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射頻/無線  

BTS 系統中開環和閉環 MIMO 的應用

上網時間: 2009年09月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:開環  閉環  MIMO 

這裡主要的問題是如何獲得發射機的訊息通道資訊。最新的無線標準分配一個反饋訊息通道,將訊息通道資訊傳輸到BTS發射機。這一反饋解決方案適用於FDD和TDD系統。由於冗餘訊息通道資訊給系統上行鏈路造成了沈重的開銷,訊息通道資訊通常被量化以減少反饋資訊的大小。我們稱此量化資訊反饋為有限反饋。在WiMAX和LTE中,系統提供了一個碼本,包括與可能訊息通道相應的預編碼矩陣。根據手機中預估的訊息通道,選擇相應的預解碼矩陣指數並傳回BTS。訊息通道資訊的量化不可避免地帶來了量化誤差。

在反饋解決方案中另一個值得考慮的是延遲。在慢衰落訊息通道中,訊息通道條件在多訊框中保持不變。然而,在快速行動的環境中,訊息通道變為快衰落,對反饋延遲有很高的要求。如果延遲超過了訊息通道相干時間,將給閉環MIMO造成極大的性能損失。

另一個獲得訊息通道資訊的方法是上行鏈路探測。手機在上行鏈路發射一個探測訊號,然後BTS利用訊息通道的互易特性獲得下行鏈路訊息通道資訊。上行鏈路探測的優勢在於其不需要反饋訊息通道,而且比反饋解決方案延遲更低。然而,這種方法也有缺點。上行鏈路探測適用於TDD系統。在FDD系統中,下行鏈路和上行鏈路使用不同的頻帶。其訊息通道特性可能不同。儘管有些方法可以彌補這一差別,仍無法避免性能的損失。在一些系統中,特殊訊息通道只分配給上行鏈路探測使用,因而增加了上行鏈路的開銷。

本文小結

本文討論了不同的開環和閉環MIMO技術。在開環MIMO技術中,空間多工尋求最大的多工增益,可以在多個發射天線中傳輸多數據串流,但Rx裡需要有複雜的檢測方法。相較空間多工,Alamouti碼提供了一種非常簡單的理想檢測方法,可以最大程度實現分集增益,但只能在多個發射天線中傳輸一個數據串流。選擇空間多工還是Alamouti碼取決於訊息通道條件。

與開環MIMO技術相較,閉環MIMO技術利用訊息通道資訊來改善SNR或容量,並簡化接收機設計。既然獲得訊息通道資訊有延遲,使用者在高行動環境中應用閉環MIMO需格外謹慎。另外,閉環MIMO在有限反饋和上行鏈路探測中,因訊息通道資訊的不完全會導致性能損失。

每種MIMO技術都有其優勢和劣勢。在設計無線系統時,我們應該考慮服務類型、訊息通道條件、複雜性和延遲,以選擇合適的MIMO技術。

作者: Lekun Lin

IDT無線系統總架構師


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