LTE MIMO 模式的学习理解

MIMO学习心得--------EllenwangLTE的7个传输模式中6个分别应用了四种MIMO技术方案：传输分集（TD），波束赋型（Beamforming），空间复用（SM），多用户MIMO（MU-MIMO）：1.为普通单天线传输模式。2.TransmitDiversity模式：分2发送天线的SFBC，和4发送天线的SFBC+FSTD两种方案。2发送天线的SFBC:SFBC是由STBC（SpaceTimeBlockCode）演变而来，由于OFDM一个slot的符号数为奇数，因此不适于使用STBC，但频域资源是以RB=12个子载波来分配的，因此可以用连续两个子载波来代替连续两个时域符号，从而组成SFBC。而当使用4发送天线时，SFBC+FSTD（FrequencySwitchedTransmitDiversity）被采用。3.SM-openloop，UE仅仅反馈信道的RI（RankIndicator）。此时基站会使用CDD（CycleDelayDiversity）技术。4.SM-closeloop，UE根据信道估计的结果反馈合适的PMI（PrecodingMatrixIndicator）。(如利用系统容量最大计算合适的PMI)5.MU-MIMO，该方案将相同的时频资源通过空分，分配给不同的用户。6.closelooprank1——SMorBF，UE反馈信道信息使得基站选择合适的Precoding。7.UESpecialRS——BF，和BeamForming的前一种方式不同，这种方式无需UE反馈信道信息，而是基站通过上行信号进行方向估计，并在下行信号中插入UESpecialRS。基站可以让UE汇报UESpecialRS估计出的CQI。空间复用是为了提高传输数据数量，基于多码字的同时传输，即多个相互独立的数据流通过映射到不同的层，再由不同的天线发送出去。码字数量与天线数量未必一致。（当然天线数量＝码字数量）。传输分集主要用于提高信号传输的可靠性，例如采用空时编码（STC）、循环延时分集（CDD)及天线切换分集等，LTE中用的比较多的是SFBC编码。传输分集（TM2）用来提高信号传输的可靠性，主要是针对小区边缘用户，TM3，TM4主要是针对小区中央的用户，提高峰值速率。MU-MIMO是为了提高吞吐量，用于小区中的业务密集区。TM6，TM7是用于增强小区覆盖，也是用于边缘用户。不过6是针对FDD，7是针对TDD而已。在学习理解MIMO之前，需要理解几个基本概念：1.codeword:相当于TranportBlock,即物理层需要传输的原始数据块.LTE可支持在同一块资源同时传输2个相对独立的codeword，这是通过空间复用（SM）技术实现的。2.layer：数据被分为不同layer进行传输，layer总数=天线个数。和信道矩阵的rank是对应的。相当于空分的维度。3.rank：相当于总的layer数。4.atennaport：其实并不等同于天线个数，而是相当于不同的信道估计参考信号pattern。对端口0~3，确实对应多天线时，RS的发送pattern；对于端口4，对应于PMCH，MBSFN情况的RS；对于端口5，对应于UESpecialRS。TDD-LTE中支持的传输模式使用的DCIformat。在每一种模式中都可以通过改变DCIformat切换到发射分集模式（TM2），并且TM3、TM4模式下，也支持在不改变DCIformat的情况下从空分复用切换到发射分集模式（TM2），这时需要通过在DCIformat中的precodinginformationfield来指示所使用的precodingmatrixvector。From36.213Table7.1-5Table7.1-5:PDCCHandPDSCHconfiguredbyC-RNTIMode2DCIformat1ACommonandUEspecificbyC-RNTITransmitdiversity(seesubclause7.1.2)DCIformat1UEspecificbyC-RNTITransmitdiversity(seesubclause7.1.2)Mode3DCIformat1ACommonandUEspecificbyC-RNTITransmitdiversity(seesubclause7.1.2)DCIformat2AUEspecificbyC-RNTILargedelayCDD(seesubclause7.1.3)orTransmitdiversity(seesubclause7.1.2)Mode4DCIformat1ACommonandUEspecificbyC-RNTITransmitdiversity(seesubclause7.1.2)DCIformat2UEspecificbyC-RNTIClosed-loopspatialmultiplexing(seesubclause7.1.4)orTransmitdiversity(seesubclause7.1.2)Mode7DCIformat1ACommonandUEspecificbyC-RNTIIfthenumberofPBCHantennaportsisone,Single-antennaport,port0isused(seesubclause7.1.1),otherwiseTransmitdiversity(seesubclause7.1.2)DCIformat1UEspecificbyC-RNTISingle-antennaport;port5(seesubclause7.1.1)PDSCHprocessflow:LayermappingNowcodeword-to-layermappingsupport3types:1.Layermappingfortransmissiononasingleantennaport1codeword-to-1layer2.Layermappingforspatialmultiplexing2antennaports:1)1codeword-to-1layer2)2codewords-to-2layers4antennaports:1)1codeword-to-1layer2)1codeword-to-2layers3)2codewords-to-2layers4)2codewords-to-3layers5)2codewords-to-4layersTable6.3.3.2-1:Codeword-to-layermappingforspatialmultiplexing.NumberoflayersNumberofcodewordsCodeword-to-layermapping1,...,1,0layersymbMi11)()()0()0(idix)0(symblayersymbMM22)()()0()0(idix)1(symb)0(symblayersymbMMM)()()1()1(idix21)12()()2()()0()1()0()0(idixidixlayer(0)symbsymb2MM32)()()0()0(idix2)1(symb)0(symblayersymbMMM)12()()2()()1()2()1()1(idixidix42)12()()2()()0()1()0()0(idixidix22)1(symb)0(symblayersymbMMM)12()()2()()1()3()1()2(idixidix3.Layermappingfortransmitdiversity1codeword-to-2layers(2antennaports)1codeword-to-4layers(4antennaports)Table6.3.3.3-1:Codeword-to-layermappingfortransmitdiversity.NumberoflayersNumberofcodewordsCodeword-to-layermapping1,...,1,0layersymbMi21)12()()2()()0()1()0()0(idixidix2)0(symblayersymbMM41)34()()24()()14()()4()()0()3()0()2()0()1()0()0(idixidixidixidix04modif4204modif4)0(symb)0(symb)0(symb)0(symblayersymbMMMMMIf04mod)0(symbMtwonullsymbolsshallbeappendedto)1()0(symb)0(MdPrecondingNowprecodingsupport3types:1.Precodingfortransmissiononasingleantennaport2.Precodingfortransmitdiversity)(Im)(Im)(Re)(Re00101001000121)12()12()2()2()1()0()1()0()1()0()1()0(ixixixixjjjjiyiyiyiy3.PrecodingwithoutCDD----Closed-loopspatialmultiplexingscheme(TM4))()()()()()1()0()1()0(ixixiWiyiyP4.PrecodingforlargedelayCDD----LargedelayCDDscheme(TM3))()()()()()()1()0()1()0(ixixUiDiWiyiyPUand)(iDcangetfrombelowtableaccordingtodifferentlayerTable6.3.4.2.2-1:Large-delaycyclicdelaydiversity.NumberoflayersU)(iD22211121je22001ije3383434321111131jjjjeeee34320000001ijijee4418412464124844464442111111121jjjjjjjjjeeeeeeeee4644420000000000001ijijijeeeFor)(iWcanselectedfromcodebookdefinedin36.211Table6.3.4.2.3-1.Table6.3.4.2.3-1:Codebookfortransmissiononantennaports1,0.CodebookindexNumberoflayers1201121100121111211111212j121jj11213j121-PMIUEwillreportthesuggestedcodebookindexbyPMIandeNBwillsendthecodebookinfowhicheNBwilluseforPDSCHbyDCI.Fordifferenttransmissionmode,thePMIwillusedifferentnumberofbits.Table7.2-1b:Numberofbitsincodebooksubsetrestrictionbit