MIMO 学习心得 -Ellen wang LTE 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（Space Time Block Code）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（Frequency Switched Transmit Diversity）被采用。 3. SM-open loop，UE 仅仅反馈信道的 RI（Rank Indicator）。此时基站会使 用 CDD（Cycle Delay Diversity）技术。 4. SM-close loop，UE 根据信道估计的结果反馈合适的 PMI（Precoding Matrix Indicator）。(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. close loop rank1SM or BF，UE 反馈信道信息使得基站选择合适的 Precoding。 7. UE Special RSBF，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 UE Special RS。基站可以让 UE 汇报 UE Special RS 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. atenna port：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 03，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 UE Special RS。 TDD-LTE中支持的传输模式使用的 DCI format 。在每一种模式中都可以通过改变 DCI format切换到发射分集模式（TM2），并且 TM3、TM4 模式下，也支持在不 改变 DCI format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 DCI format中的 precoding information field 来指示所使用的 precoding matrix vector。 From 36.213 Table 7.1-5 Table 7.1-5: PDCCH and PDSCH configured by C-RNTI DCI format 1ACommon and UE specific by C-RNTI Transmit diversity (see subclause 7.1.2) Mode 2 DCI format 1UE specific by C-RNTITransmit diversity (see subclause 7.1.2) DCI format 1ACommon and UE specific by C-RNTI Transmit diversity (see subclause 7.1.2) Mode 3 DCI format 2AUE specific by C-RNTILarge delay CDD (see subclause 7.1.3) or Transmit diversity (see subclause 7.1.2) DCI format 1ACommon and UE specific by C-RNTI Transmit diversity (see subclause 7.1.2) Mode 4 DCI format 2UE specific by C-RNTIClosed-loop spatial multiplexing (see subclause 7.1.4)or Transmit diversity (see subclause 7.1.2) DCI format 1ACommon and UE specific by C-RNTI If the number of PBCH antenna ports is one, Single-antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1.2) Mode 7 DCI format 1UE specific by C-RNTISingle-antenna port; port 5 (see subclause 7.1.1) PDSCH process flow: Layer mapping Now codeword-to-layer mapping support 3 types: 1. Layer mapping for transmission on a single antenna port 1 codeword-to-1 layer 2. Layer mapping for spatial multiplexing 2 antenna ports: 1) 1 codeword-to-1 layer 2) 2 codewords-to-2 layers 4 antenna ports: 1) 1 codeword-to-1 layer 2) 1 codeword-to-2 layers 3) 2 codewords-to-2 layers 4) 2 codewords-to-3 layers 5) 2 codewords-to-4 layers Table 6.3.3.2-1: Codeword-to-layer mapping for spatial multiplexing. Number of layersNumber of codewordsCodeword-to-layer mapping 1,.,1 , 0 layer symb Mi 11)()( )0()0( idix )0( symb layer symb MM )()( )0()0( idix 22 )()( ) 1 () 1 ( idix ) 1 ( symb )0( symb layer symb MMM 21 ) 12()( )2()( )0() 1 ( )0()0( idix idix layer(0) symbsymb 2MM )()( )0()0( idix 32 ) 12()( )2()( ) 1 ()2( ) 1 () 1 ( idix idix 2 ) 1 ( symb )0( symb layer symb MMM ) 12()( )2()( )0() 1 ( )0()0( idix idix 42 ) 12()( )2()( ) 1 ()3( ) 1 ()2( idix idix 22 ) 1 ( symb )0( symb layer symb MMM 3. Layer mapping for transmit diversity 1 codeword-to-2 layers (2 antenna ports) 1 codeword-to-4 layers (4 antenna ports) Table 6.3.3.3-1: Codeword-to-layer mapping for transmit diversity. Number of layers Number of codewords Codeword-to-layer mapping 1,.,1 , 0 layer symb Mi 21) 12()( )2()( )0() 1 ( )0()0( idix idix 2 )0( symb layer symb MM 41 )34()( )24()( ) 14()( )4()( )0()3( )0()2( )0() 1 ( )0()0( idix idix idix idix 04modif42 04modif4 )0( symb )0( symb )0( symb )0( symblayer symb MM MM M If two null symbols shall be 04mod )0( symb M appended to ) 1( )0( symb )0( Md Preconding Now precoding support 3 types: 1. Precoding for transmission on a single antenna port 2. Precoding for transmit diversity )(Im )(Im )(Re )(Re 001 010 010 001 2 1 ) 12( ) 12( )2( )2( ) 1 ( )0( ) 1 ( )0( ) 1 ( )0( ) 1 ( )0( ix ix ix ix j j j j iy iy iy iy 3. Precoding without CDD- Closed-loop spatial multiplexing scheme(TM4) )( )( )( )( )( ) 1( )0( ) 1( )0( ix ix iW iy iy P 4. Precoding for large delay CDD - Large delay CDD scheme(TM3 ) )( )( )()( )( )( ) 1( )0( ) 1( )0( ix ix UiDiW iy iy P and can get from below table according to different layer U)(iD Table 6.3.4.2.2-1: Large-delay cyclic delay diversity. Nu