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高峰值速率帶來飛一般的享受——LTE空口速率提升技術之二MIMO

sunliyong

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發(fā)表于 2014-12-24 15:13:06 只看樓主

為進一步提高頻譜效率，MIMO(多輸入/多輸出)技術也成為LTE的必選技術。MIMO技術利用多天線系統(tǒng)的空間信道特性，能同時傳輸多個數(shù)據(jù)流，能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。MIMO技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破。
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MxN的MIMO系統(tǒng)
MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線(或陣列天線)和多通道，MIMO的多入多出是針對多徑無線信道來說的。N個子流由N個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由M個接收天線接收。多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實現(xiàn)最佳的處理。這N個子流同時發(fā)送到信道，各發(fā)射信號占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射接收天線間的通道響應獨立，則多入多出系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道。通過這些并行空間信道獨立地傳輸信息，數(shù)據(jù)率必然可以提高。MIMO將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近于最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理。
系統(tǒng)容量是表征通信系統(tǒng)的最重要標志之一，表示了通信系統(tǒng)最大傳輸率。對于發(fā)射天線數(shù)為N，接收天線數(shù)為M的多入多出（MIMO）系統(tǒng)，假定信道為獨立的瑞利衰落信道，并設N、M很大，則信道容量C近似為：C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)
其中B為信號帶寬，ρ為接收端平均信噪比，min(M,N)為M，N的較小者。上式表明，功率和帶寬固定時，多入多出系統(tǒng)的最大容量或容量上限隨最小天線數(shù)的增加而線性增加。而在同樣條件下，在接收端或發(fā)射端采用多天線或天線陣列的普通智能天線系統(tǒng)，其容量僅隨天線數(shù)的對數(shù)增加而增加。相對而言，多入多出對于提高無線通信系統(tǒng)的容量具有極大的潛力。信道容量隨著天線數(shù)量的增大而線性增大。也就是說可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。利用MIMO技術可以提高信道的容量，同時也可以提高信道的可靠性，降低誤碼率，所以LTE 非常niubility吧。
LTE系統(tǒng)將設計可以適應宏小區(qū)、微小區(qū)、熱點等各種環(huán)境的MIMO 技術�；镜�MIMO 包括空間復用、空間多址、預編碼、自適應波束形成、智能天線以及開環(huán)分集(主要用于控制信令的傳輸，包括空時塊碼和循環(huán)位移分集等)。上行采用一種特殊的被稱為虛擬(Virtual)MIMO的技術，此項技術可以動態(tài)地將用戶終端配成一對。兩個UE各有一個發(fā)射天線，并共享相同的時—頻域資源，進行虛擬的MIMO發(fā)送，從而提高上行系統(tǒng)的容量。又是LTE的MIMO另一個很niubility的方面吧。

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在LTE系統(tǒng)中MIMO技術分為發(fā)射分集技術和空間復用技術。當UE高速移動時無法獲得信道質(zhì)量信息利用發(fā)射分集技術能夠獲得鏈路性能。發(fā)射分集對于那些對延遲敏感的服務也是很有幫助的。然而發(fā)射分集無法提高峰值速率，因為發(fā)射分集只能傳輸單個碼流。通過利用MIMO空間復用技術在eNB和UE之間傳輸多個數(shù)據(jù)流，eNB的多個發(fā)送天線和UE端的多個接收天線能夠獲得更高的峰值速率，因此通過利用更大的傳輸帶寬和更高階的調(diào)制方式。LTE系統(tǒng)利用MIMO空間復用技術可以獲得更高的峰值速率。因為UE在良好的信道條件下能夠從多個數(shù)據(jù)流獲得增益，故MIMO空間復用技術能夠提高小區(qū)容量和吞吐量。同樣的通過對多個發(fā)送天線的信號進行預編碼，系統(tǒng)中條件不好的UE也可以獲得波束賦形增益。
Niubility的MIMO技術讓LTE再次帶我領略了飛一般的速率享受吧！

[ 本帖最后由 sunliyong 于 2014-12-24 16:40 編輯 ]

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發(fā)表于 2014-12-24 16:43:03 只看樓主

不錯，很好的文章，有助于學習

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發(fā)表于 2014-12-24 19:50:41

多謝分享，學習了

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