MSCBSC 移动通信论坛
搜索
登录注册
网络优化工程师招聘专栏 4G/LTE通信工程师最新职位列表 通信实习生/应届生招聘职位
 

  • 阅读:1849
  • 回复:0
LTE多天线技术
destild
入门会员
鎵嬫満鍙风爜宸查獙璇


 发短消息    关注Ta 

积分 3
帖子 60
威望 9521 个
礼品券 0 个
专家指数 -297
注册 2017-1-19
专业方向 
回答问题数 0
回答被采纳数 0
回答采纳率 0%
 
发表于 2019-01-14 21:17:01  只看楼主 

原文 Understanding LTE with MATLAB  ,作者Houman Zarrinkoub,本文是对于该书的翻译,书中的专业性词汇给出了英文原文,图和表的排版都是参考原文,翻译不准确的地方请读者多多包涵。本文仅限于个人学习,研究,交流,不得用于其他商业用途!


第六章 MIMO


到目前为止,我们已经研究了LTE(长期演进)标准中使用的调制、加扰、编码、信道建模和多载波传输方案。在本章中,我们重点讨论了它的多天线特性。LTE和LTE高级标准实现了较高的最大数据速率,这主要是由于采用了许多多天线或MIMO(多输入多输出)技术。LTE可以看作是一个MIMO-OFDM(正交频分复用)系统,MIMO多天线配置与OFDM多载波传输方案相结合。


通常,多天线传输方案将调制数据符号映射到多个天线端口。在OFDM传输方案中,每个天线构造资源网格,生成OFDM符号,并传输信号。在MIMO-OFDM系统中,资源网格映射和OFDM调制过程在多个发射天线上重复进行。根据使用的MIMO模式,这种多天线扩展可能会提高数据速率或提高链路质量。


在本章中,我们将首先回顾LTE标准前四种传输模式的MIMO算法。这些传输模式利用两种主要的MIMO技术:(i)传输分集(如空频分组编码、SFBC等技术)和(ii)具有或不具有延迟分集编码的空间多路复用。如前所述,传输分集技术提高了链路质量和可靠性,但没有提高系统的数据速率或频谱效率。另一方面,空间多路复用可以大大提高数据速率。


6.1 MIMO的定义

“MIMO天线处理”通常用作一个通用术语,指使用多个发射和接收天线的所有技术。LTE标准是基于MIMO多天线技术和OFDM多载波技术的结合。基本上,在LTE中,多个发射天线和接收天线之间的关系最好解释在每个单独的子载波上,而不是整个带宽上。图6.1说明了发射和接收天线的关系,以及连接每个天线对的信道增益。

1.JPG

在每个子载波上,不同天线上接收和发送资源元素之间的关系用一个线性方程组表示。在该系统中,接收天线上接收资源单元的矢量是由MIMO信道矩阵乘以发射天线上发射资源单元的矢量得到的。如MIMO方程组所示,为了恢复给定子载波下发射资源元的最佳估计值,我们不仅需要接收资源元的矢量,还需要连接每对发射和接收天线的信道响应(或CSI,信道状态信息)。


6.2 MIMO的动机

理论上,提高通信链路上数据速率的最佳方法是提高给定发射功率下的总接收信号功率[1]。提高接收功率的有效方法是在发送器和/或接收器上使用附加天线。这代表一个被称为多天线或MIMO技术的类。由于使用MIMO技术,容量和误码率(BER)有了显著的提高,这引起了人们对多天线无线电系统的极大兴趣。然而,随着收益的增加,计算的复杂性也随之增加。MIMO技术的复杂性通常与使用的天线数量成正比。


在各种多输入多输出技术中,空间多路复用引入了一种多天线方法,这种方法在天线数目不变的情况下实现了平均容量的增长[1]。在无线通信领域迈出了历史性的一步。


6.3 MIMO类型
LTE利用MIMO技术,例如,通过在九种下行传输模式中分别引入多种形式的多天线技术。LTE Advanced一次最多提供8个天线的多个发射天线配置。


让我们研究MIMO系统的数学基础。MIMO系统的成功实现依赖于在接收端解线性方程组以正确恢复传输数据。在信道退化的情况下,全谱表现出频率选择性响应。然而,在每个子波段,信道响应更平坦,可以用一个标量增益值来近似。在MIMO系统中,在每个副载波上,任何一对发送和接收符号之间的关系都可以用一个增益值来表示。这意味着多个发射机和接收机之间的关系可以用线性方程的MIMO系统来表示,该系统在接收机处为全谱的每个副载波求解,以恢复发射的信号。


LTE标准中使用的MIMO算法可分为四大类:接收器组合、传输分集、波束形成和空间复用。在本节中,我们将简要讨论其中三种技术。


6.3.1接收机组合方法

接收器组合方法结合了接收器上传输信号的多个版本,以提高性能。它们已用于3G移动标准和WiFi和WiMax系统。在接收端可以使用两种组合方法:最大比率组合(MRC)和选择组合(SC)[2]。在MRC中,我们结合多个接收到的信号(通常通过求平均值)来找到最可能的传输信号估计值。在SC中,我们放弃了MRC的广泛复杂性,只使用信噪比(信噪比)最高的接收信号来估计发射信号。


6.3.2传输分集
在传输分集中,冗余信息在每个副载波的不同天线上传输。在这种模式下,LTE不会提高数据速率,但只会使通信链路更加健壮。发射分集属于一类多天线技术,称为空时编码。空时码能够发送一个与接收和发送天线数量之积相等的分集指令。SFBC是一种与空时分组编码(STBC)密切相关的技术,是LTE标准中使用的传输分集技术。


6.3.3空间复用
在空间复用中,系统在不同的天线上传输独立(非冗余)信息。这种MIMO模式可以大大提高给定通信链路的数据速率,因为数据速率可以与发射天线的数量成线性比例增加。然而,在空间多路复用中传输独立数据流的能力是有代价的。空间复用容易受到表示MIMO方程的矩阵秩的不足。在LTE空间复用中引入了多种技术,以最大限度地降低这些等级缺陷的发生概率,并利用其优点。


6.4 MIMO覆盖范围
在这本书中,我们集中在与MIMO传输的前四种模式相关的信号处理。模式6中使用的波束形成与多播有关,对协调多点传输非常重要。模式5和7–9中使用的多用户MIMO(MU-MIMO)可以最好地理解为模式3和4的单用户情况的扩展。详细讨论了上行链路和下行链路的波束形成方法和多输入多输出,值得在不同的体积下进一步研究。



未完待续

2019/1/14


20190114_1547471918_57818197.jpg



扫码关注5G通信官方公众号,免费领取以下5G精品资料
  • 1、回复“gdfa”免费领取《广电5G站点解决方案介绍
  • 2、回复“hyyy”免费领取《5G Use Cases for Vertical China 2021-CN
  • 3、回复“wprar”免费领取《运营商白皮书
  • 4、回复“ts521”免费领取《5G工程优化指导书-中国电信
  • 5、回复“ms118”免费领取《90页-中兴5G中级面试题库
  • 6、回复“fx218”免费领取《5G 干扰分析与排查指导手册
  • 7、回复“wh43”免费领取《华为无线维护培训PPT
  • 8、回复“tt37”免费领取《5G网络优化探讨.pptx
  • 对本帖内容的看法? 我要点评

     
    [充值威望,立即自动到帐] [VIP贵宾权限+威望套餐] 另有大量优惠赠送活动,请光临充值中心
    充值拥有大量的威望和最高的下载权限,下载站内资料无忧

    快速回复主题    
    标题
    内容
     上传资料请点左侧【添加附件】

    当前时区 GMT+8, 现在时间是 2021-02-25 11:01:34
    渝ICP备11001752号  Copyright @ 2006-2016 mscbsc.com  本站统一服务邮箱:mscbsc@163.com

    Processed in 0.284032 second(s), 13 queries , Gzip enabled
    TOP
    清除 Cookies - 联系我们 - 移动通信网 - 移动通信论坛 - 通信招聘网 - Archiver