LTEMIMO分析Word格式文档下载.docx
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2
发射分集
3
DCI格式2A
开环空分复用（CDD）或发射分集
4
DCI格式2
闭环空分复用或发射分集
5
DCI格式1D
UUE专用搜寻空间
多用户MIMO
6
DCI格式1B
闭环单层预编码
7
单天线端口0（PBCH单天线端口）或发射分集
单天线端口5
1.1MIMO
传输模式选择与切换
选择MIMO
传输模式需要综合考虑多种要素，包含：
eNB和UE天线配置、UE级别和速度、
信道环境和业务环境等。
当
UE挪动速度、信道环境和业务环境的要素发生变化时，需要相应的
MIMO模式的切换。
1.2MIMO
方案基根源理
在Rel.8规范中，定义了一个与
MIMO方案亲近相关的看法：
天线端口。
天线端口对应一个导
频信号，经过该导频信号可预计其对应的信道状态信息。
Rel.8规范定义了6个天线端口0、1、2、
3、4和5，分别对应6个不一样的下行参照信号。
单天线端口0传输
该方案采纳单天线端口0传输，即只有一个参照信号用于下行传输，用户端接收天线数目不限，
单天线端口是LTE最低配置方案，拥有最高优先权，即LTE系统一定支持单天线端口传输方案。
LTE定义的发射分集采纳空频分组码（SFBC），分为2天线端口和4天线端口两种。
2天线端口采纳纯空频分组码，其编码矩阵为：
x1
x2
（1）
*
此中x1和x2*
同子载波，x2和x1*同在另一子载波，
和x2同端口（如端口
0），x2*和x1*同在另一
端口（如端口
1）。
4天线端口采纳
SFBC联合频率切换发射分集（
FSTD）方案，其编码矩阵为：
x4
x3
（2）
x3*
x4*
此中同列符号同子载波，不一样列符号映照到不一样的子载波上，同行符号同端口，不一样行符号映照到
不一样的端口上。
因为端口2和端口3的参照信号密度不过端口0和端口1的一半，所以FSTD在端口映照中需要保证信道预计偏差的均衡性。
1.2.3开环空分复用
开环空分复用采纳循环延缓分集（
CDD）方案。
相同分为
2天线端口和4天线端口两种，这里
开环的含义是不需要反响预编码矩阵指示（
PMI）信息，但仍需反响信道秩指示（
RI）信息。
只有
当RI大于1的状况下才可能启用开环空分复用，不然将采纳发射分集方案。
2天线端口CDD预编
码矩阵为：
11
ej2i2
x1i1,x3i
2,L
（3）
21ej21i2
x2i1,x4i
此中i为输入符号序号。
编码后的符号矩阵中，第一列映照到子载波
1，第二列映照到子载波
2，第一
行映照到端口0，第二行映照到端口
1。
4天线端口CDD预编码矩阵为：
j2
i
v
e
L
x1i
xv1
i1
j2v
x2i1
xv2
i2,L
（4）
wi
M
O
xvi1
xvv
iv1
此中
为RI值，W（i）
Ck，k
mod4
1，c1
1,j,
1,j
T
[1,1,1,1]T
，c3[1,1,1,1]T，
，c2
c4
[1,1,1,1]T。
相同，编码后不一样列的符号映照到不一样子载波，不一样行的符号映照到不一样端口。
1.2.4闭环空分复用
LTE定义的闭环空分复用需要
UE反响PMI以及RI。
PMI采纳码本反响方案，表
2和表3给
出了2天线端口和4天线端口预编码矩阵码本。
为了减少UE端CQI计算以及选择码字计算的复杂
度，同时降低对基站端线性功放的要求，
LTE中2天线码本和
4天线码本中的码字具备以下性质：
1）恒模特征：
即每个码字中的元素拥有相同的模值，可以保证天线间的等功率分配。
2）嵌套特征：
即高RI值的码字包含低RI值的码字，可以降低CQI计算的复杂度。
3）有限字符集：
即码字中的元素仅为QPSK或8PSK符号，可以防备选择码字时的乘法运算。
表2.2端口预编码码本
RI=1RI=2
1，1
，1
1，11
12
j
21
12j
表天线端口4
比特码本结构
码字
un
层数
（RI值）,Wn
H
索引
I2unun
unHun
u0
{1}
W0
u1
W1
u2
W2
u3
j1
W3
u4
1（1j）
j（1j）
W4
u5
1（1j）
j（1j）
W5
u6
W6
u7
W7
8
u8
W8
9
u9
W9
10
u10
W10
11
u11
W11
u12
W12
13
u13
W13
14
u14
W14
15
u15
W15
W0{14}
W1{12}
W2{12}
W3{12}
W4{14}
W5{14}
W6{13}
W7{13}
W8{12}
W9{14}
W10{13}
W11{13}
W12{12}
W13{13}
W14{13}
W15{12}
2W0{124}
2W1{123}
2W2{123}
2W3{123}
2W4{124}
2W5{124}
2W6{134}
2W7{134}
2W8{124}
2W9{134}
2W10{123}
2W11{134}
2W12{123}
2W13{123}
2W14{123}
2W15{123}
W0{1234}
W1{1234}
W2{3214}
W3{3214}
W4{1234}
W5{1234}
W6{1324}
W7{1324}
W8{1234}
W9{1234}
W10{1324}
W11{1324}
W12{1234}
W13{1324}
W14{3214}
W15{1234}
1.2.5多用户MIMO（MU-MIMO
）
LTE支持下行两个用户的同时传输，每个用户限制为
RI=1传输，其预编码码字对应表
2和表
3中RI=1的码字。
MU-MIMO
也可以采纳1.2.7节介绍的专用端口波束赋形方案实现。
MU-MIMO
要求两个UE的预编码向量尽量正交，最小化用户间搅乱，这由调换算法实现。
可用于
高负载地域，提升均匀吞吐量。
1.2.6闭环单层预编码
RI=1条件下的闭环空分复用的特例。
其预编码矩阵从表
2和3中RI=1对应码字中选择。
1.2.7专用端口波束赋形（端口
5）
LTE定义了UE专用天线端口
5，用来实现无需任何反响的波束赋形方案。
该方案特别适合TDD
系统，因为波束赋形需要一组将单端口映照到所有物理天线上的加权系数，
而该加权系数可简单通
过TDD信道的互易性经过上行链路的丈量获取。
专用端口BF可以将发送功率会合定向到
UE的位
置，为了更好的实现定向波束，需要发送天线拥有高相关性。
在该方案中，
UE不需要认识基站端
的预编码信息，只要经过专用端口
5的参照信号丈量等效信道状态信息。
从
UE角度看，该方案等
效单天线传输。
正因为这样，
UE没法经过专用端口5丈量下行信道质量，只好经过公共端口的参
考信号丈量。
因为该方案只好应用在
PDSCH中，固然加强了业务覆盖，但仍受限于
PDCCH的覆
盖，在详尽实现时需要保证两个信道的同步覆盖。
2.MIMO相关RRC信令
为了有效履行MIMO传输方案，eNB一定通知UE与MIMO传输方案相关的信息，这些信息
搁置在高层的两个RRC信息元中，并经过物理广播信道PBCH发送到UE。
这两个信息元是：
Antennainfo[antennaportsacount+transmissionmode+codebooksubsetrestriction+ue-transmitantennaselection]
CQI-reportconfig[cqi-PUCCH-ResourceIndex+cqi-pmi-ConfigIndex+ri-ConfigIndex+K
+cqi-FormatIndicatorPeriodic+simultaneousAckNackAndCQI+cqi-ReportModeAperiodic+nomPDSCH-RS-EPRE-Offset]
此中天线信息元Antennainfo中的参数含义是
参数antennaportsacount
指示天线端口数
参数transmissionmode
指示传输模式
参数codebooksubsetrestriction
指示限制使用的预编码码本的子集
参数ue-transmitantennaselection
指示UE能否配置发送天线选择方案
CQI报告配置信息元中的参数含义是：
参数cqi-PUCCH-ResourceIndex
指示用于反响
CQI的PUCCH
的资源分配索引
（n^
（2）_pucch）
参数cqi-pmi-ConfigIndex
指示PMI反响周期和反响子帧偏置
参数ri-ConfigIndex
指示RI反响周期和反响子帧偏置
K
指示子带周期反响模式中子带重复反响次数
参数cqi-ReportModeAperiodic：
指示非周期反响模式
参数cqi-FormatIndicatorPeriodic：
指示周期反响模式
参数simultaneousAckNackAndCQI
指示ACK/NACK
能否可与CQI同子帧反响
参数nomPDSCH-RS-EPRE-Offset
指示？
？
因为UE其实不知道PBCH采纳的MIMO传输方案（更的确的说不知道PBCH采纳多少个天线
端口传输），UE将从单天线端口、2天线端口和4天线端口逐一试试PBCH可能采纳的MIMO方
案，直到正确解调出上述两个系统信息。
有了以上的系统信息，eNB和UE才可能履行下一阶段的
MIMO办理。
UE在下一个阶段对PDCCH和PDSCH的MIMO解调，都假设与PBCH相同的天线
端口数。
3.UCI反响
eNB端MIMO的办理过程，需要参照UE端的反响参量，这些参量包含信道质量指示（CQI）、
信道秩指示（RI）以及预编码矩阵指示（PMI）。
LTE为UE反响CQI、PMI以及RI定义了以下两
类反响方式：
周期反响，可以在PUCCH以及PDSCH上传输CQI、PMI以及RI，二者格式相同。
非周期反响，只好在PDSCH上反响CQI、PMI以及RI。
第一，UE依据高层指示，在PUCCH上周期反响CQI/PMI/RI，若UE接收DCI格式0或随机
接入响应，此中CQI央求置1，则转入非周期反响。
PUSCH中可同时配置周期反响和非周期反响，
若矛盾，则扔掉周期反响。
为了增添调换的灵巧性以及反响的精度，LTE将整个系统带宽被区分成若干子带，同时在
PUCCH和PUSCH上定义多种反响模式，以支持宽带CQI/PMI和子带CQI/PMI反响，详尽的反响
种类如表4所示。
此中，周期反响模式详尽包含4种反响模式，分为宽带反响和UE选择子带反响
两类。
非周期反响模式详尽包含5种反响模式，分为宽带反响、UE选择子带反响以及高层配置子
带反响等三类。
这里子带反响模式中的子带区分由表5给出。
在非周期反响模式中，高层配置子带
反响需要反响所有的子带CQI，无需表记子带地点，而UE选择模式则是从所有子带中选择M个子
带反响，所以在反响时还需要增添子带地点的指示信息。
在周期反响模式中，整个下行带宽被分为
J个带区，每个带区包含
Nb
/k/J
或Nb/k/J
1个子带。
所谓
UE
选择反响是指
从指定
的带区中选择一个子带反响，相同需要表记该指定带区中的子带地点。
表4.CQI/PMI反响种类
PMI反响种类
周期反响（PUCCH）
非周期反响（PUSCH）
无PMI
宽带单PMI
子带多PMI
I
型
宽带CQI
模式1-0
模式1-1
N/A
模式1-2
Q类
UE选择（子带CQI）
模式2-0
模式2-1
模式2-2
C馈
反
高层配置（子带CQI）
模式3-0
模式3-1
表5.
子带CQI/PMI
反响模式中的子带区分
高层配置模式
非周期UE选择反响模式
周期UE选择反响模式
系统带宽Nb
RB数（k）/子带
RB数（k）/子带
选择子带数M
RB数（k）/子带
带区数（J）
6–7
NA
8–10
11–26
27–63
64–110
3.1非周期反响模式
详尽的CQI/PMI
子帧结构如表
6所示，此中N为下行带宽的子带数，N
k
。
L为表记
M个子带地点所需的比特数，
N
log2M
，子带差分CQI基于宽带CQI计算。
RI信息由RI
子帧反响，RI子帧如表7所示。
表6.
非周期反响模式中
CQI/PMI
子帧结构与比特数
比特数
子帧域
2天线
4天线
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