MIMO[浏览次数：约598次]

• 　　多输入多输出(MIMO)技术通过使用多个天线传输两路或四路数据流，为单个用户数据传输速率的提升提供了可能性。例如，此前有介绍LTE 的文章曾指出，64 QAM 2x2下行链路FDD MIMO和64 QAM 4x4下行链路FDD MIMO可分别提供高达172.8Mbps和32*Mbps的峰值数据速率。但是，与单输入单输出(SISO)单个天线相比，实现双通道或四通道MIMO将会增加复杂性，从而影响可能达到的峰值数据速率，而且硬件设计和实施方面的不利影响(例如天线串扰和定时误差)有可能降低多天线技术可能带来的性能增益。

  　　另外，多天线技术的实现过于复杂，使得对硬件性能问题进行故障诊断和调试颇具难度；增加天线和数据流数量(从2x2 MIMO增加到4x4 MIMO)将进一步增加调试的复杂程度。

目录

• LTE MIMO
• MIMO误差矢量幅度
• MIMO案例研究
• MIMO串扰

LTE MIMO

• 　　LTE MIMO交叉生成一个贯穿频域和时域的已知信号，称为参考信号(RS)。该信号是恢复MIMO 信号的基础，因为它允许每个接收天线针对各个发射机建立一个信号参考。图1显示了如何将参考信号的各个符号分配到两个天线下行链路信号的子载波中。

  　　如图所示，y轴表示参考信号的子载波分配(每六个子载波)，x轴表示时间交叉。注意，从占用子载波和时间(符号)两方面查看天线0和天线1之间参考信号的变化。

  

MIMO误差矢量幅度

• 　　误差矢量幅度(EVM)是描述射频发射机性能的重要系统指标。通过对RS EVM和复合EVM 进行比较，不仅可以帮助工程师深入了解发射机硬件设计减损，还能够帮助诊断天线串扰、放大器增益压缩失真、相位噪声和其他误差机制等特定减损。

MIMO案例研究

• 　　本案例研究中使用的四通道 MIMO 测试设置如图 2 左侧所示，它是由四个带有任意波形发生器的安捷伦信号发生器和一个安捷伦四通道Infiniium 90000A系列示波器组成。如下所示，多通道示波器非常适合双通道和四通道 的MIMO 测量，因为它们提供时间相干多通道输入、可测量射频调制载波的宽带宽，以及更深层的存储器来分析多个数据帧，数据帧可通过 Agilent 89600 矢量信号分析(VSA)软件进行解调。

  　　使用VSA软件和多通道宽带示波器进行基线四通道MIMO测量的结果如图2右侧所示。图2左侧显示了两层(共四层)空间多路复用数据的16 QAM 物理下行链路共享通道(PDSCH)星座图(此处没有显示第2和第3层)。VSA显视屏的右上方显示了射频频谱图，VSA显视屏的右下方显示了误差汇总表。注意，基线测试案例的剩余复合EVM(VSA 显示屏右下方)小于 0.8%，说明0层和1层的星座图状态很清晰(VSA 显示屏的左侧)。

  

MIMO串扰

• 　　我们看到即使通道之间存在串扰，个别RS EVM值仍相对较低。如上所述并参看图1，MIMO参考信号如果是时间正交和频率正交，这样RS EVM通常不会受到天线串扰的影响，这与复合 EVM不同，后者会受到天线串扰的影响。然而，通过检测MIMO信息表中的RS定时值，显示天线通道范围间的定时误差约为2.3?s至3?s(Tx1/Rx1、Tx2/Rx2、Tx3/Rx3)。这是一个问题，因为定时误差接近或超过LTE循环前缀的持续时间(4.69?s)时，可导致RS正交损耗。RS正交损耗会影响测量精度，例如 MIMO的信息表中显示的串扰值、PDSCH星座图和EVM结果。

  　　考虑一下定时误差对天线串扰测量结果的影响。只要通道之间的时延远小于循环前缀的持续时间，不同发射天线的参考信号便会保持正交。但是，如果不能满足这个条件，就会破坏正交，从而产生通道间的串扰。再看图1所示的天线端口0，R1子载波位置上的信号功率表明存在串扰。通道间的定时误差或时延会导致R1子载波位置包含前一个符号的功率，VSA 将这种现象解释为通道间的串扰，其结果是报告的串扰值出现错误。

  　　如欲检查MIMO信息表报告的定时误差，需要使用示波器来测量天线通道间的定时误差，如图7所示。经测量，生成天线0信号的ESG与生成天线1信号的ESG之间的定时误差约为2.35 ?s，该值与MIMO信息表报告的RS定时误差有关。

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