MIMO技術在3G中的應用設計
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當系統(tǒng)發(fā)射端能夠獲取信道狀態(tài)信息時（如TDD系統(tǒng)），系統(tǒng)會根據(jù)信道狀態(tài)調整每根天線發(fā)射信號的相位（數(shù)據(jù)相同），以保證在目標方向達到最大的增益；當系統(tǒng)發(fā)射端不知道信道狀態(tài)時，可以采用隨機波束成形方法實現(xiàn)多用戶分集。
4 三種技術的優(yōu)缺點及應用場景
空間復用能最大化MIMO系統(tǒng)的平均發(fā)射速率，但只能獲得有限的分集增益，在信噪比較小時使用，可能無法使用高階調制方式，如16QAM等。
無線信號在密集城區(qū)、室內覆蓋等環(huán)境中會頻繁反射，使得多個空間信道之間的衰落特性更加獨立，從而使得空間復用的效果更加明顯。
無線信號在市郊、農村地區(qū)，多徑分量少，各空間信道之間的相關性較大，因此空間復用的效果要差許多。
對發(fā)射信號進行空時編碼可以獲得額外的分集增益和編碼增益，從而可以在信噪比相對較小的無線環(huán)境下使用高階調制方式，但無法獲取空間并行信道帶來的速率紅利。空時編碼技術在無線相關性較大的場合也能很好的發(fā)揮效能。
因此，在MIMO的實際使用中，空間復用技術往往和空時編碼結合使用。當信道處于理想狀態(tài)或信道間相關性小時，發(fā)射端采用空間復用的發(fā)射方案，例如密集城區(qū)、室內覆蓋等場景；當信道間相關性大時，采用空時編碼的發(fā)射方案，例如市郊、農村地區(qū)。這也是3GPP在FDD系統(tǒng)中推薦的方式。
波束成型技術在能夠獲取信道狀態(tài)信息時，可以實現(xiàn)較好的信號增益及干擾抑制，因此比較適合TDD系統(tǒng)。
波束成型技術不適合密集城區(qū)、室內覆蓋等環(huán)境，由于反射的原因，一方面接收端會收到太多路徑的信號，導致相位疊加的效果不佳；另一方面，大量的多徑信號會導致DOA信息估算困難。
5 MIMO技術在3G的應用
綜合使用空間復用技術和空時編碼技術，使得MIMO能夠在不同的使用場景下都發(fā)揮出良好的效果，3GPP組織也正是因為這一點，將MIMO技術納入了HSPA+標準（R7版本）。
出于成本及性能的綜合考慮，HSPA+中的MIMO采用的是2×2的天線模式：下行是雙天線發(fā)射，雙天線接收；上行為了降低終端的成本，縮小終端的體積，采用了單天線發(fā)射。也就是說，MIMO的效用主要是用在下行，上行只是進行傳輸天線選擇。
HSPA+中，MIMO規(guī)定了下行的Precoding預編碼矩陣，包括4種形式：
● 空間復用（Spatial Multiplexing）。
● 空時塊碼（Space Time Block Coding）。
● 波束成型（Beam Forming）。
● 發(fā)射分集（Transmit Diversity）。
在實際使用中，由基站根據(jù)無線環(huán)境的不同自動選擇使用。
在HSPA+上行方面，MIMO技術有兩種天線選擇方案，即開環(huán)和閉環(huán)。
● 開環(huán)方案即TSTD（時分切換傳輸分集），上行數(shù)據(jù)輪流在天線間交替發(fā)送，從而避免單條信道的快衰落，參見圖4。
圖4 開環(huán)天線選擇方案
● 閉環(huán)方案中，終端必須從不同的天線發(fā)送參考符號，由基站進行信道質量測量，然后選擇信道質量好的天線進行數(shù)據(jù)發(fā)送，參見圖5。
圖5 閉環(huán)天線選擇方案
MIMO技術能夠大大提高頻譜利用率，使得系統(tǒng)能在有限的無線頻帶下傳輸更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務。作為MIMO技術的發(fā)明者，阿爾卡特朗訊首先提出將MIMO技術加入3GPP標準，并積極推動MIMO技術在HSPA+的應用。我們相信，MIMO技術必將在未來的移動網絡中占據(jù)重要的位置。本文引用地址：http://www.104case.com/article/155337.htm
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