智能网络新MIMO架构天线助Wi-Fi、LTE提速的设计方案

伴随无线技术的快速演进，智能手机的网络传输性能将有望大幅提升。据悉，支持2×2 MIMO(多重输入多重输出)天线的802.11ac手机芯片，以及4×4 LTE MIMO天线解决方案已经推出，突破以往手机采用1×1 MIMO天线的效能限制，可减轻系统功耗和信号干扰问题。

新天线方案提升移动通讯品质

一般来说，提升手机数据传输效能的方法不外乎扩充频宽和增加天线两大方向，但对手机制造商而言，要在极精巧的有限空间里容纳两组或四组MIMO天线，并隔开一定距离以避免信号互相干扰情形，几乎是不可能的任务，这也导致了移动通讯品质迟迟没有大幅改善的重要原因。

不仅如此，除了3G或LTE天线外，在手机内部还须导入GPS(全球卫星定位系统)、Wi-Fi(无线网络)及蓝牙天线等，这就更加压缩了设计空间。因此由于空间不足成为制约手机导入MIMO天线，优化移动通讯效能的最大阻碍。

对此有无线设备商已研发出iMAT(Isolated Mode Antenna Technology，隔离模式天线技术)技术，可有效隔离不同天线间的干扰，并自动辨认不同的射频(RF)信号做最佳处理，进而协助系统厂商缩短天线之间的距离，实现印刷电路板上的布局弹性与空间效益。

在今年的2014年MWC大展中，就已经出现了支持4×4 LTE MIMO天线的方案，可支持LTE-Advanced双频载波聚合架构，将手机移动通讯传输速率提升至600Mbps的水平。同时，三频载波聚合方案也已在研发进程中了。

与此同时，手机Wi-Fi天线布局也同样面临空间吃紧的问题，因而难以实现新一代802.11ac标准达到1Gbps以上的传输速率。而博通也利用传输波束成形(Transmit Beamforming，TxBF)技术，及先进的天线与RF信号实体层设计，推出了支持2×2 MIMO架构的802.11ac移动端方案。

据悉，相较于目前智能手机采用的1x1 MIMO架构，2×2 MIMO将能提高一倍的Wi-Fi性能，并同步节省25%的Wi-Fi信号收发功耗。

据市场研究机构Mobile Experts报告指出，搭载4×4 MIMO天线的LTE手机将于今年逐步兴起，并将在2018年增长至三亿五千万台的出货量规模。

什么是MIMO技术?

那么究竟什么是MIMO技术呢?通俗的说就是为了提升无线信号的传输质量，而利用多个天线将无线信号进行同步收发的无线技术。MIMO(Multi-input Multi-output，多输入多输出)技术在维基百科中定义是一种用来描述多天线无线通信系统的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息。

MIMO多进多出无线技术

在现在主流的802.11n无线产品中，MIMO架构是标志性的无线技术之一。在无线通信领域中，MIMO技术中的智能天线技术是具有相当重要意义的，该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的吞吐量、传送距离和频谱利用率。

应该说，一个无线通信系统只要其发射端和接收端同时都采用了多个天线(或者天线阵列)，就构成了一个无线MIMO系统。MIMO技术采用空间复用技术对无线信号进行处理后，数据通过多重切割之后转换成多个平行的数据子流，数据子流经过多副天线同步传输，在空中产生独立的并行信道传送这些信号流;为了避免被切割的信号不一致，在接收端也采用多个天线同时接收，根据时间差的因素将分开的各信号重新组合，还原出原本的数据。

使用MIMO技术的好处是，可以通过增大天线的数量来传输信息子流，将多个数据子流同时发送到信道上，各发射信号占用同一频带，从而在不增加频带宽度的情况下增加频谱利用率。经测试，采用MIMO技术的无线局域网频谱利用率可达到20-40bps/Hz，非常适合在室内环境下的无线网络系统中应用。

综上所述，使用MIMO技术后，可以令无线信号的传输距离、天线的接受范围进一步扩大，信号抗干扰性更强，无线传输更为精准快速。而前面针对提升手机在LTE或WiFi环境下的通讯品质，而推出的新式MIMO架构天线方案，无疑为用户带来了更流畅、快速的无线应用体验。

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