MIMO預(yù)編碼和波束賦形是什么關(guān)系

所謂的預(yù)編碼或是波束賦形，從來(lái)沒(méi)有過(guò)嚴(yán)格的定義和界限。兩者都是通過(guò)天線陣列的加權(quán)處理，產(chǎn)生具有特定空域分布特性的信號(hào)的過(guò)程。從這一意義講，兩者是沒(méi)有實(shí)質(zhì)差別的。

當(dāng)然，之所以有很多人咬文嚼字地糾結(jié)于兩者的差別，也是有一定的歷史原因的：

·波束賦形源自陣列信號(hào)處理這一學(xué)術(shù)方向，比預(yù)編碼概念的提出大概要早數(shù)十年。在經(jīng)典的陣列信號(hào)處理或早期的波束賦形方案中，出于避免相位模糊的考慮，一般都采用陣子間距不超過(guò)0.5 lambda的陣列；這些早期波束賦形方案的目標(biāo)基本都是瞄準(zhǔn)期望方向，同時(shí)對(duì)若干干擾方向形成零限（用于電子對(duì)抗或軍事通信）；它們考慮的主要是LOS或接近LOS的場(chǎng)景；在民用移動(dòng)通信領(lǐng)域，從實(shí)現(xiàn)波束賦形的便利性角度考慮，TDD系統(tǒng)有著較為天然的互易性優(yōu)勢(shì)，因此早期普遍認(rèn)為波束屬于一項(xiàng)TDD專屬技術(shù)。尤其是TD-SCDMA中率先大范圍使用了波束賦形，更是留下了波束賦形=TDD技術(shù)的口實(shí)；

·相對(duì)而言，預(yù)編碼這一稱謂的資歷就淺的多了，這是十幾年前MIMO興起之后的概念（實(shí)質(zhì)也不是什么新東西）。由于在低相關(guān)、高空間自由度場(chǎng)景中，MIMO信道容量的優(yōu)勢(shì)才能得以體現(xiàn)，因此針對(duì)MIMO中的預(yù)編碼的研究（尤其是早期）更多地偏重于大間距天線以及NLOS的情況。當(dāng)然，這也是由于小間距+LOS這一場(chǎng)景在陣列信號(hào)處理領(lǐng)域已經(jīng)被掘地三尺，從做文章的角度考慮，缺乏新意（這一點(diǎn)也從側(cè)面印證了預(yù)編碼和波束賦形之間的聯(lián)系）。從實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，最優(yōu)化的預(yù)編碼需要發(fā)端確知CSI，這對(duì)于TDD系統(tǒng)較為便利，但是對(duì)于FDD系統(tǒng)則成為了重要障礙。因此，對(duì)TDD的預(yù)編碼，可以做文章的點(diǎn)較少（互易性非理想、校準(zhǔn)等），尤其是基于互易性假設(shè)的空域預(yù)處理在波束賦形這個(gè)階段已經(jīng)有很多成形的研究。但是對(duì)FDD的預(yù)編碼無(wú)論從后面的實(shí)現(xiàn)還是標(biāo)準(zhǔn)化，都有很多值得挖掘的問(wèn)題。因此，針對(duì)MIMO中的預(yù)編碼的研究初期，基于有限反饋（碼本）的預(yù)編碼技術(shù)很快就成為了關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是在LTE中對(duì)MIMO技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化浪潮的推動(dòng)下；

在這種情況下，早期LTE標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中逐漸形成了一種慣例（非正式的），即默認(rèn)：

·預(yù)編碼就是基于公共參考信號(hào)的（LTE Rel-8中，基于公共參考信號(hào)的傳輸方案主要是針對(duì)FDD設(shè)計(jì)的，當(dāng)然TDD也可以用）；

·基于專用參考信號(hào)的傳輸就稱為波束賦形（LTE Rel-8中，這種傳輸方式主要是為TDD設(shè)計(jì)的）；

但是這種非正式的劃分隨著LTE MIMO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的演進(jìn)，已經(jīng)趨于消失。LTE Rel-9正是這一變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)閺?span style="FONT-FAMILY: Times New Roman">TM8開(kāi)始（直至后續(xù)的所有TM），無(wú)論FDD還是TDD都采用基于專用參考信號(hào)的傳輸方式。盡管TM8還被習(xí)慣性的稱為雙流波束賦形，但是從TM9開(kāi)始，沒(méi)有人會(huì)再去強(qiáng)調(diào)基于專用參考信號(hào)的傳輸?shù)降资遣ㄊ�賦形還是預(yù)編碼。

目前，至少在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域不會(huì)有人繼續(xù)深究?jī)蓚�(gè)名詞的差別。

從標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)踐兩方面考慮，無(wú)論用于TDD/FDD、大間距/小間距陣列、基于碼本/互易性反饋，在基于專用參考信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)目蚣芾铮�波束賦形和預(yù)編碼的差異或許僅僅體現(xiàn)在算法的稱謂這個(gè)膚淺的名分上。