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LTE通信系列 | 空间分集与空间复用

LTE,全称Long Term Evolution,是3GPP主导的无线通信规范的演进,在多年的发展中,基站(eNodeB)与用户设备(UE)之前的关系也越发复杂,本系列的开展目的在于介绍LTE中所涉及的一些基本内容。

UE(User Equipment)基站(eNB)之间通过空口进行数据传输,以eNB为出发点,数据从eNB到达UE的传输过程称为Downlink(从基站到用户设备),反之,数据从UE到达eNB的过程称为Uplink(从用户设备到基站)。

先从UE & eNB间的传输方式谈起,基站与用户之间的传输方式有传输分集(也称为空间分集)、空间复用等方式。

传输分集的目的主要用于提高数据传输的可靠性,相同的数据在多根发射天线上用于放,称为发射分集,发射分集可以提高SINR,但是并不能提高吞吐量,采用多个天线发个或接收一个数据流,可有效避免单个信道衰落对整个链路的影响:

如下图所示,空间分集就是在1ms的subframe内有一个CW码字,通过天线将其分成两个不同的路径发射到UE,这样一条路径衰落之后通过另一条路径也可以接收到。

空间复用:利用两个较大的天线阵元或赋形波束之间的不相关性,向一个终端/基站并行发射多个数据流,以实现链路容量的提高,其结构示意图:

上图介绍中涉及到了码字与层的概念,在此一并引出介绍。

码字(codeword):传输块TB经过信道编码、交织之后变成码字,所以一个码字也就回一个数据流。

层(layer):在空间分集操作中,一个码字最后需要两路通道发射出去,故构造了层的概念,原始数据以及raw data的另一个版本分别放入到层中去,最终传输到天线发射到UE:

需要注意的是,码字经过层映射之后映射到layer1/2/3/4,不同层的代表的数据可能相同(空间分集),也可能不同(空间复用)。

层的数据经过预编码后映射到天线端口(antenna port),同样需要注意的是,天线端口是逻辑通道,目前LTE中仅使用1、2、4个数据收发端口,一个收发端口可以对应一个天线振子,也可以对应多个乃至几十个。

本文分享自微信公众号 - 根究FPGA(gh_08b5d93f8fa5),作者:叫什么好呢啊

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原始发表时间:2021-07-18

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