隨著LTE的普及，以及即將到來的5G技術的應用，現在手機上速度越來越快，已經不次於家裡的寬帶了。這多虧了手機中射頻模塊的集成和多天線技術的應用。
不過，目前很多的廠商很少宣傳這方面的技術特點，原因有點複雜，一般的銷售根本講不清楚。本文簡單分享下原理，僅供參考。
多天線技術之--多入多出系統（MIMO）的原理
香農公式給出了單信道下：
高斯、帶寬受限的信道傳輸信息，速率上限是：
舉個例子：
香農公式給出了最大信道容量，除了增大信道帶寬、提高信噪比以外，還有沒有別
的辦法？
答案是：在收發兩端使用多對天線來收發數據。
如果用N根天線，並行傳送數據，信道容量會擴大N倍
實際上受限於發送和接收設備的尺寸，兩根天線不可能很遠，也不可能完全隔離，
這時候就要定量的來分析各個參數對MIMO信道的影響。
考慮到空間信道的衰落和延時，信道增益hmn為複數
假定輸入兩個發送天線的基帶信號分別為S1和S2，從兩個接收天線輸出的基帶信號
分別為y1和y2，則由上圖很容易得到輸出信號與輸入信號之間的關係：
Y=HS 目前沒有加入高斯白噪聲的影響。
在實際系統工作中，我們知道接受到的信號，也知道信道矩陣，要求的是發送信號
的值
多路MIMO的收發圖示如下
Hmn表示第m個接收天線和第n個發射天線之間的增益
信道矩陣， 信道矩陣行數=接收天線個數，信道矩陣列數=發射天線個數
從前文可以看出， MIMO性能如何，主要是研究信道矩陣的特性。
先看一下最簡單的雙入雙出系統，即MIMO2*2
MIMO信道矩陣4*4
再看一下四入四出系統，即MIMO4*4. 如下圖所示：
要求S1234，就是要解線性方程，雖然係數是複數，但只要四組方程係數之間不相
關，就可以解出四個解，意味著MIMO信道同時可以跑四條數據流，信道容量是四
倍。
信道矩陣的秩
根據線性代數的知識，一個空間信道能夠同時傳送幾條數據流，根本在於這個線性
方程的係數矩陣是否滿秩.
那麼這個問題實際上就轉換成了，我們如何設計天線讓矩陣的秩最大？
讓每個天線看到的信道參數不一樣，除了天線間距，還可以增加極化，互相垂直方
式，等等。
假設總髮送功率是P，每天線的噪聲功率是s2，則該MIMO信道的容量為（如果發端不做功率分配）：
這裡I是單位矩陣、 (H)表示共軛轉置、 H是MIMO系統信道矩陣， Mt表示發射天線
個數。 P是接收端收到信息的平均信噪比
式中的P/Mt體現各個子信道均分功率， 已經證明，如果NM很大，當m=min(M, N)
時，容量會線性增長。 C≈min{M,N}log(P/2)
總而言之，一個多天線系統，表面上我們看見的是矩陣H。揭開它的面紗，我們發現
裡面隱藏著R個獨立的信道。
從這一點上看，手機的尺寸做大也是有好處的，這樣天線之間可以離開一定的距離來保證MIMO需求的多徑能夠出現！
