3GPP LTE的預編碼和空間多路復用MIMO技術

　　由碼簿索引 1 定義的第二個預編碼矩陣提供兩個輸入層相加和相減的線性組合。碼簿 1 的加權矩陣為：

　　該碼簿選擇功能允許每個信號層的一部分通過每個天線進行發射，并根據信道條件，在試圖改進和均衡每個 MIMO 接收機的 SINR 時，提供一定的靈活性。

　　LTE 標準針對預編碼空間多路復用傳輸為兩個發射天線配置提供了4個碼簿矩陣，為4個發射天線系統提供了16個碼簿矩陣。要想恰當地選擇最佳的預編碼矩陣，就必須要了解發射機當前的信道條件。信道條件由創建閉環系統的MIMO接收機的反饋提供。對于LTE預編碼的下行鏈路傳輸，移動終端或用戶設備(UE)將測量信道特征，并確定預編碼矩陣索引(PMI)、信道質量指示符(CQI)和/或排名索引(RI)。該信息將發送到基站(eNB)，由基站來修改預編碼碼簿選擇，從而提高整體系統性能。由于信道條件可能隨著時間的變化而快速改變，因此系統在關閉反饋環路時避免過分延遲是非常重要的。減少信令開銷和相關反饋延遲可通過限制碼簿選擇數量來實現。不幸的是，減少碼簿數量也會限制可調整的預編碼數量，進而降低預編碼的效力。

　　LTE 系統設計要求對系統性能、預編碼選件和反饋限制的平衡非常精通。一個靈活的測量系統能夠以獨特的視角，在各種仿真信道條件(包括噪聲、干擾和天線/信道相關)下對預編碼進行深入分析。

　　預編碼測量實例

　　在各種信道條件下檢測預編碼和 MIMO 的工作性能時，需要有各種必要的測量工具。圖 2 顯示了典型的2×2 MIMO測量設置，它由無線信道仿真器、信號源和信號分析儀組成。信道仿真器用于創建真實的多信道、多路徑環境(包括天線和空間相關的影響)。某些商用仿真器具有內置基帶發生器，通過在軟件工具中開發的標準模型或定制模型，可生成復雜的波形。信道仿真器輸出復雜的基帶波形，代表預編碼MIMO信號已被多路徑、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發生器提供的模擬同相(I)和正交相位(Q)輸入，調制到射頻載波上。基帶數據也可通過信號發生器的數字I和Q輸入調制到射頻載波上。這是首選方案，因為這種方案可提供最佳性能，并且能夠執行系統的自動功率校準。在圖2所示的測量系統中，兩個射頻信號發生器就是雙信道MIMO接收機的輸入。請注意，使用多個信號發生器仿真MIMO系統時，雖然不要求對設備進行鎖相，但在測試過程中，各個發生器之間需要有一個穩定的相位關系，這是十分重要的。“鎖相”通常被稱為“相位相干性”，它表示在特定載波頻率上工作的兩個或多個信號發生器的射頻輸出間的固定相位關系。由于每個數據層的信號在進行傳輸之前都要根據已知的信道條件添加一個矢量，因此正確的相位關系對預編碼操作十分重要。如果用來仿真多個發射機的信號發生器有一個未知和/或隨時間變化的相位關系，接收到的信號就可能出現不希望的相位偏置，從而導致一個或多個恢復數據流的性能降低。在使用兩個現代射頻信號源的測試系統中，兩臺發生器將通過共享一臺發生器的未調制的本地振蕩器(LO)來保持相位相干性(參見圖 2)。在某些具有多個射頻信號發生器(例如4×4和2×4配置)的測試系統中，推薦使用單獨的射頻信號發生器作為主本地振蕩器，以便為信號發生器的本地振蕩器輸入提供足夠的驅動電平。