移動通信第8章_寬帶移動通信中的多天線技術(shù)

1、重慶大學重慶大學 Chongqing University University 1 12021年年12月月12日星期日日星期日移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)第八章第八章 寬帶移動通信中的多天線技術(shù)寬帶移動通信中的多天線技術(shù)（MIMO技術(shù)）技術(shù)）重慶大學重慶大學 Chongqing University University 2 22021年年12月月12日星期日日星期日第八章第八章 寬帶移動通信中的多天線技術(shù)寬帶移動通信中的多天線技術(shù)11 - -1QPSK映射0 -11 - -1輸入數(shù)據(jù)符號重復（+ +）符號重復（+ -）增益A增益BWalsh n復PN碼序列天線1天線21W2W1b2b1s2s8

2、.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 87872021年年12月月12日星期日日星期日 2. 空時擴展發(fā)送分集(STS)CDMA2000中空時擴展發(fā)送分集(STS)原理 串/并變換輸入數(shù)據(jù)天線1天線21b2b12b11bW22bW21bW12bW1W2W1S2S8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 88882021年年12月月12日星期日日星期日 輸入數(shù)據(jù) 按

3、奇偶分為并行兩組 與 ，分別乘以Walsh函數(shù) 和 ，復乘后乘以歸一化系數(shù)。兩路發(fā)送信號分別為： 3. 選擇式發(fā)送分集(STD) 選擇式發(fā)送分集選擇式發(fā)送分集(STD)是開環(huán)的時間切換發(fā)送分集是開環(huán)的時間切換發(fā)送分集TSTD方式的進一步擴展。移動臺從基站每個天線發(fā)送的公共方式的進一步擴展。移動臺從基站每個天線發(fā)送的公共導頻信號中估計出接收到的各發(fā)射天線信號能量導頻信號中估計出接收到的各發(fā)射天線信號能量(或信噪或信噪比比)，并通過一個反饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基，并通過一個反饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基站，再由基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動臺最大接收能站，再由基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動

4、臺最大接收能量量(或信噪比或信噪比)的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分集在閉環(huán)發(fā)送的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分集在閉環(huán)發(fā)送分集中結(jié)構(gòu)最為簡單，但性能也是最差。分集中結(jié)構(gòu)最為簡單，但性能也是最差。112212bWbWS211222bWbWSb1b2b1W2W8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 89892021年年12月月12日星期日日星期日 4. 發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA)CDMA2000中發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA)原理 反饋接收增益調(diào)節(jié)接收機信號判決輸出反饋發(fā)送信道估計基

5、站端移動臺端W8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 90902021年年12月月12日星期日日星期日8.5.4 MIMO技術(shù)在技術(shù)在LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用 1. 發(fā)分集技術(shù) LTE中的發(fā)分集技術(shù)主要包括空頻分組碼(SFBC)和頻率切換發(fā)分集(FSTD)兩種技術(shù)。SFBC與STBC原理相同，都是基于Alamouti編碼。 0012*11211212yyxxxxyy 000011111222223333341234000123400000012340001234yyyyx

6、yyyyxxyyyyxyyyy8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 91912021年年12月月12日星期日日星期日 2. 波束成形技術(shù)波束成形技術(shù) LTE系統(tǒng)的系統(tǒng)的PDSCH信道可以采用波束成形技術(shù)，主信道可以采用波束成形技術(shù)，主要包括兩種方式。要包括兩種方式。 (1)閉環(huán)閉環(huán)rank1預編碼預編碼 rank1預編碼既可以看作空間復用，也可以作為波束預編碼既可以看作空間復用，也可以作為波束成形方案。在此模式下，成形方案。在此模式下，UE向向eNodeB發(fā)送信道信息，發(fā)送信

7、道信息，表征用于波束成形操作的合適預編碼方案。表征用于波束成形操作的合適預編碼方案。 (2)基于基于UE專用專用RS進行波束賦形進行波束賦形 在此模式下，在此模式下，UE不反饋與預編碼有關(guān)的信息。不反饋與預編碼有關(guān)的信息。eNodeB需要利用上行信道信息需要利用上行信道信息(例如例如DoA)，進行波，進行波束賦形。束賦形。 8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 92922021年年12月月12日星期日日星期日 3. 空間復用技術(shù)空間復用技術(shù) LTE系統(tǒng)中空間復用技術(shù)包括兩類：

8、預編碼與CDD。 (1)預編碼模式預編碼模式 LTE系統(tǒng)的PDSCH信道可以采用基于碼本的預編碼技術(shù)，提高系統(tǒng)容量。LTE碼本為酉矩陣生成的碼本，具有如下性質(zhì)。 恒模性恒模性 嵌入性嵌入性 簡易性簡易性8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 93932021年年12月月12日星期日日星期日 (2)CDD模式模式 在開環(huán)空間復用場景下，UE只反饋信道有效層數(shù)(Rank)，不反饋合適的預編碼矩陣。此時如果Rank大于1，則LTE使用循環(huán)延遲分集(CDD)。CDD在多個天線上相同的子

9、載波單元發(fā)送相同的OFDM符號，但每個天線有不同的時延。由于發(fā)送時延是在添加CP前引入的，因此具有循環(huán)移位特性，因此命名為CDD。 8.5 MIMO技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用重慶大學重慶大學 Chongqing University University 94942021年年12月月12日星期日日星期日 從技術(shù)特征看，可以把多天線技術(shù)劃分為空間復從技術(shù)特征看，可以把多天線技術(shù)劃分為空間復用、空間分集和預編碼技術(shù)三大類，人們從檢測用、空間分集和預編碼技術(shù)三大類，人們從檢測算法、獲取算法、獲取CSI的位置、天線配置以及能夠獲取的的位置、天線配置以及能夠獲取的性能增

10、益等方面進行了廣泛深入的研究，提出了性能增益等方面進行了廣泛深入的研究，提出了多種多種MIMO技術(shù)方案。技術(shù)方案。 下圖給出了近年來學術(shù)界提出的多種代表方案，下圖給出了近年來學術(shù)界提出的多種代表方案，文獻文獻11.38扼要分析了各種方案的特點，感興趣的扼要分析了各種方案的特點，感興趣的讀者可以查閱該綜述的參考文獻，了解各個方案讀者可以查閱該綜述的參考文獻，了解各個方案的技術(shù)細節(jié)。的技術(shù)細節(jié)。 8.6 本章小結(jié)本章小結(jié)重慶大學重慶大學 Chongqing University University 95952021年年12月月12日星期日日星期日第第7章介紹的章介紹的OFDM技術(shù)能將技術(shù)能將頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為多個信道轉(zhuǎn)化為多個平坦衰落信道，平坦衰落信道，MIMO與與OFDM結(jié)合，能夠發(fā)揮結(jié)合，能夠發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)點，兩種技術(shù)的優(yōu)點，是是4G移動通信移動通信技術(shù)的必然選擇，技術(shù)的必然選擇，MIMO-OFDM技術(shù)已經(jīng)在技術(shù)已經(jīng)在LTE、WiMax等等B3G移動通信系統(tǒng)中移動通