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MIMO（多输入多输出）是一种无线通信技术，它利用多个发射和接收天线来提高数据传输速率和可靠性。MIMO技术的核心思想是通过空间复用（spatial multiplexing）和空间分集（spatial diversity）来提升通信性能。
空间复用
空间复用技术则用于提高系统的数据容量。它通过利用多个天线同时发送独立的数据，增加系统的数据容量。空间复用技术将需要传送的数据分为多个数据流，分别通过不同的天线进行编码、调制，然后进行传输，从而提高系统的传输速率。
空间分集
空间分集（Spatial Diversity），也称为天线分集，是一种无线通信技术。
空间分集技术主要用于提高信号传输的可靠性。其核心思想是利用多个天线发送相同的数据，通过这种方式来增加信号的冗余度，从而减少信道衰落和噪声导致的符号错误率。
从上述两种方式可知，MIMO通过使用多个发射和接收天线来提高数据传输速率、增强信号质量，并增加无线网络的容量。
MIMO（多入多出）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能 在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。
MIMO与波束赋型
上一篇文章讲了，波束成型是通过调整天线阵列中各个天线的信号相位和幅度，使得信号在特定方向上集中能量，形成窄而集中的波束，从而提高信号在该方向上的强度。
多天线与波束成型的应用可以实现天线的定向发射。
传统的 MIMO 系统中，使用的最大天线元件数量为发射器 8 个，接收器侧再使用 8 个天线元件（8 × 8 个 MIMO 系统）。仅能实现水平维度的辐射调整。称为2D波束成型。
随着大规模 MIMO 的引入，通过额外利用仰角，出现了一种新的有前途的技术。这称为 3D MIMO，它是通过在水平和垂直维度上部署天线元件来实现的。为了实现 3D MIMO，必须实现 3D 波束赋形，从而允许基站以这种方式适应和动态控制方位角和仰角的传输方向。
3D-MIMO技术采用大规模的二维天线阵列，可以在水平和垂直维度灵活调整波束方向，形成更窄、更精确的指向性波束。这种技术极大地提升了终端接收信号能量并增强了小区覆盖。
3D-MIMO技术中，随着基站天线数目的增加，用户的信道趋向于正交，用户间的干扰趋于消失，有效提升每个用户的信噪比，支持更多用户的传输，提升平均频谱效率。
3D MIMO 是一项很有前途的技术，它旨在解决大量天线元件（例如 32 个，间距为 0.5 λ）在有限可用空间内的拟合问题。在 3D MIMO 系统中时，可以通过适当修改天线阵列元件的激励权重来控制辐射方向图的方位角和仰角。
技术挑战
当然，3D-MIMO技术在实际应用中遇到很多的技术挑战，天线振列多，每个阵列附带幅度相位调整电路，阵列还包含振子，大规模天线波束成形的算法往往基于矩阵求逆运算，其复杂度随天线数量和同时服务的用户数量上升而快速增加。
但是3D-MIMO在提升系统容量、降低干扰、提高信号质量和用户体验等方面具有明显的优势。
