移动通信网络规划：4G关键技术之MIMO.docxVIP

1、4G关键技术之MIMO一、MIMO技术概述MIMO（MultipleInputMultipleoutput）就是多输入多输出的意思。多天线技术是移动通信领域中无线传输技术的重大突破。通常，多径效应会引起衰落，因而被视为有害因素，然而，多天线技术却能将多径作为一个有利因素加以利用。MIM0技术利用空间中的多径因素，在发送端和接收端采用多个天线，如下图所示，通过空时处理技术实现分集增益或复用增益，充分利用空间资源，提高频谱利用率。二、LTE系统中的MIMO模型无线通信系统中通常采用如下几种传输模型：单输入单输出系统SISO、多输入单输出系统MISO、单输入多输出系统SIMO和多输入多输出系统MIM

2、Oo在一个无线通信系统中，天线是处于最前端的信号处理部分。提高天线系统的性能和效率，将会直接给整个系统带来可观的增益。传统天线系统的发展经历了从单发/单收天线SISO,到多发/单收MISO,以及单发/多收SIMO天线的阶段。为了尽可能的抵抗这种时变-多径衰落对信号传输的影响，人们不断的寻找新的技术。采用时间分集（时域交织）和频率分集（扩展频谱技术）技术就是在传统SISo系统中抵抗多径衰落的有效手段，而空间分集（多天线）技术就是MISO、SIMO或MlMO系统进一步抵抗衰落的有效手段。LTE系统中常用的MIMO模型有下行单用户MIMO(SU-MIMO)和上行多用户MIMO(MU-MIMO)oMU

3、-MIMO(多用户MIMO):多个终端同时使用相同的时频资源块进行上行传输，其中每个终端都是采用1根发射天线，系统侧接收机对上行多用户混合接收信号进行联合检测，最后恢复出各个用户的原始发射信号。上行MU-MIMO是大幅提高LIE系统上行频谱效率的一个重要手段，但是无法提高上行单用户峰值吞吐量。其传输模型如下图所示。P7：SU-MIMO(单用户MIMO):指在同一时频单元上一个用户独占所有空间资源，这时的预编码考虑的是单个收发链路的性能，其传输模型如下图所示。三、MIMO原理MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。下图所示为MI

4、MO系统的原理图。在发射器端配置了Nt个发射天线，在接收器端配置了Nr个接收天线,xj(j=l,2.Nt)表示第j号发射天线发射的信号，ri(i=l,2Nr表示第i号接收天线接收的信号，hij表示第j号发射天线到第i号接收天线的信道衰落系数。在接收端，噪声信号ni是统计独立的复零均值高斯变量，而且与发射信号独立，不同时刻的噪声信号间也相互独立，每一个接收天线接收的噪声信号功率相同。MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。四、MIMO关键技术为了满足系统中高速数据传输速率和高系统容量方面的需求，

5、LIE系统的下行MIMO技术支持2X2的基本天线配置。下行MIMO技术主要包括：空间分集、空间复用及波束成形3大类。1、空间复用空间复用的主要原理是利用空间信道的弱相关性，通过在多个相互独立的空间信道上传输不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率LIE系统中空间复用技术包括:开环空间复用和闭环空间复用。2、空间分集是采用多个收发天线的空间分集可以很好的对抗传输信道的衰落。空间分集分为发射分集、接收分集和接收发射分集三种。3、波束成形MIMO中的波束成形方式与智能天线系统中的波束成形类似，在发射端将待发射数据矢量加权，形成某种方向图后到达接收端，接收端再对收到的信号进行上行波束成形，抑制噪声和干扰。与常规智能天线不同的是，原来的下行波束成形只针对一个天线，现在需要针对多个天线。通过下行波束成形，使得信号在用户方向上得到加强，通