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什麼是多輸入多輸出（MIMO）

在發射與接收兩端都使用多支天線的無線通訊技術（Multiple-Input Multiple-Output）。可藉由在相同頻率同時傳送不同資料的空間多工提高傳輸速率，或藉由經多條路徑傳送相同資料的分集提高可靠度。空間多工可傳送的串流數，以發射與接收天線數中較少的一方為上限。

日文名稱: MIMO(多入力多出力)

「多輸入多輸出（MIMO）」出現在1領域的2道練習題中（無線通訊基礎等）。

這個名詞所屬的領域: 無線通訊基礎

空間多工的原理

每組發射天線與接收天線之間，電波的傳播方式（傳播通道）都略有不同。接收端從已知的參考訊號估計這些傳播通道的差異，像解聯立方程式一樣，把重疊到達各接收天線的訊號分離。如此就能在相同頻率、相同時間傳送多個資料流（串流），不增加頻寬就提高傳輸速率。

空間多工能順利運作的條件

空間多工需要傳播通道彼此有足夠的差異。在建築物間等反射很多的環境中，傳播通道的差異大，能分離較多串流。反之，在直視良好、路徑相似的地方，傳播通道的相關性高，可使用的串流數會減少。此外，功率要分給各串流，因此也需要足夠高的S/N。

多使用者MIMO與大規模MIMO

相對於把多個串流送給1台終端的單使用者MIMO，基地台或存取點同時把各自的串流送給多台終端的方式稱為多使用者MIMO。在基地台排列數十個以上天線單元的大規模MIMO（massive MIMO），以波束成形形成指向各終端的波束，能同時與大量終端通訊，用於5G NR的基地台等。

練習多輸入多輸出（MIMO）的題目

發射天線4支、接收天線2支的MIMO中，以空間多工在相同頻率、相同時間可傳送之獨立資料流（串流）數目的上限為下列何者？

  1. A2
  2. B4
  3. C8
查看答案與解析

正確答案：A. 2

MIMO的空間多工是從多支發射天線在相同頻率上同時傳送不同的資料，接收端利用每組收發天線之間傳播通道的差異，把各資料分離。可分離的串流數，以發射與接收天線數中較少的一方為上限，此處為 min(4, 2) = 2。實際上，在直視良好的地方等傳播通道彼此相似（相關性高）時，只能使用比上限更少的串流。

常見問題

MIMO與波束成形有什麼不同？

波束成形是調整多個天線單元的相位，把電波集中到特定方向的技術。MIMO是指以多支天線收發的整體機制，其中會使用空間多工、分集與波束成形。大規模MIMO以波束成形為每台終端形成波束，並與空間多工結合。

4×4 MIMO這種寫法代表什麼？

一般表示發射天線數×接收天線數。4×4 MIMO以空間多工最多可傳送4個串流。若終端只有2支天線，即使存取點有4支，能送給該終端的串流最多也只有2個。

解析中的「多輸入多輸出（MIMO）」

出現「多輸入多輸出（MIMO）」的題目（2題）

  1. 發射天線4支、接收天線2支的MIMO中，以空間多工在相同頻率、相同時間可傳送之獨立資料流（串流）數目的上限為下列何者？
  2. 5G毫米波頻段的基地台與終端，使用排列多個天線單元之陣列天線進行波束成形的主要理由，下列何者最適當？

相關名詞

波束成形（Beamforming） 正交分頻多工（OFDM） 正交振幅調變（QAM） 自由空間路徑損耗（FSPL） 低功耗廣域網路（LPWA） 低功耗藍牙（BLE） 直接轉換接收機（Direct-conversion receiver） 近場通訊（NFC） 夏農定理（Shannon–Hartley theorem） 衰落（Fading）

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