《MIMO及信道模型》PPT课件

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1、内部公开▲新技术研究部内部资料，仅限于内部交流7/14/20211多天线技术（MIMO）原理及信道模型贺胜1670032008.09多天线技术MIMO系统结构空间分集和空间复用MIMO技术在LTE中的应用（层映射、预编码）MIMO系统结构在无线链路两端均采用多天线，分别同时接收与发射，能够充分利用空间资源，在无需增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提升通信系统的容量与可靠性。可分为SU-MIMO和MU-MIMO。SU-MIMO单用户MIMO，可通过空时编码技术，在不需要额外带宽的情况下实现了近距离的频谱资源重复

2、利用，提高了传输效率，同时增加了抗干扰，抗衰落的能力。MU-MIMO多用户MIMO，虚拟MIMO，将两个单天线的UE配成一对，可以组成虚拟MIMO链路，利用多天线所提供的多个信号来复用多个UE的数据。多天线技术MIMO系统结构与系统容量空间分集和空间复用MIMO技术在LTE中的应用（层映射、预编码）空间分集和空间复用空间分集：接收分集和发射分集分集优点：易获得相对稳定的信号可获得分集处理增益提高信噪比接收分集多个天线接收来自多个信道的承载同一信息的多个独立的信号副本，由于信号不可能同时处于深陷落情况中，因此在任一给

3、定的时刻至少可以保证有一个强度足够大的信号副本提供给接收机使用，从而提高了接收信号的信噪比。发射分集发射分集就是在发射端使用多幅发射天线发射相同的信息，接收端获得比单天线高的信噪比。开环发射分集，闭环发射分集。循环延迟分集CDD，空时发射分集STTD，空频发射分集SFTD。循环延迟发射分集（CDD）在不同的发射天线上发送具有不同相对延时的同一个信号,人为地制造时间弥散，能够获得分集增益。且循环延时分集采用的是循环延时而不是线性延时，延迟是通过固定步长的移相（CyclicShift，循环移相）来等效实现延迟。空时发射

4、分集将调制符号映射到时域(不同的时刻)和空域(不同的发射天线)以获得分集增益。恢复发射信号是需要通过信道估计获得信道矩阵H。空频发射分集(LTE使用)空频发射分集与空时发射分集类似，不同的是SFTD是对发送的符号进行频域和空域编码。将同一组数据承载在不同的子载波上面获得频率分集增益。空间复用发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流，在同一频带从多个天线同时发射出去。由于多径传播，每个发射天线对于接收机产生不同的空间签名，接收机利用这些不同的签名分离出独立的数据流，最后再复用成原始数据流。因此空间复用可以成倍提高数据

5、传输速率。多天线技术MIMO系统结构与系统容量空间分集和空间复用MIMO技术在LTE中的应用（层映射、预编码）MIMO信号处理过程MIMO技术在LTE中的应用不同方式下层映射与预编码单天线发射方式下空间复用方式下发射分集方式下单天线发射方式下层映射和预编码层映射：一个码字流映射到一层，将输入直接输出。预编码：无需预编码，输入直接输出。是用来发射的天线口索引，如p=0，即经第0个天线口发射。其中天线口4专门为MBSFN用的，天线口5专门为UE用的。不同方式下层映射与预编码单天线发射方式下空间复用方式下发射分集方式下空

6、间复用方式下层映射和预编码层映射根据协议36.211，层数V≤P，P表示物理信道用于发射的天线端口数，且码字流的个数最多为2。协议规定：码字到层的映射可有1：1，1：2，2：2，2：3，2：4。且1：2的情况只发生在P=4的条件下。空间复用方式下的层映射以2：3为例空间复用方式下预编码预编码无CDD时的预编码W是阶数为P*V的预编码矩阵。两天线口的码书空间复用方式下预编码大CDD时的预编码W是阶数为P*V的预编码矩阵，D,U为矩阵。加入CDD之后能够人为的制造多径效应，以获得更大的增益。D,U矩阵不同方式下层映射

7、与预编码单天线发射方式下空间复用方式下发射分集方式下发射分集方式下的层映射层映射根据协议，只允许对一个码字进行层映射，层数V和物理信道用于发射的天线端口数P相等。码字到层的映射只允许有1：2和1：4，即一码字流映射至两层或四层。发射分集方式下的层映射发射分集方式下预编码发射分集方式的层映射要求映射层数和天线口数目相等，且层映射只有1：2和1：4，故预编码模块输入的层数也是2层或4层。两天线配置的预编码1：2方式2i+12iy0X1X0y1X0(虚反)X1(实反)发射分集方式层映射和预编码1：2方式发射分集方式层映射

8、和预编码1：4方式4i+34i+24i+14iy000X1X0y1X3X200y200X0(虚反)X1(实反)y3X2(虚反)X3(实反)00发射分集方式层映射和预编码1：4方式下行信道,信号的层映射和预编码对于PDSCH当UE特定参考信号未被发射，支持单天线、空间复用和发射分集的层映射和预编码，在P属于{1,2,4}时发射当UE特定参考信号被发射，PDSC