基于無(wú)線MIMO技術(shù)詳解介紹和概述，無(wú)線MIMO技術(shù)詳解設(shè)置是一個(gè)很普通的問(wèn)題，但我們?nèi)绾螌?duì)無(wú)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(lái)方便呢？

1．介紹

隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的充分發(fā)展，語(yǔ)音業(yè)務(wù)已經(jīng)不能夠滿足人們對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。提供網(wǎng)頁(yè)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(wú)線通信系統(tǒng)和服務(wù)的一個(gè)重要目的。特別是，基于碼分多址的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。

雖然已經(jīng)提出多種利用現(xiàn)有無(wú)線資源(諸如碼道、時(shí)隙、頻率等)提高數(shù)據(jù)傳輸速率的建議，但是其只不過(guò)是以語(yǔ)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(gè)發(fā)射天線、多個(gè)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(lái)無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。

最早提出無(wú)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(gè)發(fā)射天線以及P個(gè)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(lái)的M倍。

傳統(tǒng)的無(wú)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(dòng)通信系統(tǒng)是基于CDMA技術(shù)的擴(kuò)頻系統(tǒng)。可以采用碼復(fù)用(Code-Reuse)方式把MIMO技術(shù)與CDMA系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，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(lái)應(yīng)用無(wú)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(duì)智能天線技術(shù)的影響。

2．無(wú)線MIMO技術(shù)詳解概述

無(wú)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(lái)增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號(hào)通過(guò)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(hào)多個(gè)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(lái)說(shuō)，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(hào)通過(guò)n個(gè)不同的路徑。

如果各個(gè)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(duì)于發(fā)射分集技術(shù)來(lái)說(shuō)，同樣是利用多條路徑的增益來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。

在一個(gè)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(duì)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(guò)不同的發(fā)射天線來(lái)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(lái)說(shuō)，智能天線技術(shù)也可以算一種天線分集技術(shù)。

無(wú)線MIMO技術(shù)詳解

分集技術(shù)主要用來(lái)對(duì)抗信道衰落。相反，無(wú)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(lái)增加通信中的自由度(degrees of freedom)。從本質(zhì)上來(lái)講，如果每對(duì)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(gè)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(shí)對(duì)于m根發(fā)射天線n根接收天線，并且天線對(duì)之間是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落的。

無(wú)線MIMO技術(shù)詳解

根據(jù)子數(shù)據(jù)流與天線之間的對(duì)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(gè)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(gè)子流與一根天線相對(duì)應(yīng)，但是這種對(duì)應(yīng)關(guān)系周期性改變，如圖1.b所示，

無(wú)線MIMO技術(shù)詳解

它的每一層在時(shí)間與空間上均呈對(duì)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(guò)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(hào)在空間與時(shí)間上呈對(duì)角線形狀，使得一部分空時(shí)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(kāi)始時(shí)，有一部分空時(shí)單元未被填入符號(hào)(對(duì)應(yīng)圖中右下角空白部分)，為了保證D-BLAST的空時(shí)結(jié)構(gòu)，在發(fā)送結(jié)束肯定也有一部分空時(shí)單元被浪費(fèi)。如果采用burst模式的數(shù)字通信，并且一個(gè)burst的長(zhǎng)度大于M(發(fā)送天線數(shù)目)個(gè)發(fā)送時(shí)間間隔 ，那么burst的長(zhǎng)度越小，這種浪費(fèi)越嚴(yán)重。它的數(shù)據(jù)檢測(cè)需要一層一層的進(jìn)行，如圖1.b所示：先檢測(cè)c0、c1和c2，然后a0、a1和a2，接著b0、b1和b2……

另外一種簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)關(guān)系，即編碼后的第k個(gè)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(duì)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(shí)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(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在檢測(cè)過(guò)程中，只要知道數(shù)據(jù)來(lái)自哪根天線即可以判斷其是哪一層的數(shù)據(jù)，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)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(shí)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(shí)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(gè)子流被對(duì)應(yīng)的天線發(fā)送出去，并且這種對(duì)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(gè)發(fā)送時(shí)間間隔 來(lái)看，它的空時(shí)分布很像V-BALST，只不過(guò)在不同的時(shí)間間隔中，子數(shù)據(jù)流與天線的對(duì)應(yīng)關(guān)系周期性改變。

更普通的T-BLAST結(jié)構(gòu)是這種對(duì)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(méi)有空時(shí)單元的浪費(fèi)，并且可以使用V-BLAST檢測(cè)算法進(jìn)行檢測(cè)。

3．碼復(fù)用方式

隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，以及HSDPA對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?font style="background-color: #ffffff">無(wú)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(guò)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(gè)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(gè)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(shí)，可以采用異碼傳輸方式提高系統(tǒng)的整體性能。

一個(gè)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(gè)子數(shù)據(jù)流，M組子數(shù)據(jù)流中的第n個(gè)子流使用第n個(gè)擴(kuò)譜碼。第m個(gè)子數(shù)據(jù)流通過(guò)第m根天線發(fā)送出去，這樣共享同一個(gè)擴(kuò)譜碼的子數(shù)據(jù)流通過(guò)不同的天線被發(fā)送出去。

所有M個(gè)共享同一個(gè)碼的子數(shù)據(jù)流，可以在接收端通過(guò)它的空間特性以及多天線接收和空間信號(hào)處理技術(shù)被區(qū)分出來(lái)。信道估計(jì)可以通過(guò)M個(gè)正交的下行導(dǎo)頻序列得到。共享同一個(gè)碼的M個(gè)子數(shù)據(jù)流之間會(huì)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(huì)彼此影響，因?yàn)榇a與碼之間是正交的，對(duì)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(cè)消除MAI的影響。比如***似然(ML)檢測(cè)器和V-BLAST檢測(cè)器。因?yàn)?**似然檢測(cè)器的復(fù)雜度與M呈指數(shù)關(guān)系，V-BLAST檢測(cè)器是一個(gè)次優(yōu)和低復(fù)雜度的選擇。

V-BLAST檢測(cè)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(hào)被檢測(cè)出來(lái)，并且把它從所有接收信號(hào)中減去。

對(duì)于修訂后的接收信號(hào)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(hào)提取，直到所有的子數(shù)據(jù)流被檢測(cè)出來(lái)。***MN個(gè)子數(shù)據(jù)流被多路合成為一個(gè)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(wú)線MIMO技術(shù)詳解的發(fā)展，以及第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率日益增長(zhǎng)的需求，把無(wú)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。