我們?cè)谠S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(hào)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(hào)更好，但是MIMO到底能不能讓手機(jī)接收信號(hào)變好、MIMO是以什么樣的工作原理改善信號(hào)質(zhì)量的，這些對(duì)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(hào)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L(zhǎng)TE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(gè)發(fā)射天線和接收天線，它與傳統(tǒng)的信號(hào)處理方式的不同之處在于其同時(shí)從時(shí)間和空間兩個(gè)方面研究信號(hào)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(hào)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(qǐng)注意是物理層技術(shù)。

再說這個(gè)之前，需要提到一個(gè)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(duì)，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(gè)電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號(hào)與噪聲的比例。這里面的信號(hào)指的是來自設(shè)備外部需要通過這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行處理的電子信號(hào)，噪聲是指經(jīng)過該設(shè)備后產(chǎn)生的原信號(hào)中并不存在的無規(guī)則的額外信號(hào)(或信息)，并且該種信號(hào)并不隨原信號(hào)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(gè)單信道的組合。

我們?cè)O(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(hào)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(huì)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(jiǎn)單的將其理解為木桶短板效應(yīng)。能接收到的信號(hào)質(zhì)量取決于N、M中較小的那一個(gè)，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(gè)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(hào)時(shí)，制作同一個(gè)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(hào)，然后解調(diào)、解碼，將同一數(shù)據(jù)流的不同接收信號(hào)合并，還原為初始數(shù)據(jù)，這個(gè)過程我們一般稱其為空間分集，將信號(hào)分開傳輸，這樣可以保證信號(hào)的可靠性。

當(dāng)然，如果多天線把一個(gè)高速的數(shù)據(jù)流分割為幾個(gè)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(hào)，然后解調(diào)、解碼，將幾個(gè)數(shù)據(jù)流合并，還原初始信號(hào)，這個(gè)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(gè)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(guó)移動(dòng)B41專屬?

工作原理我們知道了，那么這個(gè)MIMO技術(shù)在實(shí)際生活中的工作場(chǎng)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(yíng)商基站側(cè)配備有兩個(gè)天線進(jìn)行雙數(shù)據(jù)流傳輸，此時(shí)手機(jī)終端的兩個(gè)接收天線對(duì)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(gè)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?，是路變寬了而不是換了條路。

現(xiàn)在網(wǎng)上有個(gè)說法，說是4*4 MIMO技術(shù)只支持移動(dòng)的B41頻段，并稱中國(guó)聯(lián)通、電信沒有4*4 MIMO，因?yàn)檫@個(gè)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(dòng)B41頻段?中國(guó)聯(lián)通、電信都沒有?

首先，從MIMO技術(shù)的原理來看，這個(gè)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(guó)移動(dòng)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(gè)頻段，比如中國(guó)移動(dòng)有D、E、F等頻段，聯(lián)通電信也有好幾個(gè)頻段...

許多網(wǎng)友表示這個(gè)技術(shù)是中國(guó)移動(dòng)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(guó)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(guó)移動(dòng)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(huì)有只有中國(guó)移動(dòng)B41頻段支持4*4 MIMO這個(gè)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(guó)移動(dòng)B41頻段”，這個(gè)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(guó)移動(dòng)有終端強(qiáng)制要求，1500元以上價(jià)位的入網(wǎng)終端必須支持，但不意味著其它運(yùn)營(yíng)商沒有。”

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(guó)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(guó)移動(dòng)B41頻段”這個(gè)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(yíng)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(guó)移動(dòng)B41頻段專屬的相關(guān)言辭。