基于無線MIMO技術(shù)詳解介紹和概述，無線MIMO技術(shù)詳解設(shè)置是一個很普通的問題，但我們?nèi)绾螌o線MIMO技術(shù)詳解設(shè)置進(jìn)行更精確的設(shè)置，給我們的使用到來方便呢？

1．介紹

隨著無線通信系統(tǒng)的充分發(fā)展，語音業(yè)務(wù)已經(jīng)不能夠滿足人們對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。提供網(wǎng)頁瀏覽、多媒體數(shù)據(jù)傳輸以及其他類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是發(fā)展無線通信系統(tǒng)和服務(wù)的一個重要目的。特別是，基于碼分多址的第三代移動通信系統(tǒng)。

雖然已經(jīng)提出多種利用現(xiàn)有無線資源(諸如碼道、時隙、頻率等)提高數(shù)據(jù)傳輸速率的建議，但是其只不過是以語音容量換取數(shù)據(jù)容量的方法。隨著MIMO的技術(shù)的出現(xiàn)，一種利用多個發(fā)射天線、多個接收天線進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄒ呀?jīng)被提出，并成為未來無線通信技術(shù)發(fā)展的一種趨勢。

最早提出無線MIMO技術(shù)詳解概念的是Telatar和Foschini，其中Foschini等人提出的BLAST結(jié)構(gòu)是典型的利用MIMO技術(shù)進(jìn)行空間多路復(fù)用的技術(shù)。已經(jīng)證明，具有M個發(fā)射天線以及P個接收天線的MIMO系統(tǒng)，在P≥M的情況下幾乎可以使得信道容量提高到原來的M倍。

傳統(tǒng)的無線MIMO技術(shù)詳解系統(tǒng)均是非擴(kuò)頻的系統(tǒng)，而第三代移動通信系統(tǒng)是基于CDMA技術(shù)的擴(kuò)頻系統(tǒng)?？梢圆捎么a復(fù)用(Code-Reuse)方式把MIMO技術(shù)與CDMA系統(tǒng)結(jié)合起來，從而有效地提高其高速下行分組接入(HSDPA)的總體數(shù)據(jù)速率。

同樣，TD-SCDMA系統(tǒng)也可以采用碼復(fù)用的方式來應(yīng)用無線MIMO技術(shù)詳解技術(shù)，本文給出了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的MIMO技術(shù)解決方案。這樣，TD-SCDMA系統(tǒng)將既可以應(yīng)用智能天線技術(shù)，也可以應(yīng)用MIMO天線技術(shù)，本文將初步分析應(yīng)用MIMO技術(shù)之后對智能天線技術(shù)的影響。

2．無線MIMO技術(shù)詳解概述

無線MIMO技術(shù)詳解技術(shù)大致可以分為兩類：發(fā)射/接收分集和空間復(fù)用。傳統(tǒng)的多天線被用來增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號通過不同的路徑被發(fā)送出去，在接收機(jī)端可以獲得數(shù)據(jù)符號多個獨(dú)立衰落的復(fù)制品，從而獲得更高的接收可靠性。舉例來說，在慢瑞利衰落信道中，使用1根發(fā)射天線n根接收天線，發(fā)送信號通過n個不同的路徑。

如果各個天線之間的衰落是獨(dú)立的，可以獲得***的分集增益為n，平均誤差概率可以減小到 ，單天線衰落信道的平均誤差概率為 。對于發(fā)射分集技術(shù)來說，同樣是利用多條路徑的增益來提高系統(tǒng)的可靠性。

在一個具有m根發(fā)射天線n根接收天線的系統(tǒng)中，如果天線對之間的路徑增益是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落，可以獲得的***分集增益為mn。智能天線技術(shù)也是通過不同的發(fā)射天線來發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，形成指向某些用戶的賦形波束，從而有效的提高天線增益，降低用戶間的干擾。廣義上來說，智能天線技術(shù)也可以算一種天線分集技術(shù)。

無線MIMO技術(shù)詳解

分集技術(shù)主要用來對抗信道衰落。相反，無線MIMO技術(shù)詳解信道中的衰落特性可以提供額外的信息來增加通信中的自由度(degrees of freedom)。從本質(zhì)上來講，如果每對發(fā)送接收天線之間的衰落是獨(dú)立的，那么可以產(chǎn)生多個并行的子信道。

如果在這些并行的子信道上傳輸不同的信息流，可以提供傳輸數(shù)據(jù)速率，這被成為空間復(fù)用。需要特別指出的是在高SNR的情況下，傳輸速率是自由度受限的，此時對于m根發(fā)射天線n根接收天線，并且天線對之間是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落的。

無線MIMO技術(shù)詳解

根據(jù)子數(shù)據(jù)流與天線之間的對應(yīng)關(guān)系，空間多路復(fù)用系統(tǒng)大致分為三種模式：D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。D-BLAST***由貝爾實(shí)驗(yàn)室的Gerard J. Foschini提出。原始數(shù)據(jù)被分為若干子流，每個子流之間分別進(jìn)行編碼，但子流之間不共享信息比特，每一個子流與一根天線相對應(yīng)，但是這種對應(yīng)關(guān)系周期性改變，如圖1.b所示，

無線MIMO技術(shù)詳解

它的每一層在時間與空間上均呈對角線形狀，稱為D-BLAST(Diagonally- BLAST)。D-BLAST的好處是，使得所有層的數(shù)據(jù)可以通過不同的路徑發(fā)送到接收機(jī)端，提高了鏈路的可靠性。其主要缺點(diǎn)是，由于符號在空間與時間上呈對角線形狀，使得一部分空時單元被浪費(fèi)，或者增加了傳輸數(shù)據(jù)的冗余。

如圖1.b所示，在數(shù)據(jù)發(fā)送開始時，有一部分空時單元未被填入符號(對應(yīng)圖中右下角空白部分)，為了保證D-BLAST的空時結(jié)構(gòu)，在發(fā)送結(jié)束肯定也有一部分空時單元被浪費(fèi)。如果采用burst模式的數(shù)字通信，并且一個burst的長度大于M(發(fā)送天線數(shù)目)個發(fā)送時間間隔 ，那么burst的長度越小，這種浪費(fèi)越嚴(yán)重。它的數(shù)據(jù)檢測需要一層一層的進(jìn)行，如圖1.b所示：先檢測c0、c1和c2，然后a0、a1和a2，接著b0、b1和b2……

另外一種簡化了的BLAST結(jié)構(gòu)同樣***由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出。它采用一種直接的天線與層的對應(yīng)關(guān)系，即編碼后的第k個子流直接送到第k根天線，不進(jìn)行數(shù)據(jù)流與天線之間對應(yīng)關(guān)系的周期改變。

如圖1.c所示，它的數(shù)據(jù)流在時間與空間上為連續(xù)的垂直列向量，稱為V-BLAST(Vertical-BLAST)。由于V-BLAST中數(shù)據(jù)子流與天線之間只是簡單的對應(yīng)關(guān)系，因此在檢測過程中，只要知道數(shù)據(jù)來自哪根天線即可以判斷其是哪一層的數(shù)據(jù)，檢測過程簡單。

考慮到D-BLAST以及V-BALST模式的優(yōu)缺點(diǎn)，一種不同于D-DBLAST與V-BLAST的空時編碼結(jié)構(gòu)被提出：T-BLAST。等文獻(xiàn)分別提及這種結(jié)構(gòu)。它的層在空間與時間上呈螺紋(Threaded)狀分布，如圖2所示。

原始數(shù)據(jù)流被多路分解為若干子流之后，每個子流被對應(yīng)的天線發(fā)送出去，并且這種對應(yīng)關(guān)系周期性改變，與D-BLAST系統(tǒng)不同的是，在發(fā)送的初始階段并不是只有一根天線進(jìn)行發(fā)送，而是所有天線均進(jìn)行發(fā)送，使得單從一個發(fā)送時間間隔 來看，它的空時分布很像V-BALST，只不過在不同的時間間隔中，子數(shù)據(jù)流與天線的對應(yīng)關(guān)系周期性改變。

更普通的T-BLAST結(jié)構(gòu)是這種對應(yīng)關(guān)系不是周期性改變，而是隨機(jī)改變。這樣T-BLAST不僅可以使得所有子流共享空間信道，而且沒有空時單元的浪費(fèi)，并且可以使用V-BLAST檢測算法進(jìn)行檢測。

3．碼復(fù)用方式

隨著第三代移動通信技術(shù)的發(fā)展，以及HSDPA對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?font style="background-color: #ffffff">無線MIMO技術(shù)詳解與CDMA系統(tǒng)結(jié)合的碼復(fù)用(Code-reuse)方式被提出。所謂碼復(fù)用方式是指通過多根天線上發(fā)送出去的不同數(shù)據(jù)層，采用的擴(kuò)頻碼相同。

這樣每一層中多個CDMA碼道上的數(shù)據(jù)可以依靠它們采用的不同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行區(qū)分，共享同一個擴(kuò)頻碼的不同層中的數(shù)據(jù)可以依靠它們經(jīng)歷的不同的空間信道的特性進(jìn)行區(qū)分。碼復(fù)用方式又可以進(jìn)一步擴(kuò)展為同碼傳輸方式和異碼傳輸方式。

其中擴(kuò)頻碼是信道化碼和擾碼的乘積，如果不同層上的數(shù)據(jù)采用的信道化碼和擾碼均相同，稱為同碼傳輸方式；如果不同層上的數(shù)據(jù)采用的信道化碼不同或者擾碼不同，稱為異碼傳輸方式。在碼字資源較為豐富時，可以采用異碼傳輸方式提高系統(tǒng)的整體性能。

一個典型的應(yīng)用于WCDMA系統(tǒng)的碼復(fù)用方式發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖如下所示。高速率數(shù)據(jù)流被多路分解為MN個子數(shù)據(jù)流，M組子數(shù)據(jù)流中的第n個子流使用第n個擴(kuò)譜碼。第m個子數(shù)據(jù)流通過第m根天線發(fā)送出去，這樣共享同一個擴(kuò)譜碼的子數(shù)據(jù)流通過不同的天線被發(fā)送出去。

所有M個共享同一個碼的子數(shù)據(jù)流，可以在接收端通過它的空間特性以及多天線接收和空間信號處理技術(shù)被區(qū)分出來。信道估計(jì)可以通過M個正交的下行導(dǎo)頻序列得到。共享同一個碼的M個子數(shù)據(jù)流之間會產(chǎn)生空間多址干擾(MAI)。

在平坦衰落信道中，使用不同的碼的子數(shù)據(jù)流之間不會彼此影響，因?yàn)榇a與碼之間是正交的，對于每一組使用相同的碼的子數(shù)據(jù)流，可以使用多用戶檢測消除MAI的影響。比如***似然(ML)檢測器和V-BLAST檢測器。因?yàn)?**似然檢測器的復(fù)雜度與M呈指數(shù)關(guān)系，V-BLAST檢測器是一個次優(yōu)和低復(fù)雜度的選擇。

V-BLAST檢測器包括兩部分：線性變換和有序的連續(xù)干擾消除。線性變換可以使用迫零(ZF)準(zhǔn)則或者最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則消除MAI。線性變換之后具有***SINR的編碼符號被檢測出來，并且把它從所有接收信號中減去。

對于修訂后的接收信號向量，繼續(xù)使用線性變換和有序的連續(xù)干擾消除方法，進(jìn)行信號提取，直到所有的子數(shù)據(jù)流被檢測出來。***MN個子數(shù)據(jù)流被多路合成為一個高速率的數(shù)據(jù)流，然后進(jìn)行逆映射，解交織和解碼。

隨著無線MIMO技術(shù)詳解的發(fā)展，以及第三代移動通信系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸速率日益增長的需求，把無線MIMO技術(shù)詳解應(yīng)用TD-SCDMA系統(tǒng)中成為一種較好的選擇。這不僅使得TD-SCDMA系統(tǒng)可以支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，為其提供更豐富的服務(wù)提供了支持，而且與智能天線技術(shù)形成了有效的補(bǔ)充。