MIMO技术ppt

-
MIMO的工作模式
空间复用模式： 空分复用的思想是把一个高速的数据流分
割为几个速率较低的数据流，分别在不同 的天线进行编码、调制，然后发送。天线 之间相互独立，一个天线相当于一个独立 的信道。接收机利用空间均衡器分离接收 信号，然后解调、解码，将几个数据流合 并，恢复出原始信号。 空时编码
数学模型： R=HS+N
R:接收数据流向量 H:空间信道变换矩阵 S:发射数据流向量 N:噪声影响向量
-
MIMO基本原理
极限容量：
单天线系统：C=B*LOG2(1+S/N) SIMO系统： C=B*LOG2(1+MrPt/δ*h²) MISO系统： C=B*LOG2(1+MtPt/δ*h²) MIMO系统： C=MIN(Mr,Mt)*B*LOG2(1+Pt/δ*λ) 其中： Pt：天线发射功率， Mr：接收天线数 Mt：发射天线数 ，δ：白噪声的方差 h:衰减系数 λ:空间信道转换矩阵的特征根
MIMO的工作模式
MIMO 模式总结
传输 方案 发射分集 (SFBC) 开环空间复用 双流预编码 多用户MIMO 码本波束成形 非码本波束成形
信道 相关性
低
低 低 低 高 高
来自百度文库移动性
高/中速移动
高/中速移动 低速移动 低速移动 低速移动 低速移动
-
数据 速率
低
中/低 高 高 低 低
在小区中 的位置 小区边缘
C
层
CRC、码块 分割、编
码、速率匹 配、码块级
连、加扰
调 制
QPSK/ 16QA M/64 QAM
M1 4
层1
延
层
迟
映
编
射
码
矩
层4
阵
码 本 编 码 矩
阵
天线端口1 各 端 口 数 据 资 源
天线端口P 映
天线端口1
天线端口P
各端 口数
据
O FDM 调制
天线端口1
端口 广播
加权
M3 1
-
MIMO基本原理
概述： 最早的多天线技术是一种接收分集的技术 如采用多天线发送相同的数据流，它们是
相互干扰的，甚至会相互抵消，起不到发 送分集的作用，要想实现发送分集，必须 解决发送天线之间无线链路正交性的问题。 多天线正交性的问题最终被攻克，于是 MIMO技术成熟了。
-
MIMO基本原理
提高小区覆盖，抑制干扰
MIMO的工作模式
MIMO模式在下行物理信道的应用
物理信道
Mode1
PDSCH
PBCH
PCFICH
PDCCH
PHICH
SCH
Mode 2
Mode3 – Mode 7
-
MIMO的工作模式
MIMO模式的应用
小区中心
小区边缘
高速移动
中速移动
市区
低速移动（室内） 小-区边缘
时间
Z= S1 S2 -S2* S1*
天线
-
MIMO的工作模式
SFBC的主要思想是在空间和频率两个维度 上安排数据流的不同版本，可以有空间分 集和频率分集的效果。
Z=
S1 S2 -S2* S1*
子载波
天线
-
MIMO的工作模式
TSTD也是在空间和时间两个维度上安排数 据流的不同部分，可以有空间分集和时间 分集的效果。
√
-
课程内容
MIMO基本原理 MIMO的工作模式 MIMO系统的实现 自适应MIMO 多用户MIMO
-
MIMO的工作模式
MIMO系统的多个输入和多个输出实际上就 是多个信号流在空中的并行传输
提高信息传送效率的工作模式就是MIMO的 复用模式
提高信息传送可靠性的工作模式就是MIMO 的分集模式
MIMO多天线技术
-
课程内容
MIMO基本原理 MIMO的工作模式 MIMO系统的实现 自适应MIMO 多用户MIMO
-
MIMO基本原理
概述 数学模型 极限容量 多天线技术增益
-
MIMO基本原理
概述： MIMO技术的基本出发点是将用户数据分解
为多个并行的数据流，在指定的带宽内由 多个发射天线上同时刻发射，经过无线信 道后，由多个接收天线接收，并根据各个 并行数据流的空间特性，利用解调技术， 最终恢复出原数据流。
-
MIMO的工作模式
空间分集模式 空间分集的思想是制作同一个数据流的不同版
本，分别在不同的天线进行编码、调制、然后 发送。这个数据流可以是原来要发送的数据流， 也可以是原始数据流经过一定的数学变换后形 成的新数据流。同一个东西，不同的面貌。 不管是复用技术还是分集技术，都涉及把一路 数据变成多路数据的技术，即空时编码技术。
小区中心/边缘 小区中心 小区中心 小区边缘 小区边缘
课程内容
MIMO基本原理 MIMO的工作模式 MIMO系统的实现 自适应MIMO 多用户MIMO
-
MIMO系统的实现
最多2个码字流q 2
最多4层 4
最多4个天线端口P 4
每端口天线数目 M P 1
码字1
码 字
流
M
数
A 码字2 据
时间
空间 （天线口）
S1 S3
S5
S7
S2
S4
S6
1ms
-
MIMO的工作模式
CDD也是在空间和时间两个维度上安排数据 流的，可以有空间分集和时间分集的效果。
空间
S2 S1
（天线口）
S2 S1 1ms
时间
-
MIMO的工作模式
CDD矩阵表示形式：
Z=
S(t)
S(t-t）
子载波
天线
t：是CDD的时延量
-
MIMO基本原理
多天线技术增益： 阵列增益 功率增益 分集增益 空间复用增益 干扰抑制增益
-
MIMO基本原理
多天线技术增益和系统性能改善的关系
阵列增益 功率增益 分集增益 空间复用增益 干扰抑制增益
改善系统 覆盖
√ √ √
√
提高链路可 靠性
√ √
提高系统 提高用户
容量
峰值速率
√
√
-
MIMO的工作模式
STBC：空时块编码 SFBC: 空频块编码 TSTD/FSTD:时间/频率转换传送分集 CDD: 循环延时分集
-
MIMO的工作模式
STBC的主要思想是在空间和时间两个维度 上安排数据流的不同版本，可以有空间分 集和时间分集的效果，从而降低信道误码 率，提高信道可靠性。
-
MIMO的工作模式
LTE中7种MIMO模式
1 Mode 1 单天线端口 2 Mode 2 发射分集 3 Mode 3 开环空间复用 4 Mode 4 闭环空间复用 5 Mode 5 多用户MIMO 6 Mode 6 码本波束成形 7 Mode 7 非码本波束成形
-
适用于单天线端口 提供发射分集对抗衰落 适用于高速移动环境 提高峰值速率 提高系统容量