多天线技术 发射分集 ·包括时间分集,空间分集和频率分集 多路信道传 分美 输同样信息 门疗竹竹竹了靠性和提高覆盖 ·适用于需要保证可靠性或覆盖的环境 UE 空间复用 多路信道同时 最均方误 理论上成倍提高峰值速率 传输不同信息 差或串行干 扰删除 :什什饿区信号散射多地区,不 射信号的情况 波束赋形(Beamforming) UE ·通过对信道的准确估计,针对用户 多路天线阵列 形成波束,降低用户间干扰 赋形成单路信 最大比 合并 ·可以提高覆盖能力,同时降低小区 号传输 内干扰,提升系统吞吐量
多路信道传 输同样信息 多路信道同时 传输不同信息 多路天线阵列 赋形成单路信 号传输 •包括时间分集,空间分集和频率分集 •提高接收的可靠性和提高覆盖 •适用于需要保证可靠性或覆盖的环境 •理论上成倍提高峰值速率 •适合密集城区信号散射多地区,不 适合有直射信号的情况 最大比 合并 最小均方误 差或串行干 扰删除 波束赋形(Beamforming) 发射分集 分集合并 •通过对信道的准确估计,针对用户 形成波束,降低用户间干扰 •可以提高覆盖能力,同时降低小区 内干扰,提升系统吞吐量 空间复用 多天线技术 UE A B C D E F G H I J K L M N O P A B C D E F G H A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ A B C D E F G H UE
多天线技术相关基本概念 必“码字”与“流”的概念相同,LTE目前有单流或双流 ·信道条件好时,可使用双流-空间复用 。信道条件不好时,可切换成分集模式或波束赋形 冬层与秩(rank)} 的概念相同,秩表示任一时刻终端和基站间 的独立传播信道的个数 将一个码字解复 传输模式不同,采用 插入 用到多个层上。 不同的预编码矩阵。 CRS\DRS codeword layer port 信道编码 交织 调制 层映射 预编 RE OFDM 映射 调制 信道编码 交织 调制 码字=流(1、2) 层=秩(1、2、3、4) <= 天线端口(1、2、4)
天线端口(1、2、4) 层 映 射 预 编 码 信道编码 交织 调制 OFDM 调制 RE 映射 码字=流(1、2) 层=秩(1、2、3、4) codeword layer port <= <= 将一个码字解复 用到多个层上。 传输模式不同,采用 不同的预编码矩阵。 插入 CRS\DRS 信道编码 交织 调制 多天线技术---相关基本概念 “码字”与“流”的概念相同,LTE目前有单流或双流 信道条件好时,可使用双流---空间复用 信道条件不好时,可切换成分集模式或波束赋形 层与秩(rank)的概念相同,秩表示任一时刻终端和基站间 的独立传播信道的个数
多天线技术-传输模式 ·传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式 ·NB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式,并通过信令通知终 端 Mode 传输模式 技术描述 应用场景 单天线传输 信息通过单天线进行发送 无法布放双通道室分系统的 室内站 2 发射分集 同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信 信道质量不好时,如小区边 道进行发送 缘 3 开环空间复用 终端不反馈信道信息,发射端根据预定义的信道信息来确定发 信道质量高且空间独立性强 射信号 时 闭环空间复用 需要终端反馈信道信息,发射端采用该信息进行信号预处理以 信道质量高且空间独立性强 产生空间独立性 时。终端静止时性能好 5 多用户MIMO 基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户,接收端 利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。 单层闭环 终端反馈R=1时,发射端采用单层预编码,使其适应当前的 6 空间复用 信道 发射端利用上行信号来估计下行信道的特征,在下行信号发送 信道质量不好时,如小区边 7 单流 Beamforming 时,每根天线上乘以相应的特征权值,使其天线阵发射信号具 有波束赋形效果 缘 8 双流 结合复用和智能天线技术,进行多路波束赋形发送,既提高用 Beamforming 户信号强度,又提高用户的峰值和均值速率
Mode 传输模式 技术描述 应用场景 1 单天线传输 信息通过单天线进行发送 无法布放双通道室分系统的 室内站 2 发射分集 同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信 道进行发送 信道质量不好时,如小区边 缘 3 开环空间复用 终端不反馈信道信息,发射端根据预定义的信道信息来确定发 射信号 信道质量高且空间独立性强 时 4 闭环空间复用 需要终端反馈信道信息,发射端采用该信息进行信号预处理以 产生空间独立性 信道质量高且空间独立性强 时。终端静止时性能好 5 多用户MIMO 基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户,接收端 利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。 6 单层闭环 空间复用 终端反馈RI=1时,发射端采用单层预编码,使其适应当前的 信道 7 单流 Beamforming 发射端利用上行信号来估计下行信道的特征,在下行信号发送 时,每根天线上乘以相应的特征权值,使其天线阵发射信号具 有波束赋形效果 信道质量不好时,如小区边 缘 8 双流 Beamforming 结合复用和智能天线技术,进行多路波束赋形发送,既提高用 户信号强度,又提高用户的峰值和均值速率 • 传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式 • eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式,并通过信令通知终 端 多天线技术---传输模式
多天线技术--传输模式(TM2 两天线端▣--SFBC 四天线端▣--SFBC+FSTD (空频块编码) (频率偏移发射分集) S+7 is. i+6 s+7 SH6 Si+7 Si+5 Si+4 4 S+4 Si+5 个子载被 S+2 S+3 Si+2 S+2 S+3 S+2 S1+3 Si+1 空资源元素 S 天线端口0 天线端口1 天线端口2 天线端口3 天线端口O 天线端口1 天线端口0与2(1与3)为一个天线端口对,二者之 天线端口0传原始调制符号 间为SFBC; 。 天线端口1传原始符号的变换符号 •天线端口0与1在频域上交替传送原始信号,二者之 间为FSTD: 2与3传送相应的交换信号,亦为FSTD。 发射分集利用了天线间的弱相关性,在天线对上传送原始信号及其变换符号 (一般为原始符号的共轭),提高信号传输的可靠性。 ·既可用于业务信道,又可用于控制信道
(频率偏移发射分集) Si 1 Si 4 Si 5 S i 频域 Si 2 Si 3Si 6 Si 7 * Si * Si 4 * Si 1 * Si 5 一个子载波 * Si 2 * Si 6 * Si 3 * Si 7 天线端口0 天线端口1 天线端口2 天线端口3 空资源元素 (空频块编码) • 天线端口0传原始调制符号 • 天线端口1传原始符号的变换符号 S S S S i S 频域 一个子载波 Si 3 Si7 i6 S i 5 i 4 i 2 i 1 * Si1 * S i * Si3 * i2 S * i5 S * Si4 * Si7 * i 6 S 天线端口0 天线端口1 • 天线端口0与2(1与3)为一个天线端口对,二者之 间为SFBC; •天线端口0与1在频域上交替传送原始信号,二者之 间为FSTD; 2与3传送相应的交换信号,亦为FSTD。 • 发射分集利用了天线间的弱相关性,在天线对上传送原始信号及其变换符号 (一般为原始符号的共轭),提高信号传输的可靠性。 • 既可用于业务信道,又可用于控制信道。 两天线端口---SFBC 四天线端口---SFBC+FSTD 多天线技术---传输模式(TM2)
多天线技术-=-空问复用(TM3、4、6) 开环空间复用 闭环空间复用 Stream 1 Stream 1 Stream 1 Stream 2 Stream 2 Stream 2 发送端 收 预处理 收 Stream 3 Stream 3 Stream 3 Stream 3 Stream 4 Stream 4 Stream 4 Stream 4 反债信道信惠 •普通的空间复用,接收端和发送端 基于非码本的预编码: 无信息交互 ·基于码本的预编码: •空间复用利用了天线间空间信道的弱相关性,在相互独立的信道上传 送不同的数据流,提高数据传输的峰值速率 •只应用于下行业务信道(为了确保传输,控制信道普遍采用发送分集)
Stream 4 Stream 3 Stream 2 Stream 1 接 收 机 发 送 端 Stream 4 Stream 3 Stream 2 1 Stream 1 2 3 4 •普通的空间复用,接收端和发送端 无信息交互 Stream 4 Stream 3 Stream 2 Stream 1 接 收 机 预 处 理 Stream 4 Stream 3 Stream 2 1 Stream 1 2 3 4 反馈信道信息 • 基于非码本的预编码: • 基于码本的预编码: • 空间复用利用了天线间空间信道的弱相关性,在相互独立的信道上传 送不同的数据流,提高数据传输的峰值速率 •只应用于下行业务信道(为了确保传输,控制信道普遍采用发送分集) 开环空间复用 闭环空间复用 多天线技术---空间复用(TM3、4、6)