與現(xiàn)有的IEEE802.11a/b/g系統(tǒng)相比，IEEE802.11n系統(tǒng)確保具有增大的數(shù)據(jù)速率、更佳的頻譜效率、更高質(zhì)量和更具魯棒性的系統(tǒng)。為了支持這些需求，業(yè)界已經(jīng)提出了幾種設(shè)計(jì)思路。

通過把802.11a/g系統(tǒng)中采用的54個(gè)副載波數(shù)量增加到114個(gè)，就可以增大數(shù)據(jù)速率。可是，該方法占用的頻譜比現(xiàn)在要多兩倍有余，并且不會(huì)增加魯棒性或頻譜效率。

因此，IEEE 802.11n標(biāo)準(zhǔn)中決定采用MIMO技術(shù)。MIMO是針對(duì)多天線無線發(fā)射和接收的一系列技術(shù)，它能夠增加同一占用帶寬內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)吞吐量、可以提高通信的質(zhì)量并容許極大地提高頻譜效率。

盡管MIMO技術(shù)為系統(tǒng)性能帶來了實(shí)際的好處，但是，它也增加了設(shè)計(jì)和系統(tǒng)評(píng)估及驗(yàn)證中面臨的挑戰(zhàn)。有必要考慮采用新的測(cè)量技術(shù)來測(cè)試MIMO系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)MIMO系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

有很多方法可以實(shí)現(xiàn)MIMO處理，包括MIMO多路技術(shù)、MIMO分集及其它技術(shù)。IEEE 802.11n將采用空分多路技術(shù)(SDM)，它是MIMO多路技術(shù)的一種形式。

通過采用多天線和專用編碼機(jī)制，可以改善分集增益和提高吞吐量。理論上說，增加天線分支的數(shù)量就能夠使數(shù)據(jù)吞吐量隨著天線對(duì)數(shù)量的增加呈幾何增長。IEEE 802.11n將支持最多4個(gè)發(fā)射天線。

盡管存在多種MIMO配置，本文將分析2X2 MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用(兩個(gè)發(fā)射天線和兩個(gè)接收天線)。

圖1所示為2X2 MIMO系統(tǒng)中數(shù)據(jù)包從基帶到多路天線的連續(xù)多路過程。每一路天線上傳輸不同的數(shù)據(jù)包(Tx1和Tx2)，并且信號(hào)在自由空間環(huán)境中合成。空間分集和多徑傳播是實(shí)現(xiàn)MIMO的關(guān)鍵單元，也是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要挑戰(zhàn)。在系統(tǒng)的接收端，多傳輸路徑的合成信號(hào)在每一個(gè)接收天線(Rx1和Rx2)上被接收。

天線分支之間的信道特性是不一樣的。物理分隔距離(空間分集)和天線分支之間的空間衰落相關(guān)系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量有影響。要特別注意每一個(gè)天線位置的設(shè)計(jì)以使空間衰落相關(guān)系數(shù)最小。在接收機(jī)(Rx1和Rx2)中，Tx1和Tx2信號(hào)必須從每一個(gè)接收信號(hào)中分離，以使發(fā)射信號(hào)被恢復(fù)為原始的Tx1和Tx2信號(hào)。通過增加接收天線的數(shù)量，就可能改善傳輸?shù)馁|(zhì)量。

提高M(jìn)IMO系統(tǒng)傳輸效率的關(guān)鍵性能參數(shù)是：接收機(jī)利用每一個(gè)信道不同的傳播特性分離傳輸信號(hào)所達(dá)到的精度有多少？

設(shè)計(jì)工程師不僅要考慮發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的特性，還必須設(shè)計(jì)能夠容許信道傳播特性變化的系統(tǒng)架構(gòu)。在一個(gè)典型的環(huán)境中(辦公室或家庭)，信道傳播特性會(huì)隨著“移動(dòng)干擾源”—如在室內(nèi)來回走動(dòng)的人—而隨時(shí)變化。

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