LTE关键技术OFDM与MIMO原理培训教材V1.2.pptVIP

下行MIMO技术——复用信号处理 波束赋形是一种应用于小间距的天线阵列多天线传输技术，其主要原理是利用空间的强相关性及波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向，从而提高性噪比，提高系统容量或者覆盖范围。 下行MIMO技术——波束赋形技术 波束赋形示意图 下行MIMO技术——波束赋形技术 单流和多流波束赋形 当基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同的用户时，即为多用户MIMO（ MU-MIMO ），或者叫做空分多址（SDMA）。MU-MIMO有两种实现方式：每用户酉速率控制（Per-User Unitary Rate Control，PU2RC）和迫零（Zero Forcing，ZF）波束赋形。 下行MIMO技术——多用户MIMO 下行SU-MIMO和MU-MIMO 第二部分 LTE关键技术之MIMO 第一章 MIMO技术简介 第二章 下行MIMO技术 第三章 上行MIMO技术 上行MIMO技术——天线选择 天线选择方案框图 与下行相同，为了满足E-UTRA的需求，LTE系统支持上行应用MIMO技术，包括空间复用和传输分集，两种技术与下行技术相同。 上行MIMO对终端天线的要求较高。为了节省功率和降低射频开销，在终端侧期望使用更小数目的功放，另一方面为了改善应用可达到的数据速率和提供更大范围的覆盖，上行MIMO引入天线选择技术。 上行传输天线选择技术前提：终端存在两个或者更多天线。 上行MIMO技术——多用户MIMO 上行SU-MIMO和MU-MIMO 与下行多用户MIMO不同，上行多用户MIMO是一个虚拟的MIMO系统，即每一个终端均发送一个数据流，但是两个或者更多的数据流占用相同的时频资源，这样从接收机来看，这些来自不同终端的数据流可以被看做来自同一个终端上不同天线的数据流，从而构成一个MIMO系统。 上行MIMO技术——多用户MIMO 上行MU-MIMO与传输天线选择技术结合方案 与SU-MIMO相比，MU-MIMO可以获得多用户分集增益，MU-MIMO信号来自于不同终端，更容易获得信道之间的独立性。 当终端存在两个或者更多天线时，可以讲MU-MIMO与传输天线选择技术结合起来使用。 LTE下行多址技术方案——多载波WCDMA（MC-WCDMA） 基于3GPP系统长期沿用的CDMA传输技术及多址方式。 沿用WCDMA/HSPA的信道结构和控制信道机制，采用一系列改进和增强技术，提高各种信道的性能。 支持MIMO技术和高阶调制。 采用多载波HSPA技术，对MAC/RLC层进行增强，以支持LTE系统最大20MHz的系统带宽。 采用增强型均衡器，消除用户间干扰MUI。 LTE下行多址技术方案——多载波TD-SCDMA（MC-TD-SCDMA） 与MC-WCDMA方案相似，在TD-SCDMA基础上进行多载波增强。 下行多址技术方案的确定 LTE最终选择传统基于CP的OFDMA技术作为下行多址技术方案。 对于CDMA技术，在较小的带宽内，可以和OFDM取得相近的性能；在带宽增大时，其复杂度会急剧增大，考虑到LTE及未来的IMT-Advanced技术较大的系统带宽，故没有采用CDMA技术，包括MC-WCDMA、MC-TD-SCDMA。 针对OFDMA的各种改进技术（VSF-OFDM、OFDM/OQAM），较传统的CP-OFDMA技术相比，并没有确认其能够带来显著的性能提升，并且复杂度有一定的提高，故未予采用。 下行多址技术方案——OFDMA处理 下行多址技术方案——OFDMA技术的优势 频谱效率高：子载波重叠、正交、支持非对称。 带宽扩展性强：带宽取决于子载波的数量。 抗多径衰落：子信道可以看做水平衰落信道、CP的引入。 频域调度和自适应： 集中式/分布式子载波分配： 子载波连续分配给一个用户，频域调度选择较优子信道，获得多用户分集增益；（高速移动或SINR较低时）将分配给子信道的子载波分散到整个带宽，交替排列，获得频率分集增益。 频率选择性：SINR、调制编码方式MSC。 实现MIMO技术较简单：水平衰落信道，避免天线间干扰。 上行多址技术方案——需求 上行多址技术的要求和下行不同，OFDM等多载波系统的输出是多个子信道号的叠加，因此，如果多个信号的相位一致，所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率，存在较高的峰均比PAPR，对发射机的线性度提出了很高的要求，会增加数模转换的复杂度，降低RF功放的效率，使发射机功放的成本和耗电量增加。而终端的能力有限，尤其是发射功率受限，所以在上行链路，基于OFDM的多址接入技术并不适合用在UE侧使用。 LTE上行多址方案 PAPR降低的OFDMA技术 单载波频分多址技术（SC-FDMA） 可变扩