LTE闭环MIMO改善低速环境下的下行速率实验

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如今手机业务已进入千家万户,现阶段使用最广泛的是第四代移动通信技术,即LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统,俗称4G,它是由3GPP这个标准化的组织机构制定的(即The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划),相对于过去的3G网络,4G拥有更大的容量、更快速的相应、更高速率和更好的QoS来提升用户的使用感知,因此4G网络是UMTS标准技术的长期演进方向(即Universal Mobile Telecommunications System,通用移动通信系统)。LTE的系统协议引进了 MIMO(Multi-Input&Multi-Output,多输入多输出)技术,对实际环境中的频谱效率和数据传输速率起到关键性的改善。MIMO技术主要是在发射、接收两端使用多天线方式,使得通信信道质量得到大幅提升。在实际使用过程中,MIMO技术和OFDM技术(即Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)的结合,给通信技术在频域、时域、码域和空间域四个维度上带来丰富的资源。两种关键技术的结合,使得系统可以在四维度下互相通信、切换和自行调节。这样的结合被广泛的应用于无线信息传播、天线收发和通信信息的传输与处理。目前,高速率、大容量的信息传输已经成为通信传播的主流,类似于MIMO技术的多信道传输方式,将进一步有效利用四维度资源,在不调整通信发射功率的情况下提升信息传输的稳定性和可靠性。MIMO技术可以根据是否存在反馈而分为开环和闭环两种方式。开环MIMO技术没有PMI反馈。闭环方式是根据接收端(基站设备)收到发射端(移动设备)反馈的相关信息(完整信息或部分信息)来对使用的信道参数进行相应的调整,例如闭环方式在接到反馈后可以通过改变编码率和调制方案,亦或是重新分配每个天线上的发射功率或执行预编码来调整信道参数。显然,闭环MIMO的性能优于开环MIMO,并且闭环系统可以有效地提高传输速率和提高系统的可靠性。但闭环MIMO同时也增加了信令开销和系统复杂度。此外,因过多的信令传输带来的延迟影响有时也需要考虑。在实际使用场景中,小区基站的MIMO模式存在着开环、闭环、开闭环自适应三种特殊的状态。根据实际的环境场景选择是否使用闭环MIMO模式,是运营商必须要考虑的关键问题之一。本文利用实例,在闭环MIMO状态下,通过对小区基站系统接收的RI(即Rank Indication,秩指示)、PMI(即 Precoding Matrix Indicator,预编码矩阵指示)和CQI(即Channel Quality Indicator,信道质量指示)数据分析,确定开闭环对用户的下行速率及信号的影响,从而更好的调节小区基站在城市街道中的下行信道资源,为优化基站小区提供解决思路。
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