多路信道传输不同信息是memo中的什么技术

属于上行技术。

MIMO(多入多出技术)

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

基本介绍

中文名：多输入多输出系统

外文名：Multiple-Input Multiple-Output

简称：MIMO

套用学科：天线无线通信

标准协定：IEEE80211n

MIMO技术最早是由马可尼于1908年提出的，它利用发射端的多个天线各自独立传送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息，就可以实现以更小的代价达到更高的用户速率。

原理

多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

图1 MIMO系统的一个原理框图



图1

图1是MIMO系统的一个原理框图。发射端通过空时映射将要传送的数据信号映射到多根天线上传送出去，接收端将各根天线接收到的信号进行空时解码从而恢复出发射端传送的数据信号。根据空时映射方法的不同，MIMO技术大致可以分为两类：空间分集和空间复用。空间分集是指利用多根传送天线将具有相同信息的信号通过不同的路径传送出去，同时在接收机端获得同一个数据符号的多个独立衰落的信号，从而获得分集提高的接收可靠性。举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用一根发射天线n 根接收天线，传送信号通过n 个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n 。对于发射分集技术来说，同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。在一个具有m根发射天线n 根接收天线的系统中，如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落，可以获得的最大分集增益为mn。目前在MIMO系统中常用的空间分集技术主要有空时分组码（Space Time Block Code，STBC）和波束成形技术。STBC是基于传送分集的一种重要编码形式，其中最基本的是针对二天线设计的Alamouti方案，具体编码过程如图2所示。

图2　Alamouti 编码过程示意



图2

可以发现STBC方法，其最重要的地方就是使得多根天线上面要传输的信号矢量相互正交，如图2-19中x 1和x 2的内积为0，这时接收端就可以利用传送端信号矢量的正交性恢复出传送的数据信号。使用STBC技术，能够达到满分集的效果，即在具有M根发射天线N 根接收天线的系统中采用STBC技术时最大分集增益为MN。波束成形技术是通过不同的发射天线来传送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效提高天线增益。为了能够最大化指向用户的波束的信号强度，通常波束成形技术需要计算各个发射天线上传送数据的相位和功率，也称之为波束成形矢量。常见的波束成形矢量计算方法有最大特徵值向量、MUSIC算法等。M根发射天线采用波束成形技术可以获得的最大传送分集增益为M。空间复用技术是将要传送的数据分成几个数据流，然后在不同的天线上进行传输，从而提高系统的传输速率。常用的空间复用方法是贝尔实验室提出的垂直分层空时码，即V-BLAST技术，如图3所示。

图3　V-BLAST 系统传送示意



图3

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统是一项运用于80211n的核心技术。

80211n是IEEE继80211b\a\g后全新的无线区域网路技术，速度可达600Mbps。同时，专有MIMO技术可改进已有80211a/b/g网路的性能。该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。

优点

无线电传送的信号被反射时，会产生多份信号。每份信号都是一个空间流。使用单输入单输出（SISO）的系统一次只能传送或接收一个空间流。MIMO允许多个天线同时传送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。MIMO 技术的套用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。

提高信道的容量

MIMO接入点到MIMO客户端之间，可以同时传送和接收多个空间流，信道容量可以随着天线数量的增大而线性增大，因此可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加频宽和天线传送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。

提高信道的可靠性

利用MIMO信道提供的空间复用增益及空间分集增益，可以利用多天线来抑制信道衰落。多天线系统的套用，使得并行数据流可以同时传送，可以显着克服信道的衰落，降低误码率。

潜力

通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k)，I=1，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。

特别是，这N个子流同时传送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加频宽。若各发射接收天线间的通道回响独立，则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。

MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行最佳化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。

系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出（MIMO）系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为：C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)

其中B为信号频宽，ρ为接收端平均信噪比，min(M,N)为M，N的较小者。上式表明，功率和频宽固定时，多入多出系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智慧型天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。相对而言，多入多出对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力。

理论容量与天线数关系：

（1）图4-4所示的四条信道容量曲线的发射天线数量 都为4，以接收天线数量 为横轴，信噪比依次为0dB、5dB、10dB、15dB。从这四条不同的曲线我们可以得出结论：



图4-4

1．发射天线数量一定，信噪比不变时信道容量随着接收天线数的增多而增大，且增大的幅度越来越小。

2．发射天线和接收天线的数量均相同，信道容量随信噪比的增大而增大。

（2）图4-5所示的四条信道容量曲线的接收天线数量 都为4，以发射天线数量 为横轴，信噪比分别为0dB、5dB、10dB、15dB。从这四条不同的曲线我们可以得出结论：

1．接收天线数量一定，信噪比不变时信道容量随着发射天线数的增多而增大，增大的幅度会越来越小。

2．当发射天线数大于接收天线数时，信道容量增大的幅度会大幅度减缓，当 >10以后，信道容量基本上就没有多大变化。

由上述结论我们可以看到信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以在不增加频宽和天线传送功率的情况下利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，证明了MIMO信道系统理论的正确性。

发展历史

MIMO

实际上多输入多输出(MIMO)技术由来已久，早在1908年马可尼就提出用它来抗衰落。在20世纪70年代有人提出将多入多出技术用于通信系统，但是对无线移动通信系统多入多出技术产生巨大推动的奠基工作则是上世纪90年代由AT&TBell实验室的学者完成的。

1990年代，全世界无线通信领域均针对多天线系统进行研究，希望创作出能指向接收者之波束成型技术，亦即是所谓智慧型天线 —— 一种能使波束聪明地追踪接收者（即行动电话）的技术，如同有个人持着天线到处移动，就像一道自手电筒射出的光束可追踪一位在黑暗中移动的人一样。智慧型天线藉由波束对其指向（亦即对目标接收者）的相长干涉（constructive interference）及同时间该波束对目标接收者指向以外其他方向之相消干涉（destructive interference）来增加信号增益，以实现上述智慧型天线的优点，并对于此传送单位上的多天线间，采用一较窄的天线间距来实现此波束。一般以传送信号之一半波长作为实体的天线间距，以满足空间上的采样定理且避免旁瓣辐射（grating lobes），亦即空间上的混叠。

波束成型技术的缺点乃是在都市的环境中，信号容易朝向建筑物或移动的车辆等目标分散，因而模糊其波束的集中特性（即相长干涉），丧失多数的信号增益及减少干扰的特性。然而此项缺点却随着空间分集及空间多工的技术在 1990 年代末的发展，而突然转变为优势。这些方法利用多径（multipath propagation）现象来增加数据吞吐量、传送距离，或减少比特错误率。这些型态的系统在选择实体的天线间距时，通常以大于被传送信号的波长的距离为实作，以确保 MIMO 频道间的低关联性及高分集阶数（diversity order）。

复合技术

MIMO 此科技与平坦衰落信道（flat fading channels）兼用时最佳，以降低接收端信道均衡器之复杂度及维持接收端的低功率耗损，也因此 MIMO 多半与 OFDM 结合为复合技术。MIMO-OFDM同时为IEEE 80216及 IEEE 80211n HT（High-Throughput）的采用标准之一。WCDMA 的系统，如 HSDPA，亦进行将 MIMO 技术标准化的动作。

MIMO技术

所谓的MIMO，就字面上看到的意思，是Multiple Input Multiple Output（多入多出）的缩写，是指无线网路讯号通过多重天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率。

然而比较正确的解释，应该是说，网路资料通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送，由于无线讯号在传送的过程当中，为了避免发生干扰起见，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。为了避免资料不一致而无法重新组合，因此接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的资料重新作组合，然后传送出正确且快速的资料流。

由于传送的资料经过分割传送，不仅单一资料流量降低，可拉高传送距离，又增加天线接收范围，因此MIMO技术不仅可以增加既有无线网路频谱的资料传输速度，而且又不用额外占用频谱范围，更重要的是，还能增加讯号接收距离。所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网路设备，纷纷开始抛开对既有Wi-Fi联盟的兼容性要求，而采用MIMO的技术，推出高传输率的无线网路产品。

MIMO技术大致可以分为两类：发射/接收分集和空间复用。传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落。具有相同信息的信号通过不同的路径被传送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用1根发射天线n根接收天线，传送信号通过n个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n，平均误差机率可以减小到 ，单天线衰落信道的平均误

提升高频段覆盖，使得蜂窝小区部署毫米波频段成为可能

满足ITU 5G峰值速率20Gbps的需求

多波束 *** 作

提升系统性能

满足ITU 5G需求达到LTE 3倍的频谱效率

增强的信道状态信息设计

考虑配置场景，网络实现，可支持的频段等，提供足够的灵活性更大范围的实现5G

增强的参考信号，传输机制

NR设计统一的CSI反馈框架，将CSI测量和CSI反馈方式进行解耦，以更加灵活的方式支持不同的MIMO传输方式在多种场景和多种频带的应用

NR支持两类码本用于CSI反馈

Type-I 是为单用户MIMO优化的，上行开销较小

Type-II 是为多用户MIMO优化的，信道信息更加精细，因此上行开销更大

NR系统中，CSI包括CQI、PMI、CSI-RS资源指示（CRI）、SSB块资源指示（SSBRI）、层指示（LI）、RI以及L1-RSRP

LI用于指示PMI最强的列，用于PT-RS参考信号映射

SSBRI指示波束索引，L1-RSRP指示波束强度，用于波束管理

NR中仅支持一种下行传输模式，即基于闭环DM RS的空分复用PDSCH传输

单用户最多支持8流传输

正交DM RS端口支持最多12个多用户复用，多用户中每个用户最多4流

NR支持两种上行传输模式

基于码本的数据传输，DCI指示预编码矩阵的index

基于非码本的数据传输，DCI通过SRI（SRS资源index）指示上行数据的预编码码字

单用户最多4流

LTE 的下行参考信号CRS具有 “one size fits all” 的特性

限制了灵活的网络部署，网络能量效率低，不适用于高频段和大规模MIMO

NR 下行参考信号为特殊的功用进行设计，可以灵活适配到不同的部署场景和频段内

闭环传输方案

预编码方式依赖于终端上报给基站的信道状态信息

终端测量CSI-RS获取并上报CSI

基站基于反馈的CSI进行下行预编码

基于信道互易性反馈时，基站通过对上行参考信号的测量获取信道的空域信息，然后结合终端反馈的CQI/RI等信息进行调度和预编码

准开环传输方案

基站依据优先的CSI（宽带反馈的第一级预编码矩阵）进行粗略的预编码

适用于信道变化较快的中高速场景

计算CQI时，终端假设W1取决于上报的宽带PMI，W2则随机进行切换

多用户传输方案

统一的传输模式灵活的支持多种MIMO传输方案

依赖于更加精准的CSI的反馈精度，用于在发送端最大限度的抑制和避免终端间的干扰

引入了高精度的Type II码本，有效提升多用户MIMO的系统性能

支持码本和非码本发送

码本发送: 基站指示给UE上行波束方向和预编码

非码本发送: 基站只指示波束的方向

行标支持下行传输

单用户闭环传输

多用户MIMO

对16通道基站，支持至少8流的MU-MIMO

对32通道基站，支持至少12流的MU-MIMO

对64通道基站，支持至少12流的MU-MIMO

行标上行传输

基于码本的上行传输模式

基于非码本的上行传输模式

单用户上行2流传输

单用户上行4流传输（可选）

多用户MIMO

对16通道基站，支持至少8流的MU-MIMO

对32通道基站，支持至少12流的MU-MIMO

对64通道基站，支持至少12流的MU-MIMO

LTE中的CSI-RS用于信道测量，NR中的CSI-RS主要用于以下几个方面：

获取信道状态信息

波束管理

精确的时频跟踪

移动性管理（行标可选）

NR CSI-RS有两种类型：

Non-zero-power（NZP）非零功率NZP CSI-RS

时频跟踪

CSI反馈

L1-RSRP测量

移动性管理

Zero-power零功率ZP CSI-RS

PDSCH速率匹配

RRC信令为UE配置一个或者多个CSI-RS集合，每个CSI-RS集合包含一个或多个CSI-RS资源

每个CSI-RS资源最大配置32个端口，映射到1个或者多个OFDM符号上

高层信令给出最多可能的两个时域符号位置，频域用位图方式指示一个符号上子载波的占用情况

X个端口CSI-RS图样基本单元，由一个PRB内频域上相邻的Y个RE和时域上相邻的N个OFDM符号组成，D代表CSI-RS的密度（ RE/PRB/port)

配置CSI-IM资源，基站不发送任何信号（ZP CSI-RS），终端在CSI-IM上测量干扰信号（来自于邻区），统计接收信号强度

多用户调度时，终端对其它终端的NZP CSI-RS进行干扰测量

对UE配置的CSI资源设置配置三种资源

CSI-IM资源

NZP CSI-RS资源用于干扰测量

NZP CSI-RS用于信道测量

取决于实现来灵活组合测量信道和干扰

终端通过扫描CSI-RS来获取模拟波束赋形的权值

发送波束扫描：CSI上报RSRP

接收波束扫描：不进行CSI上报

使用1端口或2端口CSI-RS进行波束的测量和选择

通过高层信令repetition参数配置的on/off表示资源集合中的多个resource使用相同/不同的下行波束发送

当设置为on的时候，表示CSI-RS发送的波束重复，即基站在相同波束上发送CSI-RS，UE可以扫描接收波束，进行波束训练

当设置为off的时候，表示CSI-RS发送的波束不重复，也就是基站发送波束扫描，UE可以保持接收波束不变，进行波束训练

一个resource集合中的resource使用相同的CSI-RS端口

NR采用特殊配置的CSI-RS作为TRS，用于终端进行精确的时频偏同步

TRS的资源集合可以配置为周期，也可以非周期

周期TRS为一个资源集合，包含多个周期性CSI-RS资源

每个CSI-RS资源为一个频域密度为3的1端口CSI-RS资源

一个时隙中的TRS符号间隔为4

TRS只支持1端口

非周期TRS与周期TRS的结构相同：带宽，频域位置，时隙个数

DCI触发非周期TRS

终端无需对TRS测量进行CSI上报

在ZP CSI-RS上，基站不发送CSI-RS参考信号，目的用于PDSCH信道的速率匹配

ZP CSI-RS分为周期、半持续和非周期三种类型的配置

高层信令配置不同的ZP CSI-RS资源集合，每个集合包含多个ZP CSI-RS资源

每个ZP-CSI-RS资源的时频域指示方式与信道状态信息获取的CSI-RS相同

非周期ZP CSI-RS指示

DCI触发

半静态信令触发

周期CSI反馈

周期性CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰

每个CSI上报反馈所关联的测量资源仅包含一个CSI-RS资源集合

半持续CSI反馈（SP-CSI）

周期性或者半持续CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰

PUSCH的半持续CSI上报

DCI中的CSI请求域来激活触发状态

用SP-CSI C-RNTI加扰来区分非周期CSI上报触发与SP-CSI上报激活

反馈时隙偏移由DCI指示

PUCCH的半持续CSI上报

MAC CE激活去激活

RRC配置反馈周期和时隙偏移

非周期CSI上报（AP-CSI）

MAC CE结合DCI配置和触发

基于PUSCH上报

每个CSI触发状态对应1个或者多个上报反馈设置，一个上报反馈关联1~3个资源设置

1个资源设置用于波束管理

2个资源设置，1个用于信道测量，另一个用于干扰测量

3个资源设置，1个用于信道测量，一个用于CSI-IM干扰测量，一个用于NZP CSI-RS干扰测量

周期性、半持续或者非周期CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰，支持非周期性NZP CSI-RS测量干扰

DCI指示CSI上报的时隙偏移

支持的CSI-RS类型

用于信道测量的CSI-RS

基于CSI-IM的干扰测量

适用于周期、半持续和非周期CSI上报

基于NZP CSI-RS的干扰测量（可选）

适用于非周期CSI上报

支持的CSI-RS端口数量

4端口

8端口

大于8端口（可选）

支持的CSI-RS资源

周期性CSI-RS资源，包括一个CSI-RS资源集合，用于信道获取

非周期CSI-RS资源（可选），包括一个CSI-RS资源集合，用于信道获取

半持续CSI-RS资源（可选）

CSI-RS反馈类型

单panel type1反馈，包括针对最大4个CSI端口和8个CSI端口

Type II反馈（可选），支持至少12个CSI-RS端口的Type II反馈

支持的CSI-RS反馈时域密度

周期性CSI-RS反馈

非周期性CSI-RS反馈（可选）

PUSCH上半持续CSI-RS反馈（可选）

PUCCH上半持续CSI-RS反馈（可选）

信道状态信息（CSI）上报内容

终端上报PMI CQI RI

终端上报RI CQI

SRS用于上行信道信息获取，满足信道互易性的下行信道信息获取以及上行波束管理

基站可以为终端配置多个SRS资源集，每个SRS资源集包含一个或多个SRS资源

每个SRS资源包含1、2或4个SRS端口

每个SRS资源可以配置在一个时隙的最后6个OFDM符号中1、2或4个连续的符号

SRS频域上支持两种梳状映射方式

Comb-2：每隔一个载波映射一个RE

Comb-4：每隔三个载波映射一个RE

SRS的时频资源针对每个SRS资源进行配置

同一个SRS资源内的不同SRS端口占用相同的符号，通过频分或者码分复用

码分采用循环以为CS复用，不同发送comb配置，支持的最大循环移位个数不同：

comb-2：CS=8，comb-4：CS=12

NR支持64种SRS带宽配置方式，一个SRS资源可配置的最小带宽为4个RB，最大带宽为272个RB

NR支持周期性的、半持续的和非周期的SRS发送方式，通过高层参数配置

一个SRS资源集内的所有SRS资源都与该SRS资源集具有相同的时域类型

周期性发送

UE根据所配置的参数进行周期性发送

半持续发送

UE在接收到关于半持续SRS资源的高层信令配置后，并且接收到MAC层发送的激活信令后，周期性的发送SRS，收到MAC层发送的去激活命令后，停止发送SRS

适用于时延较低的业务

非周期性发送

通过DCI信令激活，终端每接收到一次触发命令，进行一次SRS发送

DCI包含2比特，1个状态不触发SRS发送，其它3个状态分别表示触发第一、第二、第三个SRS资源组

一个状态可以触发一个或多个SRS资源集，一个状态对应的多个SRS资源集可以对应多个载波

SRS序列是基于ZC序列生成，长度为SRS占用的子载波数

SRS支持序列跳频或序列组跳频，通过高层配置

SRS跳频在减少SRS每次发送功率的情况下获得更大的探测

支持时隙间跳频以及时隙内符号间跳频发送SRS

SRS天线切换

TDD系统利用上下行信道互易性，通过上行sounding获取下行信道CSI

不同UE的收发天线数量不等，尤其是当发送的天线少于接收天线的时候，为了获取下行CSI的信息，基站让终端切换不同的天线端口发送SRS

终端进行物理切换过程中不能发送任何信号，为终端配置天线切换的保护间隔

SRS基本能力

支持在每个上下行转换周期配置最大4个符号的SRS资源

支持周期SRS，非周期SRS（可选）

支持2梳分/4梳分（二选一）

支持时隙内和时隙间BWP内的频域的跳频（时隙内、时隙间跳频二选一）

SRS发送端口数

1端口

2端口

4端口（可选）

SRS发送天线切换

2T4R SRS发送天线切换（对SA终端）

1T4R SRS发送天线切换（对SA终端）

1T4R SRS发送天线切换（对NSA终端）可选

1T2R SRS发送天线切换（对NSA终端）

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