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LTE傳輸模式tdd mode

對於TM mode一直不是很清楚,不確定各個模式之間怎麼選擇,僅僅停留在字面意思上。

在LTE網路中,下行鏈路共有8中發射模式,如下。
  • Mode 1 :Single Antenna Port (SISO or SIMO) 單天線
    Mode 2 :Transmit Diversity (2或4天線,發分集)
    Mode 3 :Open-Loop Spatial Multiplexing (2或4天線,開環空分複用(採用CDD))
    Mode 4 :Closed-Loop Spatial Multiplexing (2或4天線,閉環空分複用)
    Mode 5 :Multi-User MIMO (2或4天線,多使用者MIMO)
    Mode 6 :Closed-Loop Rank-1 Spatial Multiplexing(2或4天線,單層閉環空分複用)
    Mode 7 :Single Antenna Port Beamforming (單天線或多天線,波束復型)
    Mode 8 :Dual-Layer Beamforming4 (雙層波束復型)

模式1、2、3,屬於沒有PMI反饋的開環空分複用模式,模式4、5、6、7屬於有閉環的空分複用模式。兩種模式的最大區別是否有PMI的反饋。目前商用網路中可實現兩種模式自適應,根據模式特性UE反饋的PMI\RI\CQI的資訊及移動速率等因素,動態調整發射模式。其中2、3、4、6模式是針對SU-MIMO(單使用者MIMO)的。簡單介紹下幾種發射模式應用場景。

Mode1:單天線單發單收或單發多收的場景,採用小區RS埠0(埠號與RS對應),如室分覆蓋。

mode2:發分集。在2/3G系統中均有應用,如3G網路中在頻域中應用STTD技術。而在LTE網路中,通過基於Alamouti碼的SFBC(空頻編碼塊)技術實現,在兩個天線埠傳送相同的資料資訊,以此達到增加鏈路可靠性,對抗衰落,增加系統性能。發分集支援2TX或4TX,主要應用在公共通道(PDCCH\PCFICH\PHICH\PBCH)的發射上,那是因為公共通道鏈路不需要自動適配,而且覆蓋距離儘可能與小區覆蓋一致,越大越好,還要保持鏈路的可靠性,這與發分集技術功能基本一致。

mode3、mode4、mode6:開環模式和閉環模式的空分複用,與發分集增加系統性能,改善覆蓋,提升鏈路可靠性不同,空分複用,能提升頻譜效率,即能提升單位頻寬的吞吐率。閉環空分複用技術根據UE反饋的精準的CSI(PMI\RI\CQI),選擇最好的RI向UE傳送資料,但碼本(Wf)比較有限,典型應用環境在UE慢速移動場景。而開環空分複用,採用CDD技術,人為增加多徑,使每一個碼字對映到每一層,這樣通過每一個層向UE傳送資料,最好RI使用發分集。由於在該模式下UE沒有上報PMI值,因此CSI的準確度不高,多應用在UE高速移動的場景。

Mode5:多使用者MIMO,是典型的分空間多重進接接入技術,使每小區容納的使用者提升,增加小區容量,但需要較高的SINR,通常在小區的中心覆蓋較好的區域才能應用,若小區負載較低,MU-MIMO的業務範圍更廣。

Mode7、Mode8:波束復型技術與發分集技術都是提升SNR,改善覆蓋,但需要多天線聯合檢測。


注意分集和複用的區別。簡單的說,分集各個天線上傳輸同樣的內容,目的是抗衰落,提高訊號的可靠性。而複用各個天線上傳輸不同的內容,目的是提高系統的容量。一般稱呼是傳輸分集和空間複用。但是有的地方說的空間分集????

傳輸分集也稱為發射分集,

分集和複用可以看做對資源的利用方式。複用就是將資源(部分和全部MIMO通道)用於傳輸不同資訊,而分集是指多個獨立MIMO通道中傳送相同資訊的通道數,如4根傳送天線如果都用來發送不同資訊,複用度為4,這時就不會有分集。當把相同資訊經過編碼後(如簡單的重複4次),經過不同的天線傳送出去,則分集為4,複用為0.分集決定效能,複用決定了傳輸效率。在實際應用中,通常需要折中考慮,即在滿足效能情況下儘量選用大的複用度。

 
LTE 中,多天線傳輸可以描述成將調製後的資料對映到不同的天線埠的過程。其輸入為調製符號(使用 QPSK 16QAM 64QAM 調製,對應 1 個或 2 TB ),其輸出為每個天線埠上的一系列符號,這些符號隨後會應用到 OFDM 的調製器中,並對映到該天線埠的時頻網格(即 RB )上。

    在發射機或接收機按照不同的方式來使用多天線傳輸可以實現不同的目的:

1.      在發射機或接收機使用多天線可用來提供額外的分集以對抗無線通道的衰落(“傳輸分集”),這種情況下,不同天線所經歷的訊號應該擁有低的互相關性,這意味著天線間的間距需要足夠大(空間分集,spatial diversity),或者需要使用不同的天線極化方向(極化分集,polarization diversity),傳輸分集主要用於降低通道衰落這個地方其實不是很清楚?傳輸分集和空間分集有啥關係?

2.      在發射機或接收機可以按照某種特定的方式來使用多天線以“形成”一個完整的波束。例如,可以最大化目標接收機/發射機方向的整體天線增益,或抑制特定的主要干擾訊號。這種“波束賦形beamforming)”可基於天線間高或低的衰落相關性來實現。波束賦形主要用於提高小區的覆蓋。

3.      在發射機和接收機上同時使用多天線可用來建立多個並行的傳輸通道,這樣可以提供非常高的頻寬利用率而不會降低相關功率有效性。換句話說,可以在有限的頻寬上提供很高的資料速率而不會大比例地降低覆蓋。這種通常被稱為“空間複用spatial multiplexing)”,空間複用主要用於提高資料傳輸速率,資料被分為多個流,這些流同時傳送。

eNodeB側,每個小區可以選擇配置1/2/4/8根發射天線。

不同的多天線傳輸方案對應不同的傳輸模式(TM模式)。到Rel-10為止,LTE支援9TM模式。它們的區別在於天線對映的不同特殊結構,以及解調時所使用的不同參考訊號(小區特定參考訊號或UE特定參考訊號),以及所依賴的不同CSI反饋型別

TM1:單天線埠傳輸(使用PORT0),應用於單天線傳輸的場合。

TM2發射分集模式,適用於小區邊緣通道情況比較複雜,干擾較大的情況。也可用於UE高速移動的情況,使用24個天線埠

發射分集是預設的多天線傳輸模式。它通過在不同的天線上傳送相同的資料實現資料冗餘,從而提高SINR,使得傳輸更加可靠。

TM3大延遲分集的開環空分複用,適合UE高速移動的場景,使用24個天線埠

TM4閉環空間複用,適合通道條件較好的場合,用於提供較高的傳輸速率,使用24個天線埠

TM5MU-MIMO傳輸模式,主要用來提高小區的容量;使用24天線埠TM5TM4MU-MIMO版本。

TM6rank1的傳輸,主要適用於小區邊緣的情況,使用24個天線埠

TM7單流波束賦形,主要適用於小區邊緣的UE,能夠有效對抗干擾,只使用port5

TM8雙流波束賦形,可用於小區邊緣的UE,也可用於其它場景。使用Port7port8,每個port對應一個UE特定的參考訊號,這2個參考訊號通過正交的OCCOrthogonal cover code,正交覆蓋編碼)區分,在空分複用下,這2OCC和對應的參考訊號被用於這2層的傳輸。

TM9支援最多8層的傳輸,主要是為了提高資料傳輸速率。使用PORT7~14

    一個傳輸模式對應2個傳輸樣式,見表36.213Table7.1-5。其中一個是發射分集或單天線埠傳輸,而另一個是基於效能優選選擇的傳輸樣式。如TM3,有2種不同的傳輸樣式:發射分集和Larger delay CDD。如果eNodeB能從UE獲得足夠的反饋資訊,以及通道條件較好,則會選擇Large delay CDD來發送PDSCH,否則會使用發射分集。9TM模式只用於DL-SCH傳輸,對於BCHL1/L2控制通道,可以說使用單天線埠傳輸或傳輸分集,但通常不說使用某種TM模式。並且BCH和控制通道採用同樣的傳輸樣式,在BCH盲檢的時候可以檢測出來,就知道當前的天線數。


LTE之MIMO學習1-傳輸模式簡介

TM模式是UE特定的資訊,同一小區內的不同UE,可能配置了不同的TM模式。

配置了載波聚合的UE,在不同的serving cell上可以使用不同的TM模式。