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从用于移动 WiMAX 的早期 MIMO 实现中得到的重要经验 上网日期 : 2007 年 01 月 11 日 已有 [ 0 ]个评论 打印版 发送查询 订阅 关键字： 多天线信号处理 天线 基站 分集 架构 目前，无线运营商正在将重点转向数据和多媒体业务， 并以此作为收入增长点。 由于选用这 些业务的用户经济能力有很大的差别， 因此迫切需要改善无线设备性能， 实现实质性的差异 化( 见图 1) 。不幸的是，除了空间尺寸外，近年来无线领域中并没有开发出太多新的性能改 进技术。 而 多天线信号处理 (MAS) 软件可以更好地用来控制无线能量的空间分布， 并被证明 可以将性能提高几个数量级。因此 MAS 现在已经成为下一代无线网络的重要组成部分。 在去年早些时候的电子工程专辑中我们已经对 MAS 技术做了简要介绍 (包括众所周知的智 能天线 、空间时间处理或 MIMO) ，当时重点讨论了源于 Wi-Fi 的 MIMO 技术应用于广域系 统时需要考虑的问题。 本文将详细介绍不同 MAS 架构的基本功能以及 WiMAX 环境下 MIMO 的实现。 多天线信号处理的本质 所有 MAS 架构都遵从相同的基本原理：在通信链路的一端或两端 ( 也就是 基站 和/ 或用户设 备) 有两幅以上的天线，它们需要对这些天线的接收和 / 或发射信号执行某种程度的协同处 理。因此，关键设计选择和需要考虑的变化因素包括： 1. 基站中无线收发链路的数量； 2. 用户设备上无线收发链路的数量； 3. 目标利益 (表 1 中哪些是追求的目标？ )； 4. 在业务信道、链路的某个方向和某个端点 ( 上行和 / 或下行、发送和 /或接收 )上所采用的 MAS 算法种类； 5. 控制信道处理的方法； 6. 物理层处理 (实现 MAS 的地方 )和媒体访问层 (调度 )之间的协作程度和特征； 7. 发送校准的方法。 采用 MAS 技术的网络系统工程需要根据以下内容对这些基本架构做出最优选择： 1. 空中接口要适应或兼容 MAS( 并不是所有接口都能适用于 MAS 的实现 )。 2. 功能灵活性 —— 蜂窝中的所有用户是否都要受限于相同的处理模式、算法和天线数量， 或者说系统能否采用多种方法来适用于不同的应用条件？ 3. 应用本身的许多属性，即所支持的网络工作情况，包括网络规模、负载、频谱分配、业 务定义、用户行为 (包括移动性 )、成本和复杂性约束，特别是地点设定及客户设备、绿色场 地对升级部署的影响等。 措施和功效 所有 MAS 架构和处理方法都利用了以下四种增益和功能的一些组合： 空间分集 充分利用了固有信道差异的优势， 这些差异存在于以空间或极化分隔的天线之间。 空间分集只有在并非所有信道都同时处于深度衰落的条件下才有用， 这种可能性与环境中的 散射数量有很大的关系。空间分集链路预算增益一般在 4~7dB 量级。 图 2 中进行了总体介绍，其中最常见的 MAS 算法都属于信道知识、 AIC 和 SM 这种框架。 需要注意的是， 第一代基于较少信道知识 (如到达角 )的波束成形简化方法没有被包含在目前 该领域的产品系列中，因为缺乏现实环境中的知识，已证明其性价比较差。 每种工具都最适合于一组特定的需求和用户行为。 举例来说，对于最关注高数据速率的应用， 一系列的系统资源应该用于空分复用这一列， 因为这样可以实现最高的数据速率。 对于具有 很高移动性能的用户来说，底