WiMAX技術(shù)的多天線技術(shù)
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對于未來移動通信系統(tǒng)而言，如何能夠在非視距和惡劣信道下保證高服務(wù)質(zhì)量(QoS)是一個關(guān)鍵問題，也是移動通信領(lǐng)域的研究重點。對于單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)，如果要滿足上述要求就需要較多的頻譜資源和復雜的編碼調(diào)制技術(shù)，而頻譜資源的有限和移動終端的特性都制約著SISO系統(tǒng)的發(fā)展，所以MIMO是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。MIMO技術(shù)主要有兩種表現(xiàn)形式，即空間復用和空時編碼。這兩種形式在WiMAX中都得到了應(yīng)用。WiMAX還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式，支持MIMO是協(xié)議中的一種可選方案。
2.3 AAS和MIMO的比較
AAS和MIMO都是802.16協(xié)議中提到的WiMAX的多天線技術(shù)，但其工作原理和應(yīng)用場景卻不盡相同，下面對這兩種技術(shù)加以比較。
(1)系統(tǒng)容量
AAS和MIMO都是利用多天線來增強傳輸信號，獲得相比于單天線而言額外的系統(tǒng)容量。AAS產(chǎn)生單個的能量非常集中的波束，從理論上講，系統(tǒng)的容量隨波束強度呈對數(shù)增長關(guān)系。在WiMAX系統(tǒng)中，對基本的SISO配置，基站的吞吐量為25 Mb/s，4陣元AAS相比SISO能提高吞吐量50%而達到33 Mb/s，8陣元AAS吞吐量能達到38 Mb/s，而MIMO系統(tǒng)的容量隨天線數(shù)目線性增長，2×2 MIMO系統(tǒng)的容量是SISO系統(tǒng)的2倍，4×4 MIMO系統(tǒng)的容量是2×2系統(tǒng)的2倍。因此MIMO比AAS能獲得更大的系統(tǒng)容量。
(2)移動性
802.16e相比于802.16d最大的改進之一便是支持移動環(huán)境，AAS是靠對信道準確可靠地估計來獲得波束形成的權(quán)值。在移動環(huán)境下信道變化很快，信道估計將變得很復雜，如在帶寬3.5 GHz、終端移動速率30 km/s的系統(tǒng)中，每毫秒需要做一次信道估計才能保證性能，系統(tǒng)開銷很大。因此在高速移動環(huán)境，AAS幾乎無法工作。而MIMO在發(fā)送端可以不需要信道信息，能夠適用于移動的環(huán)境。
(3)其他
由于AAS需要信道信息，所以在一定程度上限定了其工作模式必須是TDD，而MIMO無論在TDD還是在FDD模式下都可以正常使用。MIMO可以和正交頻分復用(OFDM)技術(shù)相結(jié)合來達到更好的性能，這也是未來移動通信技術(shù)的趨勢之一。
MIMO技術(shù)非常適合城市范圍內(nèi)多徑環(huán)境下的無線信號處理，包括提供空間分集以及多路信道并行傳輸，是提高WiMAX系統(tǒng)覆蓋范圍及吞吐量的合適技術(shù)。自適應(yīng)天線則有利于提高基站與運動物體的方向性空間增益以及對干擾信號的方向性抑制。不過，在城市多徑彌散的環(huán)境中，MIMO可能將會更受設(shè)備開發(fā)商的歡迎。所以說，MIMO技術(shù)更能適合WIMAX發(fā)展的需要，在WiMAX系統(tǒng)中必須要支持基本的MIMO工作機制才能和其他的技術(shù)兼容，才能使 WiMAX更具有競爭力。
3 結(jié)束語
隨著多媒體業(yè)務(wù)不斷地推陳出新，無線接入技術(shù)正呈現(xiàn)高帶寬和IP化的趨勢，游牧和移動寬帶接入將成為未來通信市場化的重要需求。WiMAX是為這一需求專門發(fā)展的寬帶無線接入技術(shù)，性能優(yōu)，效率高，成本低，通過靈活的體制配置可以滿足各種應(yīng)用場景的要求。
面對當前競爭激烈的無線通信市場，WiMAX要想站穩(wěn)腳步就必須采用先進的技術(shù)，在保持自己大容量、廣覆蓋、非視距傳輸和標準統(tǒng)一等優(yōu)勢的同時，快速地將現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢、擴大商用規(guī)模。在WiMAX的關(guān)鍵技術(shù)中，AAS和MIMO等多天線技術(shù)因能大大提高無線通信系統(tǒng)的能力而成為眾多WiMAX廠商關(guān)注的熱點之一。需要根據(jù)不同的場景選擇合適的多天線技術(shù)，使系統(tǒng)的性能達到最優(yōu)。同時更要關(guān)注多天線技術(shù)實際應(yīng)用的成本，以及和其他技術(shù)(如OFDM、OFDM等)的結(jié)合，使WiMAX面對長期演進(LTE)和無線接口演進(AIE)的競爭能夠異軍突起，成為真正解決最后一公里接入方式的最佳無線寬帶接入技術(shù)。
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