1.什么是MIMO

MIMO：Multiple-Intput Multiple-Output,即多入多出系統，這里的入和出是相對于發射天線和接受天線構成的天線系統來講。

通常的通信系統是單發單收，也就是SISO：Single-Input Single-Output

2.SISO系統信息傳輸速率受限于香濃定理

香農給出了在高斯白噪聲干擾的，帶寬受限的信道上實現無差錯傳輸的信息速率的最大值，也就是信道容量。

單根發射天線和單根接受天線之間的信道容量受限于香濃公式，想要在相同的頻譜帶寬下進一步提升信道容量，要采用多天線技術。

3.MU-MIMO

MU-MIMO是基于多天線技術的，這個技術的物理層是多天線技術。多天線可以實現多種技術，不僅僅是MU-MIMO。

MU-MIMO的實現是結合波束成型的，波束成型有兩種實現方式，一種是智能天線波束成型，一種是基于全向天線的波束成型。在CWNA一書中，已經給出了其定義。

MIMO包含2D-MIMO和3D-MIMO兩種，目前5G NR已經有3D-MIMO的波束了，Wi-Fi 6里面還停留在2D-MIMO上。打個比方就是說利用定向天線，天線輻射可以參考手電筒打光，波束的概念就是從光束來的，手電筒打的光就是定向的光束，同理，定向天線輻射的信號就是定向的波束。如果發送和接收方同時用兩個手電筒打信號，那么一次性就可以傳遞更多的信息，這種多天線的發送方式就是MIMO。

MIMO和全雙工存在區別，MIMO模式下兩根天線，只能夠同時處于發送，或者接收狀態。而全雙工可以一根天線是發送狀態，一根是接收狀態。（PS：全雙工也可以通過EBD之類的設備，一根天線實現全雙工，這里不加以討論）

MIMO的概念比較多，是針對多根天線而言的，主要是兩個概念分集和復用。如果有多個通路的時候，比如有兩個通路。我們可以簡單理解如下，如果兩個通路傳同一個信息，那么就是分集。如果兩個通路傳兩個不同的信息，那么就是復用。在802.11協議的相關培訓書籍里面，這個概念實際上給的是比較粗的解釋，MIMO 實際上是分集和復用結合的技術，波束成型是發送分集。

在我們常用的路由器中都是配備了全向天線。利用全向天線實現定向天線實際上是基于干涉抵消的機制來做的，通過預編碼，讓數據流通過兩根天線具有一定的相位差發送出去，達到接收方接收功率疊加，或者干擾方接收功率抵消的效果。

預編碼可以通過數字編碼的形式添加相位差，目前Wi-Fi就是采用這一種。移動通信（比如LTE或者5G NR）里面方式多了一種是電相位差，是通過基帶連接到RF這一段的線路上，通過線路的長度差異來做相位差。總之，有了相位差就可以做波束成型了。2維平面上的干涉抵消就是2D-MIMO，3維平面就是3D-MIMO了。

然后需要回顧下，基于MIMO技術，可以做到多發多收。基本的MIMO就是，一個發送者有兩根天線，一個接受者有兩根天線，發送者一次用兩根天線發，接受者用兩根天線收，然后兩倍傳輸速率，這個就是802.11n時代做的MIMO技術。