表5-3-1 MIMO的实现方式
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 模式 TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 TM8 MIM形式，端口 单天线端口，端口0 发射分集 开环空分复用 闭环空分复用 多用户MIMO 闭环Rank=1预编码 波束赋形，端口5 双流波束赋形，端口7、8 功能 兼容单发射天线 提高下行信号信噪比 提高用户峰值速率 提高用户峰值速率 增加小区吞吐量 增强小区覆盖 增强小区覆盖 提高边缘用户的可靠性，提升小区中心用户的吞吐量 模式1（TM1）：单天线模式，也是集成模式，兼容单天线UE；
?模式2（TM2）：不同模式在不同天线上传输同一个数据，适用于覆盖边缘； ?模式3（TM3）：开环空分复用，无需用户反馈，不同天线传输不同的数据，相当于速率增加一倍，适用于覆盖较好趋于；
?模式4（TM4）：同上，只不过增加了用户反馈，对无线环境的变化更敏感； ?模式5（TM5）：多个天线传输给多个用户，如果用户较多且每个用户数据量不大的话可以采用，增加小区吞吐量；
?模式6（TM6）：闭环波束赋形一种，基于码本，预编码矩阵是在接收端终端获得，并反馈PMI，由于有反馈所以可以形成闭环。
?模式7（TM7）：无需码本的波束赋形，适用于TDD，由于TDD上下行是在同一频点，所以可以根据上行推断出下行，无需码本和反馈，FDD由于上下行不同频点所以不能使用。
模式8（TM8）:双流波束赋形，是在信号散射体比较充分的条件下，波束赋形技术（即单流波束赋形技术）和MIMO空间复用技术的有效结合，在TD-LTE系统中，利用TDD信道的对称性，同时传输两个赋形数据流来实现空间复用，并且能够保持传统单流波束赋形技术广覆盖、提高小区容量和减少干扰的特性，既可以提高边缘用户的可靠性，同时可有效提升小区中心用户的吞吐量，通过这一配置可以支持最多4个Rank1 UE或两个Rank2 UE的MU-MIMO。
3 其他关键技术
（1）链路自适应技术
在蜂窝移动通信系统中，一个非常重要的特征是无线信道的时变特性，其中无线信道的时变特性包括传播损耗、快衰落、慢衰落以及干扰的变化等因素带来的影响。由于无线信道的变化性，接收端接收到的信号质量也是一个随着无线信道变化的变量，如何有效利用信道的变化性，如何在有限的带宽上最大限度的提高数据传输速率，从而最大限度的提高频带利用效率，逐渐成为移动通信的研究热点。而链路自适应技术正是因为在提高数据传输速率和频谱利用率方面有很强的优势，从而成为目前和未来移动通信系统的关键技术之一。
所谓链路自适应技术，就是指系统根据当前获取的信道信息，自适应的调整系统传输参数的行为，用以克服或者适应当前信道变化带来的影响。链路自适应技术主要包含两方面的内容，一方面是信道信息的获取，准确和有效的获得当前信道环境参数，以及采用什么样的信道指示参数能够更为有效和准确的反映信道的状况；另一方面是传输参数的调整，其中包含调制方式、编码方式、冗余信息、发射功率以及时频资源等参数的调整。
（2）混合自动重传请求（HARQ）
为了克服无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响，可以采用基于前向纠错（FEC）和自动重传请求（ARQ）等差错控制方法，来降低系统的误码率，确保服务质量。虽然FEC方案产生的时延较小，但存在的编码冗余却降低了系统吞吐量；ARQ在误码率不大时可以得到理想的吞吐量，但产生的时延较大，不宜于提供实时服务。为了克服两者的缺点，将这两种方法结合就产生了混合自动重传请求（HARQ）方案，即在ARQ系统中包含了一个FEC子系统，当FEC的纠错能力可以纠正这些错误时，则不需要使用ARQ；只有当FEC无法正常纠错时，才通过ARQ反馈信道请求重发错误码组。
根据重传内容的不同，目前广泛采用的HARQ合并技术有三种类型，分别为Type I HARQ、Type II HARQ和Type III HARQ 3
Type I HARQ是一种简单的ARQ和FEC的结合。在Type I HARQ方案中，发送数据块进行CRC编码后再进行FEC编码。在接收端对接收数据进行FEC译码后，CRC进行校验。如果接收数据出错，则接收端通知发送端重传，重传数据采用与前一次相同的编码，而错误的分组被丢弃。Type I HARQ方式的控制信令开销小。由于在重传中使用相同的前向纠错编码，物理层的结构以及解码都要简单一些。但是这种固定的前向纠错编码意味着固定的冗余信息，系统吞吐量不如Type II HARQ和Type III HARQ高。
Type II HARQ方案属于增量冗余（Incremental Redundancy）的HARQ方案，被称为 Full IR HARQ（FIR）。在这种HARQ中，第一次发送分组包含了全部的信息位（也可能含冗余校验位），接收端CRC校验发现有错误时，与Type I HARQ方案不同，错误分组被存在接收端的寄存器中，并向发送端发送重传控制消息；发送端重传的信息不是前一次数据的简单重复，而是不同的增量冗余信息，重传分组无法自解码，接收端将重传的增量冗余信息与寄存器中分组数据合并后再进行译码。由于增加了新的冗余位信息帮助译码，因此纠错能力增强，提高了系统性能。Type II HARQ在低信噪比的信道环境中具有很好的性能，缺点是接收端需要较大的寄存器存储数据。
Type III HARQ方案也属于增量冗余（IR）方案，与Type II HARQ相似，接收错误的数据包不会被丢弃，接收机将其存储起来与后续的重传数据合并后进行解码。根据重传的冗余版本不同，Type III HARQ又可分为两种情况：一种被称为Chase Combining（CC）方式，其特点在于重传数据与前面发送的分组数据完全相同（包含信息位和校验冗余位），只有一种冗余版本，接收端将重传数据和存储数据进行软合并后进行译码；另一种是Partial IR HARQ（PIR）方式，其每次重传包含了相同的信息位和不同的增量冗余校验位（可有多个冗余版本），接收端对重传的信息位进行软合并，并将新的校验位合并到码字后再进行译码。Type III HARQ的两种方式有着共同的特点，重传的数据包具有自解码的能力，重传的数据包与初传的数据包采用软合并的方式获得最大的译码增益。
在LTE系统的上行或者下行链路中，采用Type III HARQ（IR）和Chase合并的HARQ重传策略，即CC方式。
（3）自适应调制编码（AMC）
AMC（Adaptive Modulationand Coding）是根据信道条件的瞬时变化，自适应的调整系统的调制与编码格式（传输格式）。例如，对于靠近小区基站的用户将分配较高码率、较高阶的调制（例如64QAM，R=3/4 Turbo码）；对于靠近小区边界的用户则分配具有较低码率的较低阶调制（例如QPSK，R=1/2 Turbo码）。AMC扩展了系统自适应信道条件的能力，在FDD系统中，信道条件应给予从接收机反馈信息来估计；而在TDD系统，可根据信道的互易性，直接将上行估计结果用于下行链路。
在AMC的实现过程中，系统需要定义不同的数据传输调制编码方案（MCS，Modulation and Coding Scheme）格式，MCS格式对应于各种调制阶数和编码速率，当信道条件变化时，系统需要根据信道条件选择不同的MCS方案，以适应信道变化带来的影响。TD-LTE系统在进行AMC控制过程时，对上行和下行有着不同的实现方式。
LTE 上行方向的链路自适应技术基于基站测量的上行信道质量，直接确定具体的调制与编码方式? LTE下行方向的链路自适应技术基于UE反馈的CQI。
TD-LTE系统中定义了29种调制编码方案（MCS），其调制方式分别为QPSK、16QAM和64QAM。
（4）自组织网络技术
LTE系统提出了网络自组织（Self Organization Network，SON）方面的需求，一方面可以实现基站的自配置与自优化，降低布网成本与运营成本；另一方面还可以用于Home eNodeB等数量繁多、难于远程控制的节点类型。
SON能实现快速组网、缩短网络规划时间、简化网络维护和调整，降低对维护人员技术要求，主要体现在自配置、自动邻区规划（ANR）和切换自优化(MRO)。
自配置过程是指对新部署的节点通过自动安装过程进行配置，获得必要的基本配置信息，具体包括IP地址的分配与OAM检测、设备鉴权、与S1连接的建立、获取小区基本配置参数、完成小区的激活等基本过程、获取小区基本配置信息以及邻区列表加载等内容。
ANR功能驻存于eNB并负责管理邻区关系表(NRT)。其邻区侦测功能负责发现新邻区并添加到NRT，邻区删除功能负责清理无用邻区。
切换自优化是指系统在运行过程中，为适应无线环境的变化，通过UE和eNodeB提供的测量结果，eNodeB自适应地调整网络的运行参数。自优化过程调整的参数主要包括：邻区关系、UE与eNodeB最大发射功率、切换相关参数，如触发门限、滞后余量、天线配置等信息。
任务四 认识LTE的帧结构与信道
1 无线帧结构
TD-LTE系统的无线帧结构如图5-4-1所示，每个无线帧总长度为10ms，每个无线帧包含两个半帧，半帧长度为5ms。每个半帧包含5个子帧，长度为1ms。为了提供一致且精确的时间定义，LTE系统以
=1/30720000s作为基本时间但单位，系统中所有
时隙都是这个基本单位的整数倍。对于TDD系统，上下行载波频率相同，在时间上分开，即在每10ms内上下行总共有10个子帧可用，每个子帧或者上行或者下行。
图5-4-1 TD-LTE帧结构
TD-LTE帧结构存在多种上、下行比例配置，可以分为5ms周期和10ms周期两类，便于灵活的支持不同配比的上下行业务。在5ms周期中，子帧1和子帧6固定配置为特殊子帧；10ms周期中，子帧1固定配置为特殊子帧。每个特殊子帧由DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙组成。
TDD系统与FDD系统相比，优点之一就是可以更灵活的配置具体的上下行资源比例，以更好的支持不同业务类型。TD-LTE系统支持多种时隙比例配置，具体见表5-4-1。
表5-4-1 TD-LTE上下行时隙比例配置表
配置 序号 0 1 2 3 4 5 6 切换点 周期 5ms 5ms 5ms 10ms 10ms 10ms 5ms UL:DL 3：1 2：2 1：3 3：6 2：7 1：8 5：3 0 D D D D D D D 1 S S S S S S S 2 U U U U U U U 3 U U D U U D U 子帧号 4 5 U D D D D D U D D D D D U D 6 S S S D D D S 7 U U U D D D U 8 U U D D D D U 9 U D D D D D D