在LTE网络中开始使用MIMO技术,终端和网络在天线侧通过多路发送和多路接收,可以提高数据(上传/下载)的速率;MIMO的预编码设过程如下:整理:kangguoying20200708整理:kangguoying20200708
在MIMO的预编码设计过程,取信道矩阵(H),对矩阵进行奇异值(SVD)分解,而奇异值分解结果就是预编码矩阵。在MIMO使用中(如LTE的闭环MIMO中的TM4) ,首先评估信道并选择一个特定的预编码矩阵,然后将其发送回接收端,如下图所示:整理:kangguoying20200708
UE在特定时刻选择最适合信道码本,其算法如下:整理:kangguoying20200708
当一个特定码本单元(预编码矩阵)被选定,如图所示预编码矩阵将被用来转换传入的比特,详见预编码释意。
MIMO应用的可靠性
数学模型中收、发端的输入参数如下:整理:kangguoying20200708
· 在接收端至少得到三个矩阵,这样接收者可以从接收到的信号估计信道矩阵H, 并通过H计算这些矩阵。
· 矢量x是发射端已知并根据它进行数据传输整理:kangguoying20200708
· 矩阵 u 对于接收端可是已知的,它可从h中派生出来。整理:kangguoying20200708
关于如何计算矩阵 v ,其中,包括两个问题:整理:kangguoying20200708
· 这是发射端使用,但发射端没有任何h的信息,因为无法直接在发射端计算。
· 在数据(向量 x)传输之前,这个矩阵在发送端使用。 发射器如何在事情发生之前就掌握?整理:kangguoying20200708
最常见的解决方案之一就是通过接收端分析信道矩阵(h) ,并通知发射端最佳矩阵 v,这是所谓的“闭环MIMO”和LTE TM4 (传输模式4)属于这一类。整理:kangguoying20200708
· 尽管UE可以计算出矩阵 v,这是从刚接收到数据中得到的。如果它把这些信息发送给发送端,发送端就会利用这些信息进行下一次传输。 如果当前传输和下一次传输的信道条件没有太大差异,则来自接收端的这些信息对下一次在发射端上传输有很大帮助。如果信道条件变化太快,信息可能就没用了。整理:kangguoying20200708
· 即使UE计算出了正确矩阵v,将整个矩阵发送到发送端需要大量的数据和开销。 在某些情况下,如LTE中使用了一种变通方法,也就是只使用少量 / 多个预定义矩阵对 v 进行求值,接收端对每个候选矩阵进行求值,选出最优矩阵,并将候选矩阵的索引信息通知给发送端,而不是通知整个矩阵的内容。例如在LTE TM中,他们只定义了2 x 2MIMO的4个候选V矩阵(预编码矩阵)和4 x 4MIMO的16个候选。 被选中的候选可能在数学方面不是最合适的,但是在数学准确性和报告间接开销之间的权衡方面,它可是最好的方法。
· 在LTE TM 8,9,10中引入了一种方法;传送端器可以使用任何预编码矩阵(v)。 在这种情况下,发射端使用特殊的参考信号,称为UE-specific (接收机特定)参考信号,以帮助在接收端更好地解码。
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