新MIMO架構(gòu)天線方案 助Wi-Fi、LTE提速

伴隨無線技術(shù)的快速演進(jìn)，智能手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能將有望大幅提升。據(jù)悉，支持2×2 MIMO（多重輸入多重輸出）天線的802.11ac手機(jī)芯片，以及4×4 LTE MIMO天線解決方案已經(jīng)推出，突破以往手機(jī)采用1×1 MIMO天線的效能限制，可減輕系統(tǒng)功耗和信號干擾問題。

新天線方案提升移動通訊品質(zhì)

一般來說，提升手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸效能的方法不外乎擴(kuò)充頻寬和增加天線兩大方向，但對手機(jī)制造商而言，要在極精巧的有限空間里容納兩組或四組MIMO天線，并隔開一定距離以避免信號互相干擾情形，幾乎是不可能的任務(wù)，這也導(dǎo)致了移動通訊品質(zhì)遲遲沒有大幅改善的重要原因。

不僅如此，除了3G或LTE天線外，在手機(jī)內(nèi)部還須導(dǎo)入GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、Wi-Fi（無線網(wǎng)絡(luò)）及藍(lán)牙天線等，這就更加壓縮了設(shè)計空間。因此由于空間不足成為制約手機(jī)導(dǎo)入MIMO天線，優(yōu)化移動通訊效能的最大阻礙。

對此有無線設(shè)備商已研發(fā)出iMAT（Isolated Mode Antenna Technology，隔離模式天線技術(shù)）技術(shù)，可有效隔離不同天線間的干擾，并自動辨認(rèn)不同的射頻（RF）信號做最佳處理，進(jìn)而協(xié)助系統(tǒng)廠商縮短天線之 間的距離，實現(xiàn)印刷電路板上的布局彈性與空間效益。

在今年的2014年MWC大展中，就已經(jīng)出現(xiàn)了支持4×4 LTE MIMO天線的方案，可支持LTE-Advanced雙頻載波聚合架構(gòu)，將手機(jī)移動通訊傳輸速率提升至600Mbps的水平。同時，三頻載波聚合方案也已在研發(fā)進(jìn)程中了。

與此同時，手機(jī)Wi-Fi天線布局也同樣面臨空間吃緊的問題，因而難以實現(xiàn)新一代802.11ac標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到1Gbps以上的傳輸速率。而博通也利用傳 輸波束成形（Transmit Beamforming，TxBF）技術(shù)，及先進(jìn)的天線與RF信號實體層設(shè)計，推出了支持2×2 MIMO架構(gòu)的802.11ac移動端方案。

據(jù)悉，相較于目前智能手機(jī)采用的1x1 MIMO架構(gòu)，2×2 MIMO將能提高一倍的Wi-Fi性能，并同步節(jié)省25%的Wi-Fi信號收發(fā)功耗。

據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Mobile Experts報告指出，搭載4×4 MIMO天線的LTE手機(jī)將于今年逐步興起，并將在2018年增長至三億五千萬臺的出貨量規(guī)模。

什么是MIMO技術(shù)？

那么究竟什么是MIMO技術(shù)呢？通俗的說就是為了提升無線信號的傳輸質(zhì)量，而利用多個天線將無線信號進(jìn)行同步收發(fā)的無線技術(shù)。MIMO（Multi- input Multi-output，多輸入多輸出）技術(shù)在維基百科中定義是一種用來描述多天線無線通信系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)模型，能利用發(fā)射端的多個天線各自獨立發(fā)送信 號，同時在接收端用多個天線接收并恢復(fù)原信息。

MIMO多進(jìn)多出無線技術(shù)

　　在現(xiàn)在主流的802.11n無線產(chǎn)品中，MIMO架構(gòu)是標(biāo)志性的無線技術(shù)之一。在無線通信領(lǐng)域中，MIMO技術(shù)中的智能天線技術(shù)是具有相當(dāng)重要意義的，該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的吞吐量、傳送距離和頻譜利用率。

應(yīng)該說，一個無線通信系統(tǒng)只要其發(fā)射端和接收端同時都采用了多個天線（或者天線陣列），就構(gòu)成了一個無線MIMO系統(tǒng)。MIMO技術(shù)采用空間復(fù)用技術(shù) 對無線信號進(jìn)行處理后，數(shù)據(jù)通過多重切割之后轉(zhuǎn)換成多個平行的數(shù)據(jù)子流，數(shù)據(jù)子流經(jīng)過多副天線同步傳輸，在空中產(chǎn)生獨立的并行信道傳送這些信號流;為了避 免被切割的信號不一致，在接收端也采用多個天線同時接收，根據(jù)時間差的因素將分開的各信號重新組合，還原出原本的數(shù)據(jù)。

使用MIMO技術(shù)的好處是，可以通過增大天線的數(shù)量來傳輸信息子流，將多個數(shù)據(jù)子流同時發(fā)送到信道上，各發(fā)射信號占用同一頻帶，從而在不增加頻帶寬度 的情況下增加頻譜利用率。經(jīng)測試，采用MIMO技術(shù)的無線局域網(wǎng)頻譜利用率可達(dá)到20-40bps/Hz，非常適合在室內(nèi)環(huán)境下的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用。

綜上所述，使用MIMO技術(shù)后，可以令無線信號的傳輸距離、天線的接受范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，信號抗干擾性更強(qiáng)，無線傳輸更為精準(zhǔn)快速。而前面針對提升手機(jī) 在LTE或WiFi環(huán)境下的通訊品質(zhì)，而推出的新式MIMO架構(gòu)天線方案，無疑為用戶帶來了更流暢、快速的無線應(yīng)用體驗。