LTE系统关键无线技术MIMO.ppt

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1、TD-LTELTE系统关键技术：MIMO西安汇龙网络科技有限公司第一页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE目录 LTE系统多天线技术系统多天线技术MIMO天线技术与特点天线技术与特点26第二页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO天线技术概述天线技术概述在发送端和接收端同时使用多根天线进行数据的发送和接收；在发送端每根天线上发送的数据比特不同；在多散射体的无线环境中，来自每个发射天线的信号在每个接收天线中是不相关的，并在接收机端利用这种不相关性对多个天线发送的数据进行分离和检测；可以产生多个并行的信道（信道数小于等于发射和接收的最小天线数），并且每个信道上传递的数据不同，从而

2、提高信道容量27第三页，编辑于星期六：十三点 五分。1234TD-LTEMIMO与智能天线的区别与智能天线的区别不同天线上发送相同的数据比特不同天线上发送不同的数据比特提高链路可靠性，充分利用现有的信道增加额外信道利用波束赋形为特定用户提供定向波束，降低多址干扰提供空间多路复用增益，提高信道容量发射天线间距较小发射天线间距足够大，与移动环境有关29第四页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO技术的优势技术的优势MIMO技术结合技术结合code-reuse方式可以增加方式可以增加CDMA系统的总码道数系统的总码道数MIMO技术充分利用了技术充分利用了信道的空间特性，理论上提高了系统容

3、量MIMO技术主要应用于散射技术主要应用于散射体丰富的环境（比如室内环境），可以为室内热点地区提供高速数据传输服务30第五页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO技术制约因素技术制约因素硬件开销系统开销终端支持多天线基站支持多天线MIMO系统 同时支持单天线和多天线的终端 物理层信令 无线资源管理以及高层信令对信道环境的依赖需要信道具有较高的独立性31第六页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE系统多天线技术系统多天线技术MIMO（Multiple Input Multiple Output） 不相关的各个天线上分别发送多个数据流； 利用多径衰落，在不增加带宽和天线发送功

4、率的情况下，提高信道容量及频谱利用率，下行数据的传输质量。32第七页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE天线传输模式单天线开环空间复用MU-MIMO闭环空间复用波束赋形传输分集闭环预编码33第八页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE系统多天线技术应用系统多天线技术应用传输分集多天线技术波束赋形空间复用34第九页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE常用发射分集天线TSTD所有用户都由相下行用户数据的功率分配同的天线发送，且一起在不同的天线间切换STTD可以用一个简单SCTDP-CCPCH的分集的分集的线性变换实现分集信号的分离和最大似然检测。发射分集天线根据实际信道条件确

5、定各天线信号的加权系数，实现分集发送。CL TxD发送。这种方式占用了码道的资源，只能对少数重要的码道使用35第十页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE传输分集循环时延分集（CDD）时延分集即通过不同的天线传输同一个信号的不同时延副本不需要标准支持。此时，需要参考信号也进行CDD才可以估计出等效的空间信道。这就对参考信号提出了较强的要求，使其可以估计出较大时延扩展的信道。所以一般情况下，使用时延分集时只能延时较小的时延。36第十一页，编辑于星期六：十三点 五分。*37TD-LTE传输分集空时/频块码（STBC/SFBC）空时块码方式在第一根天线上传输原始信号，而在第二根天线上，以两个符号

6、为一组变换信号的传输顺序，并进行共轭和/或取反的操作。如果上述符号对应的是不同子载波上的符号，而不是时域上的符号，即空频块码STBCSFBCS1 S2S2S1*LTE系统中在2天线端口发送情况下的传输分集技术确定为SFBC第十二页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTESTTD发射分集发射分集开环模式中的STTD分集发射分集技术提高系统下行链路性能38第十三页，编辑于星期六：十三点 五分。39TD-LTE传输分集： TSTDTSTD (Time Switched Transmit Diversity) 在任意时刻只有一个天线被激活 一个数据流在多根天线中进行选择发送LTE系统上行天线选择技术

7、可以看作是TSTD的一个特例第十四页，编辑于星期六：十三点 五分。40TD-LTE传输分集： FSTDAntenna 1FSTDtimeAntenna 2LTE系统并没有直接采用FSTD技术，而是与其他传输分集技术结合起来使用第十五页，编辑于星期六：十三点 五分。*TD-LTE传输分集SFBC+FSTDS10 S 20S 20*S100S30 S 40S 40*S3LTE支持SFBC与FSTD结合的传输分集方式41第十六页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO应用方式：空间复用应用方式：空间复用 天线配置MxN，NM 在发送端的不同天线天线上发送不同的数据流，接收端通过N根天线接收

8、到的向量为：y = Hx + w 其中x为发送的符号向量，Mx1 y为接收到的符号向量，Nx1 H为空间信道矩阵，NxM W为噪声向量，Nx142第十七页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO技术与多用户分集技术与多用户分集43第十八页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE空间复用多码字传输 多码字传输即复用到多根天线上的数据流可以独立进行信道编码和调制 单码字传输是一个数据流进行信道编码和调制之后再复用到多根天线上 LTE支持最大的码字数目为2。单码字多码字44第十九页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE空间复用预编码技术基于预编码的空间复用是将多个数据流在发送之前使用

9、一个预编码矩阵进行线性加权 NL=NT ，预编码可以用来对多个并行传输进行正交化，从而增加在接收端的信号隔离度。 NLNT ，预编码还提供将NL个空间复用信号映射到NT个传输天线上的作用，通过提供空间复用和波束赋形带来增益。45第二十页，编辑于星期六：十三点 五分。46TD-LTE空间复用MU-MIMO基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户下行同时支持SU-MIMO和MU-MIMOSU-MIMO(SDM)MU-MIMO(SDMA)第二十一页，编辑于星期六：十三点 五分。47TD-LTE空间复用MU-MIMOLTE上行不支持SU-MIMO上行只支持虚拟MIMO，即每一个终端均发送一个数

10、据流，但是两个或者更多的数据流占用相同的时频资源，这样从基站接收机来看，这些来自不同终端的数据流，可以被看作来自同一个终端上不同天线的数据流，从而构成一个MIMO系统SU-MIMOMU-MIMO第二十二页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTEMIMO应用方式：波束赋形与应用方式：波束赋形与Pre-coding接收波束赋形 MRC 接收分集 适用于任何天线间距 Null Steering Beamformer 抑制强干扰 适用于小天线间距发送波束赋形 MRT 发送分集（TxAA？） 适用于任何天线间距 Null Steering Beamformer 抑制强干扰 适用于小天线间距48第二十三

11、页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE波束赋形Wanted UE传统波束赋形 小间距的天线阵列，使用较多天线Interfering UE单元 提高峰值速率，小区覆盖，降低小区间干扰49第二十四页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE波束赋形基于预编码的波束赋形 大间距的天线阵列，或者极化天线阵列 通过码本选择和反馈，即终端通过进行下行方向的信道估计，从已知的码本中选择下一次传输的赋形权值，并反馈给基站。50第二十五页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE波束赋形当接收端也存在多根天线时，接收端也可以利用多根天线降低用户间干扰，其主要的原理是通过对接收信号进行加权，抑制强干扰，称为

12、IRC（Interference Rejection Combining）下行上行51第二十六页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE时的天线配置时的天线配置下行下行：最高 8X8上行：最高 4X41x2 (接收分集接收分集)2x2 (发射分集发射分集, 空分复用)4x2, 4x4 (发射分集发射分集, 空分复用)8x2, 8x4. (波束赋型波束赋型)上行1x2, 1x4, 1x8 (接收分集接收分集)BSMS60第二十七页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE支持分层的支持分层的MIMO调度机制（下行）调度机制（下行）层次1下行支持多种传输模式，RRC层决策，半静态变化

13、单端口传输 （AP0）传输分集开环空间复用闭环空间复用多用户MIMORank1预编码预编码单端口传输（AP5） 波束赋形层次2MAC层进行每种传输模式内部多种层进行每种传输模式内部多种MIMO方式的动方式的动态调度，比如Rank自适应，传输分集与空间复用的切换等。通过DCI指示，动态变化每种传输模式内部均包括传输分集，便于模式切换62第二十八页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE支持多层次的支持多层次的MIMO调度机制（上行）调度机制（上行）层次1是否支持上行天线选择RRC层决策层决策受限于终端能力校准层次2RRUBBUFiber是否采用MU-MIMO无显示信令指示MAC层根据调度策略决策层根据调度策略决策63第二十九页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTELTE 系统MIMO技术实现64第三十页，编辑于星期六：十三点 五分。TD-LTE天线系统平滑升级8通道智能天线通道智能天线校准TD-SCDMA波束（单流）波束（单流）1个赋型波束个赋型波束TD-LTE波束（双流）波束（双流）4天线赋型波束RRUBBUFiber4天线赋型波束天线赋型波束当TD-LTE与TD-SCDMA采用相同的频段，天线可复用，RRU软件升级支持LTE65第三十一页，编辑于星期六：十三点 五分。