MIMO相關(guān)問題解答

Q1. 什么是 MIMO，MIMO 有哪些功能？

MIMO 是多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output）的縮寫。

MIMO 的功能是在發(fā)射端有多個天線，在接收端也有多個天線。

MIMO 常見問題解答!

Q2. 什么是分集，為什么要在MIMO中使用？

分集用于提高系統(tǒng)的可靠性。

在分集過程中，發(fā)送方以不同的傳播方式（不同的路徑）發(fā)送數(shù)據(jù)。

在多輸入多輸出MIMO中，我們需要可靠性或高速數(shù)據(jù)傳輸，因此我們使用了兩種技術(shù) 1：空間分集 2：空間復(fù)用。

Q3. 什么是空間分集？

空間分集是多輸入多輸出MIMO技術(shù)的基本優(yōu)點(diǎn)之一。

簡而言之，分集的目的是通過不同的傳播路徑或空間路徑發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

Q4. 什么是MIMO中的空間多路復(fù)用？

空間多路復(fù)用（SM，SMX）也稱為空分多路復(fù)用（SDM），用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接煽臻g分隔的獨(dú)立信道中。

它就像一條管道，數(shù)據(jù)在移動網(wǎng)絡(luò)的基站和手機(jī)之間流動。

想象一下，在基站和手機(jī)上各安裝一根天線的情況下，可以傳輸如此多的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，通過在基站一側(cè)安裝更多的天線并進(jìn)行適當(dāng)?shù)目臻g隔離，就可以在手機(jī)和基站之間的空間創(chuàng)建多個虛擬管道。

這就為基站和手機(jī)之間傳輸更多數(shù)據(jù)創(chuàng)造了多條路徑。

Q5. MIMO 的優(yōu)勢是什么？

在 MIMO 中，覆蓋范圍好（信噪比高）的 UE 可以利用空間復(fù)用增益，接收多個并行數(shù)據(jù)流。

例如：2x2 MIMO、4x2 MIMO 和 2x4 MIMO 弧形天線都能傳輸最多 2 個并行數(shù)據(jù)流。

覆蓋范圍較小（信噪比較低）的 UE 可利用分集增益幫助提高信噪比。

分集增益的大小取決于接收天線的數(shù)量和每條傳播路徑之間的相關(guān)程度，即接收天線數(shù)量多和傳播路徑不相關(guān)時增益最大。

這種對信道條件的依賴性意味著多輸入多輸出（MIMO）在良好的覆蓋條件下用于傳輸多個并行數(shù)據(jù)流，以最大限度地提高吞吐量，而在較差的覆蓋條件下則用于傳輸單個數(shù)據(jù)流，以最大限度地提高分集增益。

Q6.MIMO有哪些缺點(diǎn)？

多輸入多輸出的缺點(diǎn)是增加了實(shí)施的復(fù)雜性和硬件要求。

多輸入多輸出需要在發(fā)射器和接收器進(jìn)行額外的處理。

它還需要額外的信號，如接收器的反饋和發(fā)射器的資源分配信息。

多輸入多輸出需要在發(fā)射端增加功率放大器，在接收端增加接收路徑。

在接收端還需要額外的天線元件。

發(fā)射機(jī)和接收機(jī)還需要額外的天線元件。

Q7. 什么是開環(huán)？為什么在 MIMO 中使用？

開環(huán)多輸入多輸出（MIMO）的發(fā)送方需要接收方以等級指示（RI）和信道質(zhì)量指示（CQI）的形式提供反饋。

之所以稱為 "開環(huán)"，是因為發(fā)送方不需要接收方以預(yù)編碼矩陣指示器（PMI）的形式提供反饋。

開環(huán)多輸入多輸出（MIMO）有利于高移動性場景，因為高移動性會導(dǎo)致報告的 PMI 在短時間內(nèi)失效。

Q8. 什么是 MIMO 的閉環(huán)？

在閉環(huán)多輸入多輸出中，發(fā)送方要求接收方提供 RI、CQI 和 PMI 方面的反饋。

接收方選擇一個 PMI，以幫助改善復(fù)合信道系數(shù)矩陣的特性。

閉環(huán)多輸入多輸出允許發(fā)送方以更多的信息進(jìn)行傳輸。

但同時也增加了信令開銷。

Q9. 什么是 MIMO 的分集增益？

當(dāng)每條傳播路徑上的衰減不相關(guān)時，即一條路徑可能出現(xiàn)衰減，而另一條路徑可能不出現(xiàn)衰減時，分集增益可減少衰減的影響。

接收機(jī)會利用沒有衰減的路徑。

Q10. 什么是 MIMO 中的陣列增益？

陣列增益是通過多天線元件發(fā)射信號時產(chǎn)生的波束成形效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。

波束成形將傳輸信號導(dǎo)向 UE，并提高接收信噪比。

Q11. 什么是空間多路復(fù)用增益 MIMO？

空間多路復(fù)用增益通過使用同一組時域和頻域資源并行傳輸多個數(shù)據(jù)流來提高吞吐量。

不相關(guān)的傳輸路徑允許接收器區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流。

Q12. 根據(jù) 3GPP R.15，上行鏈路方向是否支持MIMO？

3GPP R15新無線電 (NR) 規(guī)范支持上行和下行方向的 MIMO。

上行鏈路支持 2x2 MIMO 和 4x4 MIMO，下行鏈路支持 2x2 MIMO、4x4 MIMO 和 8x8 MIMO。

R.15 規(guī)范還支持上行和下行鏈路方向的多用戶 MfMO。

Q13. 什么是Single-User MIMO（SU-MIMO）？

單用戶 MIMO 為每個 UE 分配不同的 PRB 子集，即在頻域上將 UE 分開。

由于每個 UE 的傳輸不會相互干擾，因此在特定時隙內(nèi)調(diào)度的 UE 無需在空間上分開，而且可以分配相對較高的 MCS。

MIMO（多輸入多輸出）：SU-MIMO與MU-MIMO

Q14. 什么是Multi-User MIMO（MU-MIMO）？

多用戶 MIMO 利用波束成形技術(shù)將同一套時域和頻域資源分配給多個 UE。

這些 UE 在空間域是分開的，因此它們能夠重復(fù)使用物理資源塊 (PRB)，而不會相互產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

Q15.MU-MIMO有哪些優(yōu)勢？

增加網(wǎng)絡(luò)容量：網(wǎng)絡(luò)容量是指可提供給用戶的總數(shù)據(jù)量，以及在一定預(yù)期服務(wù)水平下可提供服務(wù)的最大用戶數(shù)量。

改善覆蓋范圍：通過大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO），用戶可以在整個網(wǎng)絡(luò)中獲得更均勻的體驗，即使在小區(qū)邊緣也是如此，因此用戶幾乎可以在任何地方享受到高數(shù)據(jù)速率服務(wù)。

用戶體驗： 以上兩個優(yōu)勢最終會帶來更好的整體用戶體驗，用戶可以傳輸大型數(shù)據(jù)文件或下載電影，也可以隨時隨地使用對數(shù)據(jù)量要求很高的應(yīng)用程序。