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Wireless InSite中的MIMO波束形成、空间复用和分集

Wireless InSite提供了以下常见MIMO技术进行建模的功能:

  • 天线分集

  • 空间复用

  • 波束形成

天线分集

使用4个Rx天线的不同MIMO接收器分集技术比较SINR。 选择组合(红色)减少衰落并适度地改善SINR,而等增益组合(橙色)和最大比率组合(绿色)都将SINR增加几dB。

在接收器处,天线分集方法通过利用由间隔半波长或彼此间隔更远的天线所接收信号的差异来提供具有更少衰落、更鲁棒的信号。  Wireless InSite支持三种接收器分集方法:

  • 选择组合:选择SNR最强的接收天线信号

  • 等增益组合:每个接收天线电压的总和

  • 最大比率组合:对每个通道施加权重,对每个天线的电压进行相位对齐,同时调整幅度(通过SNR进行归一化,增加较弱的通道)

在发射器中,分集技术使用发射天线单元的预编码来增加接收信号不相关的几率,提高了分集技术在接收器中的成功程度。  通过允许用户定义任何一组代码的自定义预编码表,Wireless InSite支持传输多样性。  这允许用户指定任意一种常见的预编码方法,例如使用Alamouti代码或伪代码。

当发射和接收分集技术都被启用时,Wireless InSite将使用这些技术组合信号,从而全面改善发射器和每个接收点之间的单一数据流的接收。

空间复用

Wireless InSite 利用奇异值分解(SVD)对空间复用进行建模。  空间复用利用发射和接收天线对之间通道的差异,在发射和接收天线之间提供多个独立的流,通过并行流发送数据来提高吞吐量。  SVD将信道分解为多个流,其中的数字是发射天线或接收天线数量中较小的一个。  例如,对于2x2或4x2 MIMO这样的场景,SVD可以生成两个独立的流,而对于4x4(4个发射天线和4个接收天线),它可以生成4个流,潜在地将吞吐量提高4倍。  

实际上,实际吞吐量将取决于在每个流中可以实现多高的SINR。  使用SVD技术,Wireless InSite在流上分割传输功率并计算每个流的SINR,从而预测每个并行流的吞吐量,然后对其进行求和以确定所有流的总吞吐量。

波束形成

波束形成的目标是使用多个天线来形成波束,以此增加信噪比,从而提高接收器的吞吐量。  Wireless InSite目前支持两种波束形成方法:

  • 最大传输率(MRT):使Tx和Rx点之间的波束(自适应)最大化

  • 预编码表:允许用户定义列表波束,支持可从预定义波束中进行选择的多种方法(码本等)

MRT利用发射器和接收器天线之间的通道信息,形成到接收器的最佳波束。  实际上,该技术通常用于时分双工(TDD)系统,其中上行链路和下行链路共享相同的频带,允许接收器发送可由基站自适应地使用的导频信号。形成这个最佳波束。

Wireless InSite的预编码表本质上更通用。  用户可以定义多组预定义的波束形成权值,Wireless InSite将评估不同的权值,并为每个接收点选择最强的波束。  它模拟一个MIMO基站,该基站具有预定义的波束(例如,码本),并使用多种方法之一来确定给定通道的最佳使用方式。

 

使用大量 MIMO进行波束形成(右)显示单个天线之间链路吞吐量的显着改善(左)

 

将波束形成与接收器分集相结合

波束形成的主要目的是最大限度地提高接收点的功率,接收点用来表示用户设备(UE)的潜在位置。  当UE具有多个接收器天线时,Wireless InSite允许其将发射波束形成与接收器分集技术相结合,从而进一步改进SINR,为以后计算性能指标(如吞吐量和误码率)提供尽可能强大的数据流(参加通信分析).