基于MIMO的空間分集技術(shù)專利技術(shù)綜述

【摘要】 基于MIMO（Multiple Input Multiple Output）的空間分集技術(shù)是LTE 系統(tǒng)支持的關(guān)鍵技術(shù)之一，是未來(lái)通信發(fā)展的核心技術(shù)。MIMO技術(shù)通過(guò)在發(fā)射端和接收端同時(shí)配置多個(gè)接收天線，利用多天線來(lái)抑制信道衰落，大幅度地提高信道容量。本文從不同層面考慮，分析了接收分集和發(fā)射分集的相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)分析了虛擬MIMO的相關(guān)技術(shù)分支，并對(duì)涉及到的專利申請(qǐng)按照申請(qǐng)人或者不同的技術(shù)分支做了歸類(lèi)，闡述了基于MIMO的空間分集技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，總結(jié)歸納了涉及各項(xiàng)技術(shù)分支的專利申請(qǐng)時(shí)間，為后續(xù)審查提供了有效幫助。

【關(guān)鍵詞】 MIMO 空間分集 虛擬MIMO

一、引言

空間分集用于在無(wú)線信道中抵抗衰落，主要原理是利用空間信道的弱相關(guān)性，結(jié)合時(shí)間、頻率上的選擇性，提供更多的信號(hào)傳遞副本來(lái)保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，從而改善接收信?hào)的信噪比?？臻g分集是目前使用最多的分集形式，空間分集技術(shù)是在不犧牲信號(hào)頻率帶寬和保證數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)獲得分集增益，因而得到了廣泛的應(yīng)用。MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術(shù)是LTE 系統(tǒng)支持的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過(guò)在發(fā)射端和接收端同時(shí)配置多個(gè)接收天線，可以大幅度地提高信道容量。

空間分集可分為接收分集和發(fā)射分集：

接收分集：接收分集是在接收端利用多個(gè)間隔一定距離的天線接收攜帶同一信息的多徑信號(hào)，并采用合并技術(shù)來(lái)獲得較好的信號(hào)質(zhì)量。

發(fā)射分集：發(fā)射分集是利用多副天線發(fā)射信號(hào)，并把發(fā)射信號(hào)設(shè)計(jì)成在不同的信道中保持獨(dú)立的衰落。

MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術(shù)是LTE 系統(tǒng)支持的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過(guò)在發(fā)射端和接收端同時(shí)配置多個(gè)接收天線，可以大幅度地提高信道容量。該技術(shù)被認(rèn)為是一種新型的“智能天線”技術(shù)，它利用多天線來(lái)抑制信道衰落。因此，基于MIMO的空間分集技術(shù)是同時(shí)利用發(fā)射分集和接收分集的技術(shù)，是目前LTE系統(tǒng)中抗衰落的重要技術(shù)。

二、分集技術(shù)

基于MIMO的空間分集技術(shù)是同時(shí)利用發(fā)射分集和接收分集的技術(shù)，下面分別從接收方和發(fā)送方考慮分析相應(yīng)的分集技術(shù)。

2.1接收分集

基于MIMO的空間分集技術(shù)，從接收方一端考慮，采用接收分集的技術(shù)。

2.2發(fā)射分集

基于MIMO的空間分集技術(shù)，從發(fā)送方一端考慮，采用發(fā)射分集的技術(shù)。根據(jù)基站端是否需要下行鏈路的反饋信息，可以把發(fā)射分集分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩類(lèi)。

開(kāi)環(huán)發(fā)射分集：系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，分集性能不受信道變化影響。

閉環(huán)發(fā)射分集：移動(dòng)端向基站反饋下行鏈路的信道狀況，基站根據(jù)移動(dòng)站反饋的下行鏈路信息計(jì)算對(duì)每個(gè)移動(dòng)端的發(fā)射權(quán)重，進(jìn)行發(fā)射功率的分配。

三、虛擬MIMO技術(shù)

利用MIMO的空間分集技術(shù)時(shí)，對(duì)天線間的距離有限制；如何實(shí)現(xiàn)虛擬的MIMO技術(shù)是非常關(guān)鍵的。實(shí)現(xiàn)虛擬的MIMO技術(shù)分為有協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)和無(wú)協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)。虛擬MIMO技術(shù)分為有協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)和無(wú)協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)，目前的專利申請(qǐng)量來(lái)說(shuō)，主要涉及的是無(wú)協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)。

3.1 有協(xié)作通信方式

有協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)指的是用戶之間的數(shù)據(jù)可以相互共享，從而通過(guò)相互協(xié)作向基站發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)提高通信質(zhì)量。有協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)涉及復(fù)雜的算法，專利申請(qǐng)相對(duì)較少，大部分是高校申請(qǐng)，涉及公司和個(gè)人的申請(qǐng)不足百件。

在涉及有協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)的專利申請(qǐng)中，高校占了很大的比例，因此，在涉及該項(xiàng)技術(shù)的專利審查時(shí)，可以優(yōu)先從高校入手，在檢索對(duì)比文件時(shí)，可以先在非專利庫(kù)進(jìn)行檢索，會(huì)取得事半功倍的效果。

3.2 無(wú)協(xié)作通信方式

無(wú)協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)指的是用戶之間的數(shù)據(jù)不能相互分享，而是各自向基站發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)流，是應(yīng)用范圍更廣的通信方式。

近幾年的專利申請(qǐng)來(lái)看，華為，中興仍然是該項(xiàng)技術(shù)的主要申請(qǐng)人，兩者的申請(qǐng)量之和占比為80%，高校申請(qǐng)量較多的為北京郵電大學(xué)，西安電子科技大學(xué)，成都電子科技大學(xué)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也有涉及，涉及最多的是中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司。因此，對(duì)于無(wú)協(xié)作通信方式的虛擬MIMO技術(shù)來(lái)說(shuō)，在后續(xù)審查中，可以對(duì)上述申請(qǐng)人進(jìn)行有針對(duì)性的檢索。

四、總結(jié)

本文圍繞基于MIMO的空間分集技術(shù)，從不同層面進(jìn)行了分支技術(shù)的劃分。分別從接收方和發(fā)送方進(jìn)行考慮，闡述了接收分集和發(fā)射分集的相應(yīng)技術(shù)，針對(duì)涉及不同技術(shù)方案的專利申請(qǐng)，可以從不同的思路著手，為后續(xù)審查理清思路，提高檢索效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]MIMO-OFDM 系統(tǒng)載波同步的空間分集算法*，彭端等，《電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)》第12卷第3期，2007.6