3GPP LTE的預(yù)編碼和空間多路復(fù)用MIMO技術(shù)

　　由碼簿索引 1 定義的第二個(gè)預(yù)編碼矩陣提供兩個(gè)輸入層相加和相減的線性組合。碼簿 1 的加權(quán)矩陣為：

　　該碼簿選擇功能允許每個(gè)信號(hào)層的一部分通過(guò)每個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射，并根據(jù)信道條件，在試圖改進(jìn)和均衡每個(gè) MIMO 接收機(jī)的 SINR 時(shí)，提供一定的靈活性。

　　LTE 標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)預(yù)編碼空間多路復(fù)用傳輸為兩個(gè)發(fā)射天線配置提供了4個(gè)碼簿矩陣，為4個(gè)發(fā)射天線系統(tǒng)提供了16個(gè)碼簿矩陣。要想恰當(dāng)?shù)剡x擇最佳的預(yù)編碼矩陣，就必須要了解發(fā)射機(jī)當(dāng)前的信道條件。信道條件由創(chuàng)建閉環(huán)系統(tǒng)的MIMO接收機(jī)的反饋提供。對(duì)于LTE預(yù)編碼的下行鏈路傳輸，移動(dòng)終端或用戶(hù)設(shè)備(UE)將測(cè)量信道特征，并確定預(yù)編碼矩陣索引(PMI)、信道質(zhì)量指示符(CQI)和/或排名索引(RI)。該信息將發(fā)送到基站(eNB)，由基站來(lái)修改預(yù)編碼碼簿選擇，從而提高整體系統(tǒng)性能。由于信道條件可能隨著時(shí)間的變化而快速改變，因此系統(tǒng)在關(guān)閉反饋環(huán)路時(shí)避免過(guò)分延遲是非常重要的。減少信令開(kāi)銷(xiāo)和相關(guān)反饋延遲可通過(guò)限制碼簿選擇數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。不幸的是，減少碼簿數(shù)量也會(huì)限制可調(diào)整的預(yù)編碼數(shù)量，進(jìn)而降低預(yù)編碼的效力。

　　LTE 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求對(duì)系統(tǒng)性能、預(yù)編碼選件和反饋限制的平衡非常精通。一個(gè)靈活的測(cè)量系統(tǒng)能夠以獨(dú)特的視角，在各種仿真信道條件(包括噪聲、干擾和天線/信道相關(guān))下對(duì)預(yù)編碼進(jìn)行深入分析。

　　預(yù)編碼測(cè)量實(shí)例

　　在各種信道條件下檢測(cè)預(yù)編碼和 MIMO 的工作性能時(shí)，需要有各種必要的測(cè)量工具。圖 2 顯示了典型的2×2 MIMO測(cè)量設(shè)置，它由無(wú)線信道仿真器、信號(hào)源和信號(hào)分析儀組成。信道仿真器用于創(chuàng)建真實(shí)的多信道、多路徑環(huán)境(包括天線和空間相關(guān)的影響)。某些商用仿真器具有內(nèi)置基帶發(fā)生器，通過(guò)在軟件工具中開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)模型或定制模型，可生成復(fù)雜的波形。信道仿真器輸出復(fù)雜的基帶波形，代表預(yù)編碼MIMO信號(hào)已被多路徑、噪聲和/或干擾所修改。之后，這些基帶波形將使用許多射頻矢量信號(hào)發(fā)生器提供的模擬同相(I)和正交相位(Q)輸入，調(diào)制到射頻載波上?；鶐?shù)據(jù)也可通過(guò)信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字I和Q輸入調(diào)制到射頻載波上。這是首選方案，因?yàn)檫@種方案可提供最佳性能，并且能夠執(zhí)行系統(tǒng)的自動(dòng)功率校準(zhǔn)。在圖2所示的測(cè)量系統(tǒng)中，兩個(gè)射頻信號(hào)發(fā)生器就是雙信道MIMO接收機(jī)的輸入。請(qǐng)注意，使用多個(gè)信號(hào)發(fā)生器仿真MIMO系統(tǒng)時(shí)，雖然不要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行鎖相，但在測(cè)試過(guò)程中，各個(gè)發(fā)生器之間需要有一個(gè)穩(wěn)定的相位關(guān)系，這是十分重要的。“鎖相”通常被稱(chēng)為“相位相干性”，它表示在特定載波頻率上工作的兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器的射頻輸出間的固定相位關(guān)系。由于每個(gè)數(shù)據(jù)層的信號(hào)在進(jìn)行傳輸之前都要根據(jù)已知的信道條件添加一個(gè)矢量，因此正確的相位關(guān)系對(duì)預(yù)編碼操作十分重要。如果用來(lái)仿真多個(gè)發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)生器有一個(gè)未知和/或隨時(shí)間變化的相位關(guān)系，接收到的信號(hào)就可能出現(xiàn)不希望的相位偏置，從而導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)恢復(fù)數(shù)據(jù)流的性能降低。在使用兩個(gè)現(xiàn)代射頻信號(hào)源的測(cè)試系統(tǒng)中，兩臺(tái)發(fā)生器將通過(guò)共享一臺(tái)發(fā)生器的未調(diào)制的本地振蕩器(LO)來(lái)保持相位相干性(參見(jiàn)圖 2)。在某些具有多個(gè)射頻信號(hào)發(fā)生器(例如4×4和2×4配置)的測(cè)試系統(tǒng)中，推薦使用單獨(dú)的射頻信號(hào)發(fā)生器作為主本地振蕩器，以便為信號(hào)發(fā)生器的本地振蕩器輸入提供足夠的驅(qū)動(dòng)電平。