·2.3:技术:OFDM和MIMO的工作原理
* 第六小节:七大项完全讲解OFDM-MIMO特点
OFDM-MIMO技术是两种技术合并产生的一种新技术,其通过时间、频率和空间三种分集技术,因而使整个无线网络对噪声、干扰、多径的抵抗能力大幅度提高了。再通过在原有OFDM传输系统中所采用的矩阵天线来实现空间分集,提高了信号质量。OFDM-MIMO技术具有七大特点,一起来了解一下。
1、发送分集
OFDM/MIMO技术对下行信道采用了时延分集。该分集实现简便并且性能提升明显,也没有有反馈需求。其方法是让第二副天线发出的信号比第一副天线发出的信号延迟一段时间。这样的时延可以使接收端响应可以有频率选择性,接收端忽略信道情况的条件下获得比较明显的增益。
2、空间复用
以采用空间复用技术来提高数据的传输率。把传输速率情况较好一个数据流分裂为速率较先对较低的数据流,并且分别于不同的天线对不同的数据进行流独立编码、调制和发送,同时使用相同的频率和时隙。每组天线可以通过不同的独立的信道滤波发送信号。接收机利用空间均衡器分离信号,然后解调、译码和解复用,恢复出原始信号。
3、接收分集和干扰消除
如果终端用户方选择使用三组接收天线,可取得接收分集的效果。利用将多个接收机的信号合并以获得最大信噪比,来提高针对其它干扰的抵抗性。但在有两个数据流干扰的情况下,或者频率再利用所造成的干扰,利用最大比值合并的方法就力不从心了。这时最小的均方误差就可使每一个有用的信号与其估计值的均方误差最小,从而达到最大的信噪比。
4、软译码
最大比值合并和最小均方误差算法的软判断产生信号,以软件内置的解码器使用。软件解码与SINR加权组合相结合来使用,便能对频率选择信道提供3到4dB的性能增益效果。
5、信道估计
对于信道进行提前预估的其目在于识别每组发送天线与接收天线之间的信道冲激响应程度。由于每组天线发出的训练子载波都属于相互正交的,并且每组发送天线到接收天线都有唯一性信道。训练子载波在频率上的间隔要小于相干带宽,因此可以利用内插获得训练子载波之间的信道估计值,并根据信道的时延扩展,实现信道内插的最优化。在下行链路中,逐帧向所有用户广播发送专用信道标识时隙;在上行链路中,由于移动台发出的业务可以构成时隙,而且信道在时隙与时隙之间会发生变化,因此训练子载波和数据子载波将会包含于每一个时隙内。
6、同步
上行和下行链路发送之前,都需要同步时隙,用来实施相位、频率对齐及频率偏差估计。时隙按照在偶数序号子载波上发送数据与训练标记,而且将奇数序号的子载波标记为零。这样经过IFFT变换之后,得到的时域信号就会被重复,方便信号的检测。
7、自适应调制和编码
根据两个用户特定位置和时间内的INR统计特征,以及用户对服务质量的要求,为每个用户配置链路参数,除了可以最大限度地提高系统容量,还可以有多种编码与调制方案用于在用户数据流的基础上实现最优化。QAM级别可以介于4至64,编码可以包括凿孔卷积编码与Reed-solomon编码。因此存在6种调制和编码级别。在2 MHz的信道带宽内,编码模式1至6分别对于1.1至6.8 Mb/s的数据传输速率。在下行链路中使用空间复用技术,该传输速率也可以被成倍的提升。