1、重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 1 12022-1-5移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)第八章第八章 寬帶移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)寬帶移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)（MIMO技術(shù)）技術(shù)）重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 2 22022-1-5第八章第八章 寬帶移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)寬帶移動(dòng)通信中的多天線技術(shù)11 - -1QPSK映射0 -11 - -1輸入數(shù)據(jù)符號(hào)重復(fù)（+ +）符號(hào)重復(fù)（+ -）增益A增益BWalsh n復(fù)PN碼序列天線1天線21W2W1b2b1s2s8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)

2、在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 87872022-1-5 2. 空時(shí)擴(kuò)展發(fā)送分集(STS)CDMA2000中空時(shí)擴(kuò)展發(fā)送分集(STS)原理 串/并變換輸入數(shù)據(jù)天線1天線21b2b12b11bW22bW21bW12bW1W2W1S2S8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 88882022-1-5 輸入數(shù)據(jù) 按奇偶分為并行兩組 與 ，分別乘以Walsh函數(shù) 和 ，復(fù)乘后乘以歸一化系數(shù)。兩路發(fā)送信號(hào)分別為：

3、 3. 選擇式發(fā)送分集(STD) 選擇式發(fā)送分集選擇式發(fā)送分集(STD)是開環(huán)的時(shí)間切換發(fā)送分集是開環(huán)的時(shí)間切換發(fā)送分集TSTD方式的進(jìn)一步擴(kuò)展。移動(dòng)臺(tái)從基站每個(gè)天線發(fā)送的公共方式的進(jìn)一步擴(kuò)展。移動(dòng)臺(tái)從基站每個(gè)天線發(fā)送的公共導(dǎo)頻信號(hào)中估計(jì)出接收到的各發(fā)射天線信號(hào)能量導(dǎo)頻信號(hào)中估計(jì)出接收到的各發(fā)射天線信號(hào)能量(或信噪或信噪比比)，并通過(guò)一個(gè)反饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基，并通過(guò)一個(gè)反饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基站，再由基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動(dòng)臺(tái)最大接收能站，再由基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動(dòng)臺(tái)最大接收能量量(或信噪比或信噪比)的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分集在閉環(huán)發(fā)送的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分

4、集在閉環(huán)發(fā)送分集中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但性能也是最差。分集中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但性能也是最差。112212bWbWS211222bWbWSb1b2b1W2W8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 89892022-1-5 4. 發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA)CDMA2000中發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA)原理 反饋接收增益調(diào)節(jié)接收機(jī)信號(hào)判決輸出反饋發(fā)送信道估計(jì)基站端移動(dòng)臺(tái)端W8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongq

5、ing University University 90902022-1-58.5.4 MIMO技術(shù)在技術(shù)在LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用 1. 發(fā)分集技術(shù) LTE中的發(fā)分集技術(shù)主要包括空頻分組碼(SFBC)和頻率切換發(fā)分集(FSTD)兩種技術(shù)。SFBC與STBC原理相同，都是基于Alamouti編碼。 0012*11211212yyxxxxyy 000011111222223333341234000123400000012340001234yyyyxyyyyxxyyyyxyyyy8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing

6、University University 91912022-1-5 2. 波束成形技術(shù)波束成形技術(shù) LTE系統(tǒng)的系統(tǒng)的PDSCH信道可以采用波束成形技術(shù)，主信道可以采用波束成形技術(shù)，主要包括兩種方式。要包括兩種方式。 (1)閉環(huán)閉環(huán)rank1預(yù)編碼預(yù)編碼 rank1預(yù)編碼既可以看作空間復(fù)用，也可以作為波束預(yù)編碼既可以看作空間復(fù)用，也可以作為波束成形方案。在此模式下，成形方案。在此模式下，UE向向eNodeB發(fā)送信道信息，發(fā)送信道信息，表征用于波束成形操作的合適預(yù)編碼方案。表征用于波束成形操作的合適預(yù)編碼方案。 (2)基于基于UE專用專用RS進(jìn)行波束賦形進(jìn)行波束賦形 在此模式下，在此模式下，U

7、E不反饋與預(yù)編碼有關(guān)的信息。不反饋與預(yù)編碼有關(guān)的信息。eNodeB需要利用上行信道信息需要利用上行信道信息(例如例如DoA)，進(jìn)行波，進(jìn)行波束賦形。束賦形。 8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 92922022-1-5 3. 空間復(fù)用技術(shù)空間復(fù)用技術(shù) LTE系統(tǒng)中空間復(fù)用技術(shù)包括兩類：預(yù)編碼與CDD。 (1)預(yù)編碼模式預(yù)編碼模式 LTE系統(tǒng)的PDSCH信道可以采用基于碼本的預(yù)編碼技術(shù)，提高系統(tǒng)容量。LTE碼本為酉矩陣生成的碼本，具有如下性質(zhì)。 恒模性恒模性 嵌入性嵌入性 簡(jiǎn)

8、易性簡(jiǎn)易性8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 93932022-1-5 (2)CDD模式模式 在開環(huán)空間復(fù)用場(chǎng)景下，UE只反饋信道有效層數(shù)(Rank)，不反饋合適的預(yù)編碼矩陣。此時(shí)如果Rank大于1，則LTE使用循環(huán)延遲分集(CDD)。CDD在多個(gè)天線上相同的子載波單元發(fā)送相同的OFDM符號(hào)，但每個(gè)天線有不同的時(shí)延。由于發(fā)送時(shí)延是在添加CP前引入的，因此具有循環(huán)移位特性，因此命名為CDD。 8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學(xué)

9、重慶大學(xué) Chongqing University University 94942022-1-5 從技術(shù)特征看，可以把多天線技術(shù)劃分為空間復(fù)從技術(shù)特征看，可以把多天線技術(shù)劃分為空間復(fù)用、空間分集和預(yù)編碼技術(shù)三大類，人們從檢測(cè)用、空間分集和預(yù)編碼技術(shù)三大類，人們從檢測(cè)算法、獲取算法、獲取CSI的位置、天線配置以及能夠獲取的的位置、天線配置以及能夠獲取的性能增益等方面進(jìn)行了廣泛深入的研究，提出了性能增益等方面進(jìn)行了廣泛深入的研究，提出了多種多種MIMO技術(shù)方案。技術(shù)方案。 下圖給出了近年來(lái)學(xué)術(shù)界提出的多種代表方案，下圖給出了近年來(lái)學(xué)術(shù)界提出的多種代表方案，文獻(xiàn)文獻(xiàn)11.38扼要分析了各種方案的特

10、點(diǎn)，感興趣的扼要分析了各種方案的特點(diǎn)，感興趣的讀者可以查閱該綜述的參考文獻(xiàn)，了解各個(gè)方案讀者可以查閱該綜述的參考文獻(xiàn)，了解各個(gè)方案的技術(shù)細(xì)節(jié)。的技術(shù)細(xì)節(jié)。 8.6 本章小結(jié)本章小結(jié)重慶大學(xué)重慶大學(xué) Chongqing University University 95952022-1-5第第7章介紹的章介紹的OFDM技術(shù)能將技術(shù)能將頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為多個(gè)信道轉(zhuǎn)化為多個(gè)平坦衰落信道，平坦衰落信道，MIMO與與OFDM結(jié)合，能夠發(fā)揮結(jié)合，能夠發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是是4G移動(dòng)通信移動(dòng)通信技術(shù)的必然選擇，技術(shù)的必然選擇，MIMO-OFDM技術(shù)已經(jīng)在技術(shù)已經(jīng)在LTE、WiMax等等B3G移動(dòng)通信系