我們在許多手機(jī)的參數(shù)配置中都看到過，該手機(jī)支持4*4 MIMO技術(shù)，可以大大提升手機(jī)信號等等。

不過，終端制造商沒有過多的解釋什么是4*4 MIMO，消費(fèi)者也只是記住了MIMO技術(shù)能讓手機(jī)信號更好，但是MIMO到底能不能讓手機(jī)接收信號變好、MIMO是以什么樣的工作原理改善信號質(zhì)量的，這些對消費(fèi)者而言，并不是很清楚。

那么到底什么是MIMO呢?它真的能讓手機(jī)信號變得更好嗎?

答案是真的能。

何為MIMO?

MIMO多天線技術(shù)是LTE大幅提升吞吐率的物理層關(guān)鍵技術(shù)，MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)一起并稱為LTE的兩大最重要物理層技術(shù)，前者是多天線技術(shù)，后者是正交頻分復(fù)用技術(shù)。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，它與傳統(tǒng)的信號處理方式的不同之處在于其同時從時間和空間兩個方面研究信號的處理問題，從而能夠在不增加帶寬與發(fā)射功率的前提下，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率、減少誤比特率、改善無線信號的傳送質(zhì)量。

正如前文所說，MIMO是多天線技術(shù)，是LTE的物理層技術(shù)之一，請注意是物理層技術(shù)。

再說這個之前，需要提到一個公式——香農(nóng)公式。

C=B*log2(1+S/N)

上面的公式中，香農(nóng)給出了單發(fā)射天線、單接收天線的SISO無線信道的極限容量公式。SISO與MIMO相對，MIMO是多輸入多輸出，SISO是單輸入單輸出。

B為信道帶寬，S/N為接收端信噪比(一個電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號與噪聲的比例。這里面的信號指的是來自設(shè)備外部需要通過這臺設(shè)備進(jìn)行處理的電子信號，噪聲是指經(jīng)過該設(shè)備后產(chǎn)生的原信號中并不存在的無規(guī)則的額外信號(或信息)，并且該種信號并不隨原信號的變化而變化，單位為dB)。

由香農(nóng)公式我們可以得知，提高SNR或增加帶寬可以增加無線信道容量。但發(fā)射功率和帶寬都是有一定限度的。在一定帶寬條件下，SISO無論采用什么樣的編碼和調(diào)制方式，系統(tǒng)容量都不可能超過香農(nóng)公式極限。目前廣泛使用的Turbo碼、LDPC碼，使信道容量逼近了信道容量極限。

這里需要注意的是，LTE中多天線技術(shù)沒有突破香農(nóng)公式定義的極限，而是相當(dāng)于多個單信道的組合。

我們設(shè)定N是發(fā)射天線數(shù)量，M是接收天線數(shù)量，MIMO是一種多天線技術(shù)，那么其天線配置則可以表示為N*M;現(xiàn)有的天線配置有1*2(1收2發(fā))、2*2、2*4、4*4等。

假設(shè)發(fā)射端各天線發(fā)射獨(dú)立的等功率而且各信號滿足瑞利分布，根據(jù)MIMO系統(tǒng)的信道傳輸特性和香農(nóng)信道容量的計(jì)算方法，那么我們可以推導(dǎo)出平衰落MIMO系統(tǒng)信道容量近似表達(dá)式為：

C={min(N,M)}B*log2(S/2N)

min(N,M)指的是發(fā)射天線數(shù)量N和接收天線數(shù)量M中的最小者。

我們可以看到的是，MIMO系統(tǒng)容量會隨著發(fā)射端或接收端天線數(shù)中較小的一方min(N，M)的增加而線性增加。

2×2天線配置的MIMO系統(tǒng)和2×4天線配置的MIMO系統(tǒng)，其極限容量是差不多大的，因?yàn)椤癗”都是2，但是這并不是說“M”的“4”就沒有用。實(shí)際上，發(fā)射天線數(shù)量的翻倍，起到了分集作用，改善了接收端信噪比，增加了下行容量，提高了下行速率。

我們可以簡單的將其理解為木桶短板效應(yīng)。能接收到的信號質(zhì)量取決于N、M中較小的那一個，也就說你發(fā)射的再多，我接收天線的就這么幾根，其余都是浪費(fèi);或者你發(fā)射的就那么一點(diǎn)，我接收天線再多，也是白搭，不是很準(zhǔn)確，可以做這么一個理解。

再進(jìn)一步理解MIMO技術(shù)，可以分為兩部分。

當(dāng)多天線在發(fā)射信號時，制作同一個數(shù)據(jù)流的不同版本，分別在不同的天線進(jìn)行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送;接收機(jī)利用空間均衡器分離接收信號，然后解調(diào)、解碼，將同一數(shù)據(jù)流的不同接收信號合并，還原為初始數(shù)據(jù)，這個過程我們一般稱其為空間分集，將信號分開傳輸，這樣可以保證信號的可靠性。

當(dāng)然，如果多天線把一個高速的數(shù)據(jù)流分割為幾個速率較低的數(shù)據(jù)流，分別在不同的天線進(jìn)行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送。天線之間相互獨(dú)立，接收機(jī)利用空間均衡器分離接收信號，然后解調(diào)、解碼，將幾個數(shù)據(jù)流合并，還原初始信號，這個過程一般叫做空分復(fù)用，其目的是為了提高信息傳送效率。

空間分集和空分復(fù)用是MIMO技術(shù)中的兩個關(guān)鍵技術(shù)，保證了MIMO技術(shù)能為用戶面帶來更好的LTE速率感知——既可靠又高效。

4*4 MIMO技術(shù)，中國移動B41專屬?

工作原理我們知道了，那么這個MIMO技術(shù)在實(shí)際生活中的工作場景是怎么樣的呢?

小編做了一張圖，供大家參考。

上圖我們可以看到，2*2MIMO技術(shù)是指運(yùn)營商基站側(cè)配備有兩個天線進(jìn)行雙數(shù)據(jù)流傳輸，此時手機(jī)終端的兩個接收天線對雙數(shù)據(jù)流進(jìn)行接收;2*4 MIMO也是同樣的道理。

所謂的4*4 MIMO，無非就是基站4發(fā)手機(jī)4收，有4個數(shù)據(jù)流并發(fā)，與傳統(tǒng)2*2 MIMO相比速率翻倍，就好比雙車道變?yōu)樗能嚨酪粯樱锹纷儗捔硕皇菗Q了條路。

現(xiàn)在網(wǎng)上有個說法，說是4*4 MIMO技術(shù)只支持移動的B41頻段，并稱中國聯(lián)通、電信沒有4*4 MIMO，因?yàn)檫@個技術(shù)是跟“頻段有關(guān)”，那么問題來了，果真如此嗎?

我們來分別回答上述問題。

第一，4*4MIMO技術(shù)只支持移動B41頻段?中國聯(lián)通、電信都沒有?

首先，從MIMO技術(shù)的原理來看，這個技術(shù)跟頻段是沒有什么必然關(guān)系的，如果真的有關(guān)系，那么支持中國移動某一頻段的4*4 MIMO需要4根接收天線，支持電信的再來4根，支持聯(lián)通的再來4根，作為全網(wǎng)通手機(jī)而言，要支持三網(wǎng)的4*4 MIMO最少需要16根天線，而且只是支持其中一個頻段，比如中國移動有D、E、F等頻段，聯(lián)通電信也有好幾個頻段...

許多網(wǎng)友表示這個技術(shù)是中國移動B41頻段專屬，聯(lián)通、電信不支持，為此，小編特意咨詢了青島聯(lián)通內(nèi)部工作人員，得到的回復(fù)是：“現(xiàn)網(wǎng)的LTE都是4*4的”。

這也就是說，中國聯(lián)通的LTE基站是支持4*4 MIMO的，而且現(xiàn)網(wǎng)LTE基站都支持4*4 MIMO多天線技術(shù)，這也就印證了4*4 MIMO技術(shù)不是中國移動B41頻段專屬，該技術(shù)與頻段并沒有什么關(guān)系。

其次，為什么會有只有中國移動B41頻段支持4*4 MIMO這個說法呢?而且網(wǎng)上的搜索結(jié)果很多都是“4*4 MIMO只支持中國移動B41頻段”，這個說法是怎么來的呢?

我們可以參考一下知名電視媒體人，數(shù)碼博主的Vetrax囂張衛(wèi)視說法。

該博主表示，“能搜到B41明確支持是中國移動有終端強(qiáng)制要求，1500元以上價位的入網(wǎng)終端必須支持，但不意味著其它運(yùn)營商沒有?！?/p>

而青島聯(lián)通內(nèi)部工作人員也給出了相應(yīng)的回復(fù)，中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)LTE已經(jīng)是4*4 MIMO了，這也印證了“4*4 MIMO只支持中國移動B41頻段”這個說法不實(shí)，從而間接證實(shí)了該博主的“但不意味著其他運(yùn)營商沒有”這一說法。

其實(shí)我們可以這么理解，多了兩根接/收天線，難道就能改變手機(jī)或LTE基站所支持的頻段嗎?

總結(jié)：

我們從MIMO多天線技術(shù)的原理可以看出，從頭到尾都沒有提及MIMO技術(shù)跟頻段是有直接關(guān)系的，中興的MIMO技術(shù)資料小編也是找了許多，依舊沒有找到所謂的4*4MIMO技術(shù)是中國移動B41頻段專屬的相關(guān)言辭。