来有益的启示。本站崇尚学术交流，每个人的认知能力有局限，均望各朋友能无保留地予以提出和指正。

MIMO-OFDM把OFDM 技术和MIMO 技术的优势结合起来，在不需要增加传输功率和扩大带宽的前提下能够增加数据的传输速率，正在成为无线通信的一个研究热点。

802.11N

随着消费者尤其是企业用户对无线局域网速度要求的提升，54M无线产品已经远远不能满足人们的需求，因此IEEE已经成立802.11n工作小组，以制定一项新的高速无线局域网标准IEEE802.11n。

而多输入多输出(MIMO)技术和OFDM 技术的融合，则是802.11g迈向802.11n的关键因素。

理论上，作为高速无线局域网核心的OFDM技术，适当选择各载波的带宽和采用纠错编码技术可以完全消除多径衰落对系统的影响。因此如果没有功率和带宽的限制，可以用OFDM技术实现任何传输速率。而采用其他技术，当数据速率增加到某一数值时信道的频率选择性衰落会占据主导地位，此时无论怎样增加发射功率也无济于事。这正是OFDM技术适用于高速无线局域网的原因。实际上，为了进一步增加系统的容量，提高系统传输速率，使用多载波调制技术的无线局域网需要增加载波的数量，这会增加系统复杂度，增大系统带宽，对目前带宽受限和功率受限的无线局域网系统不太适合。而MIMO无线技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，因此将MIMO无线技术与OFDM技术相结合是下一代无线局域网发展的趋势。所以，OFDM系统非常适合使用MIMO无线技术来提高容量。

结论

从以上分析我们可以看出MIMO和OFDM在各自的应用领域有各自的优点，MIMO系统可以抗多径衰落，但对于频率选择性衰落，MIMO仍是无能为力，现在一般采用均衡技术来解决MIMO系统中的频率选择性衰落。还有一种就是OFDM技术，OFDM被认为是下一代移动通信中的核心技术。4G需要高的频谱利用率的技术，但OFDM提高频谱利用率的能力毕竟有限。如果结合MIMO无线技术，可以在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。MIMO+OFDM技术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，如果把合适的数字信号处理技术应用到MIMO+OFDM系统中能更好的增强系统的稳定性。另外，OFDM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OFDM系统依靠MIMO无线技术消除阴影效应。

篇3：MIMO无线技术研究网络知识

作者：叶卓映耿国桐吴伟陵近来， MI MO无线系统以其在容量和性能上的巨大潜能吸引了广大研究人员的关注，本文对MIMO无线系统这一热点问题进行概述。首先介绍MIMO无线链接巨大潜能的背景、原理以及实现MIMO优点的各种技术和算法。然后介绍了MIMO在3G中

作者：叶卓映耿国桐吴伟陵

近来，MIMO无线系统以其在容量和性能上的巨大潜能吸引了广大研究人员的关注。

本文对MIMO无线系统这一热点问题进行概述。首先介绍MIMO无线链接巨大潜能的背景、原理以及实现MIMO优点的各种技术和算法。然后介绍了MIMO在3G中应用的问题。

关键词MIMO空间复用空时编码

近来，多入多出(MIMO)数字通信作为现代通信一个最重要的技术突破吸引了广大研究人员的关注。在解决未来无线网络密集型业务容量瓶颈的新近技术中，MIMO技术显得非常突出。其实，在发明MIMO技术后的几年后，这项技术就有向标准驱动的无线网络产品大规模渗透的势头，例如宽带无线接入系统、无线局域网、3G等等。

本文对MIMO这一新的无线通信系统进行概述。介绍了MIMO无线链接巨大潜能的背景、原理、实现MIMO优点的各种技术和算法及MIMO在3G中应用的问题。

1 MIM0系统的原理

MIMO的定义非常简单。移动通信中的MIMO技术指的是利用多根发射天线和多根接收天线进行无线传输的技术，使用这种技术的无线通信系统即为MIMO系统。当天线相互之间有足够远的距离，各根发射天线到各根接收天线之间的信号传输可以看成是相互独立的，所采用的多根天线可以称为分立式多天线，如应用于空间分集的多根天线就是这种情况。如果各根天线相互之间很近，各根发射天线到各根接收天线之间的信号传输可以看成是相关的，所采用的多根天线称为集中式多天线，如智能天线中的天线阵列。在一般的智能天线技术中，只有发信机或者收信机配备多根天线，较为典型的是基站配备多根天线，因为一般认为在基站比移动电话更能承担额外的成本和空间。传统上，智能天线的智能性体现在权重选择算法而不是编码上，基于分立式天线空时码的研究正在改变这个观点。本文讨论的MIMO技术特指基于分立式天线的MIMO技术。

MIMO的思想是把收发端天线的信号进行合并，以改进每个MIMO用户的通信质量和速率。运营商可以利用这个优点极大地提高网络的服务质量以增加收入。传统上认为多径传播是无线传输的一个缺陷，而MIMO系统的主要特征就是把多径传播转变成为对用户有利的因素。MIMO有效地利用随机衰落来提高传输速率。因此，MIMO成功的主要原因是，MIMO可以极大地提高无线通信性能，不需要以频谱为代价。MIMO技术还促使了其它很多领域的进步，如信道建模、信息论和编码、信号处理、天线设计、固定网和移动网的多天线蜂窝设计。

1.1MIMO系统的具体模型

数字信源以二进制数据流形式进入一个发射模块，这个模块包括错误控制编码功能和映射复调制符号功能。映射功能产生几个单独的符号流，这几个符号流之间可以是独立的、部分冗余的或完全冗余，

每个符号流映射到其中一根发射天线上。映射可能会包括天线元的线性空间加权或者线性天线空时预编码。经过上频转换、滤波和放大，信号发射到无线信道。接收端使用多根天线捕获信号。为了恢复消息，进行解调和去映射操作。在选择编码和天线映射算法时，智能层次、复杂度和先验信道信息认识有很大的不同，这依赖于具体应用。

1.2实现MIMO优点的各种技术和算法

贝尔实验室最早提出了基于空间复用的分层空时码技术，它可在中高信噪比下实现最高达30b/s/Hz的传输效率。Tarokh提出了空时格码技术，它把编码调制与分集综合考虑，提出了构造准静态瑞利衰落信道下满分集增益和高编码增益的系列准则。为了减少接收端复杂度，Tarokh等又提出了空时分组码技术。空时分组码技术在发送端对几个连续发送符号作简单的正交编码，接收端只要采用线性合并就可以获得最大似然译码，实现最大的发送分集增益。以上提到的几种技术各有优缺点。

2 3G中的MIMO应用

目前，对MIMO技术的研究工作已经进入了一个相对成熟的阶段。3G中MIMO方案的标准化工作已经开始，主要是在国际电信联盟和3GPP的论坛上进行。对MIMO进行补充的许多技术用来改进吞吐量、性能和频谱效率，正引起研究人员的高度重视，特别是那些对3G增强的技术，例如高速数字分组接入(HSDPA)、自适应调制与编码、混合ARQ等等。但至今为止，MIMO在蜂窝系统中还很少商业实现。除了多人单出的纯发分集方案，目前3G还没有采用任何的MIMO方案。下面讨论影响MIMO系统大规模商业化的两个主要因素。

第一个因素是天线问题。在MIMO的系统设计中，天线的数目和间距是很重要的系统参数。具有多天线的基站更多地关注环境，因此，天线元的数目被限制在恰当的数目，比如说四根天线。而对于终端而言，1/2波长间距足够保证非相关衰落。可以设想终端天线的最大数为四根，当然，两根天线实现的可能性更大。间距参数对于实现MIMO的高频谱效率尤其重要。然而，对于手机而言，安装两根天线可能是个问题。这是因为目前手机设计的趋势是把天线放入盖子里以改进外表的吸引力，这就使得间隔的要求近乎苛刻。

第二个因素是接收机复杂度的问题。首先，接收机中对MIMO信道的估计使得复杂度增加。另外，复杂度还来自特别的RF、硬件和接收机高级分离算法。MIMO接收机应该是双模的，以支持非MIMO模式。在MIMO模式时，接收机的每根天线使用一个RF链路，另外还要有附加的基带操作，即用来消除空间干扰的空时合并器和检测器。这些附加需求使得四发四收MIMO系统的复杂度大约是单天线接收机的两倍。由于MIMO接收机环境的时延扩展带来的不同信道条件可能还需要均衡和干扰消除的处理，可能会进一步加大接收机的复杂度。

3 结束语

本文回顾了用于未来无线网络的MIMO技术的原理及其在3G中的应用。信息论表明MIMO的实现可以带来巨大的容量和性能增益。在实际中是完全还是部分获得容量和性能增益依赖于收发信号处理算法的合理设计。另外，要让MIMO算法成功用于商业标准依赖于在速率最大化和分集方案之间很好的折衷。还有，MIMO的成功还需要对更多更具体的MIMO信道进行良好的建模。

原文转自：www.ltesting.net

篇4：MIMO与OFDM：无线局域网核心技术分析

MIMO技术与OFDM技术相结合被视为下一代高速无线局域网的核心技术，本文全面分析了MIMO与OFDM技术在无线局域网中的应用，探讨了MIMO、OFDM中的关键技术，并展望了其发展前景。

1.引言

目前，IEEE802.11已成为无线局域网的主流标准。802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。其定义了单一的MAC层和多样的物理层，先后又推出了802.1lb，a和g物理层标准。802.1lb使用了CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11Mbit/s。但是传输速率超过11Mbit/s，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。因此，802.1l工作组为了推动无线局域网的发展，又引入0FDM调制技术。最近，刚刚正式批准的802.1lg标准采用OFDM技术，和802.1la一样数据传输速率可达54Mbit/s。另外，IEEE802.1la运行在5GHz的UNII频段上，采用OFDM技术。但是，它不能兼容IEEE802.11b的产品，对于现在市场上占统治地位的IEEE802.11b来说，不能兼容就意味着推广存在着巨大的困难;其次，由于无线电波传输的特性，在5GHz上运行的IEEE802.1la覆盖范围相对较小。

IEEE802.11g工作在2.4GHz频段上，能够与802.1lb的WIFI系统互相连通，共存在同一AP的网络里，保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.1lb产品的使用寿命，降低用户的投资。而对于今后要开展的在无线局域网中的多媒体业务来说，最高为54Mbit/s的数据速率还远远不够。

IEEE已经成立802.1ln工作小组，以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n。802.1ln采用了MIM00FDM技术，计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.1lg的54Mbit/s增加至108Mbit/s以上，最高速率可达320Mbit/s，成为802.1lb、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。

2.在无线局域网中应用的MIMO OFDM技术

2.1 OFDM技术

OFDM技术其实是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰。

在各个子信道中的这种正交调制和解调可以采用IFFT和FFT方法来实现，随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常容易实现的。快速傅里叶变换(FFI)的引入，大大降低了OFDM的实现复杂性，提升了系统的性能，OFDM发送接收机系统结构图2所示。无线数据业务一般都存在非对称性，即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因此无论从用户高速数据传输业务的需求，还是从无线通信自身来考虑，都希望物理层支持非对称高速数据传输，而OFDM容易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率，

目前，OFDM结合时空编码、分集、干扰(包括符号间干扰ISI和邻道干扰ICI)抑制以及智能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性。如再结合白适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术，可以使其性能进一步优化。

另外，同单载波系统相比，OFDM还存在一些缺点，易受频率偏差的影响，存在较高的峰值平均功率比(PAR)。

2.2MIMO(多输入多输出)技术

多入多出(MIMO)技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破。MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。普遍认为，MIMO将是新一代无线通信系统必须采用的关键技术。

在室内，电磁环境较为复杂，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使得实现无线信道的高速数据传输比有线信道困难。多径效应会引起衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIM0系统来说，多径效应可以作为一个有利因素加以利用。通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。图3所示为MIMO系统的原理图。传输信息流S(k)经过空时编码形成N个信息子流Ci(k)，i=l，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。

特别是，这N个子流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加带宽。若各发射接收天线间的通道响应独立，则MIMO系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。

MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而可实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。

系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出(MIMO)系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为公式(1)C=[min(M，N)]Blog2(ρ/2)(1)

其中B为信号带宽，ρ为接收端平均信噪比，min(M，N)为M，N的较小者。上式表明，功率和带宽固定时，MIMO的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。因此，MIMO技术对于提高无线局域网的容量具有极大的潜力。

2.3无线局域网中的MIMOOFDM技术

随着无线通信技术的飞速发展，人们对无线局域网性能和数据速率的要求也越来越高。IEEE802.1la和IEEE802.1lg协议标准支持的最高为54Mbit/s的数据速率显得有些低了。理论上来说，作为高速无线局域网核心的OFDM技术，只要适当选择各载波的带宽和采用纠错编码技术，多径衰落对系统的影响可以完全被消除。因此如果没有功率和带宽的限制，我们可以用OFDM技术实现任何传输速率。而其他技术就不具备这种特性，因为采用其他技术时，当数据速率最终增加到某一数值时信道的频率选择性衰落会占据主导地位，此时无论怎样增加发射功率也无济于事，这正是OFDM技术适用于高速无线局域网的原因;但从实际上来说，为了进一步增加系统的容量，提高系统传输速率，使用多载波调制技术的无线局域网需要增加载波的数量，而这种方法会造成系统复杂度的增加，并增大系统的带宽，这对今日的带宽受限和功率受限的无线局域网系统就不太适合了。而MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，因此将MIMO技术与OFDM技术相结合是适应下一代无线局域网发展要求的趋势。研究表明，在衰落信道环境下，OFDM系统非常适合使用MIMO技术来提高容量。

篇5：无线局域网技术概述

摘要：本文论述了近年来发展迅速的无线局域网技术，并通过实际工程案例，介绍了相关的知识。

前言

在这个“网络就是计算机”的时代，伴随着有线网络的广泛应用，以快捷高效，组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。

无线局域网的历史

说到无线网络的历史起源，可能比各位想像的还要早。无线网络的初步应用，可以追溯到五十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技，并且采用相当高强度的加密技术。当初美军和盟军都广泛使用这项技术。这项技术让许多学者得到了灵感，在1971年时，夏威夷大学（University of Hawaii）的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络，这被称作ALOHNET的网络，可以算是相当早期的无线局域网络（WLAN）。这最早的WLAN包括了7台计算机，它们采用双向星型拓扑（bi-directional star topology）,横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（Oahu Island）上。从这时开始，无线网络可说是正式诞生了。虽然目前几乎所有的局域网络（LAN）都仍旧是有线的架构，不过近年来无线网络的应用却日渐增加，主要应用在学术界（像是大学校园）、医疗界、制造业和仓储业等，而且相关的技术也一直在进步，对企业而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜了。

篇6：无线局域网技术概述

无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。无线局域网的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps，传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。

1.无线局域网的优点

与有线网络相比，无线局域网具有以下优点：

安装便捷

一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

使用灵活

在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

经济节约

由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

易于扩展

无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。由于无线局域网具有多方面的优点，所以发展十分迅速。在最近几年里，无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。

篇7：无线局域网技术概述

1). IEEE 802.11标准

IEEE 802.11是在由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE 802.11规定了无线局域网在2.4GHz波段进行操作，这一波段被全球无线电法规实体定义为扩频使用波段。

8月，802.11标准得到了进一步的完善和修订，包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。另外还增加了两项内容，一是802.11a，它扩充了标准的物理层，频带为5GHz，采用QFSK调制方式，传输速率为6Mb/s－54Mb/s。它采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，并支持语音、数据、图像业务。这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。但是，采用该标准的产品目前还没有进入市场。另一种是802.11b标准，在2.4GHz频带，采用直接序列扩频（DSSS）技术和补偿编码键控(CCK)调制方式。该标准可提供11Mb/s的数据速率，还能够根据情况的变化，在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之间自动切换。它从根本上改变无线局域网设计和应用现状，扩大了无线局域网的应用领域，现在，大多数厂商生产的无线局域网产品都基于802.11b标准。

篇8：无线局域网技术概述

根据不同局域网的应用环境与需求的不同，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种：

1、网桥连接型：不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

2、基站接入型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。

3、HUB接入型：利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。

4、无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站（AP）、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现，其中以无线网卡最为普遍，使用最多。无线局域网的关键技术，除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术，如：调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术。

无线局域网的具体实现

笔者通过在实际工作中对无线局域网设备和技术实现有过较为深刻的接触。下面以广州凯创公司（Enterasys Networks）的RoamAbout 802.11系列无线局域网设备对无线局域网的具体实现加以简单介绍：

1． RoamAbout802.11设备简介：

Enterasys推出的RoamAbout无线网络解决方案，用于迅速、轻松和经济地建立无线LAN，它可以为用户提供类似以太网的可靠性能。RoamAbout 802.11系列产品由两部分组成：全功能交换接入点和2.4GHz直接序列扩频无线以太网PC卡。前者可以通过无屏蔽双绞线对，迅速而轻松地连接有线LAN；后者的功能类似于所有标准的有线以太网卡，但它使用射频而不是电缆来建立LAN连接。当用户在整个网络内漫游时，RoamAbout PC卡可以无缝地切换到不同接入点上，从而始终保持与网络的连接。

2．工程具体实现实例：

例1：某税务分局大楼内已建成一条有线

局域网，在分局大楼外有七个所需要通过无线局域网与大楼内的有线网相连接。分局大楼外的七个所，至分局最远距离15km，最近3km，其中有两个所在一栋建筑物内已建成一个小有线局域网，各所一般拥有2至4台工作站。我们采用的无线局域网产品工作在2.4GHz至2.4835GHz频率范围内，它要求两个通信点的天线之间最好没有物体遮挡，但由于大楼处于繁华地带，因此选择一个楼层较高的所作为无线局域网的中心站点。在中心站点上接入一个无线接入点AP-10D，其它各所通过接入一个站适配器SA-40D与中心站点的AP-10D进行通信，分局大楼内的有线局域网则通过接入一个无线网桥WB-10D与中心站点AP-10D进行通信。这样各所与分局所有站点对无线局域网的访问均通过中心站点的控制来实现，它们共享中心站点AP-10D的3M带宽。

例2：某集团公司各企业分布在不同的建筑物内办公，按常规设计必须专线连接，每月支付昂贵的月租费和维护费用，并且无法解决移动站点访问和存取公司网上信息。采用2.4GHz频段无线局域网产品，可以比较灵活地组成一体化企业网络，达到与专线相同的性能，并解决移动站点问题，且安装维护方便，不需交频率使用费。具体方法是使用无线接入点（AP）的桥接功能，一端与建筑物间天线相连，一端与有线网络Hub相连，这样把两栋大楼互相连接起来替代专线功能。周围移动站点通过无线接入点与公司有线网络互联，访问和存取公司信息。

结束语

无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势，但与有线网络相比，无线局域网也有很多不足。无线网络速率较慢、价格较高，因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络是互补的关系，而不是竞争；目前还只是有线网络的补充，而不是替换。但也应该看到，近年来，随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用！

篇9：无线局域网技术概述

在一个典型的无线局域网环境中，有一些进行数据发送和接收的设备，称为接入点(AP)。通常，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。在同时具有有线和无线网络的情况下，AP可以通过标准的Ethernet电缆与传统的有线网络相联，作为无线网络和有线网络的连接点。无线局域网的终端用户可通过无线网卡等访问网络。

无线局域网在室外主要有以下几种结构：点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。

● 点对点型

该类型常用于固定的要联网的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。

● 点对多点型

该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单；其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因

为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。

● 混合型

这种类型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时，综合使用上述几种类型的网络方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点采用中继方式。

无线局域网的室内应用则有以下两类情况

● 独立的无线局域网

这是指整个网络都使用无线通信的情形。在这种方式下可以使用AP，也可以不使用AP。在不使用AP时，各个用户之间通过无线直接互联。但缺点是各用户之间的通信距离较近，且当用户数量较多时，性能较差。

● 非独立的无线局域网

在大多数情况下，无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。我们把这种情况称为非独立的无线局域网。在这种配置下，多个AP通过线缆连接在有线网络上，以使无线用户即能够访问网络的各个部分。

其他相关概念

● 微单元和无线漫游

无线电波在传播过程中会不断衰减，导致AP的通讯范围被限定在一定的范围之内，这个范围被称为微单元。当网络环境存在多TAP，且它们的微单元互相有一定范围的重合时，无线用户可以在整个无线局域网覆盖区内移动，无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的AP，并通过这个AP收发数据，保持不间断的网络连接，这就称为无线漫游。

● 扩频

大多数的无线局域网产品都使用了扩频技术。扩频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无线通信技术。使用扩频技术，能够使数据在无线传输中完整可靠，并且确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。

● 直序扩频

所谓直接序列扩频，就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的'扩频信号还原成原来的信号。

● 跳频扩频

跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种扩频技术。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率按随机规律不断改变频率。接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。

跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰的性能越好，军用的跳频系统可以达到每秒上万跳。实际上移动通信GSM系统也是跳频系统。出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳频系统实现简单，因此低速无线局域网常常采用这种技术。

无线局域网的应用

基于无线局域网具有的诸多优点，它可广泛应用于下列领域：

1.接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真。

2.难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。

3.频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。