MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术,即多入多出技术,指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量,显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
在4G通信中,MIMO天线数量较少,多为4个或者8个,天线数量少就限制了4G网络的通信容量。
5G在4G研究的基础上,提出了大规模MIMO(massive MIMO)的概念,就是在基站端安装几百根天线(128根、256根或者更多),从而实现几百个天线同时发数据,而理论上的通信容量则是无限的。
大规模MIMO技术指基站天线数目庞大,而用户终端采用单天线接收的通信方式,可作为目前移动通信系统的一种平滑的过渡方式,即不必大面积更新用户的终端设备,通过对基站的改造,提高系统的频谱利用率。
大规模MIMO的优点:
第一、大规模MIMO的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强,能深度挖掘空间维度资源,使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信,从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。
第二、大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内,从而大幅度降低干扰。
第三、当天线数量足够大时,最简单的线性预编码和线性检测器趋于最优,并且噪声和不相关干扰都可忽略不计。
第四、可大幅降低发射功率,从而提高功率效率。