参考
Our Technology Planet<<5G Massive MIMO Made Simple : Learn All About Massive MIMO & Beam-Forming In 30 minutes>>
Ahmed Farhan Hanif << MIMO and Beamforming in Wireless Systems>>
5G NR - CSI-RS学习笔记8 - CSI Reporting Setting Overview - 知乎
前言
这篇依然是科普篇
5g大规模mimo是一个相当复杂的问题话题。涉及的技术很多,让大多数人都很困惑
我相信国内大部分射频的工程师,或者MODEM 工程师都不知道发生了什么,这更像是一个术语。我们一直在使用,但很多时候我们不知道它是如何工作的。
我们不知道它带来了什么,是什么复杂性,所以今天我要做的是,我将涵盖
将解释什么是大规模mimo,我将介绍实际情况 它的理论之外的其他方面,所以在经历了这个之后
应该知道什么是大规模mimo。什么是波束形成以及它如何带来所有收益,让我们
我们的5g和大规模mimo的开始变得简单。
一 mimo
如上图:
2T2R:
2根天线发送,2根天线接受,
mimo -layers =2
如果单天线的速率为75mbs,则 采用2T2R 速率为75*2=150mbs
应用场景:
郊区,农村人口不是很稠密的地方
4T4R:
4根天线发送,4根天线接受
mimo-layers =4
如果单天线的速率为75mbs,则 采用2T2R 速率为75*4=300mbs
应用场景:
城市
16T16R:
基站侧 16根天线发送,16根天线接受
但是UE 最大依然是4*4
所以UE 最大的速率依然是75*4=300mbs
这种也叫massive -mimo ,现在可以做到32*32 ,64*64 128*128
最早的WIFI里面出现过SU-MIMO ,比如有多个用户连接一个WIFI,
只有一个WIFI 能使用MIMO 技术
应用场景:
高楼密集的场景,体育馆 等场景.
基站可以通过日志看到现在是否使用MIMO
二 Beam - Forming 机制
Tx天线 越小 覆盖范围越广
当Tx 天线增多, 波束变窄,方向性越来越好。
2.1 波束形成增益
提高了覆盖范围,因为基站可以控制指定方向的波束,提高了 SINR ,导致
MCS 调制方式更高,提高了吞吐量。
如下图:
传统的方式,SISO,2T2R 等方式,手机可能处于相邻基站的同频干扰
采用Massive MIMO 方式,beam 方向性更好,干扰就消失了,CQI更高,
网络根据终端上报的CQI等信息分配更高的MCS调制方式,提高了吞吐量。
三 CSI Feedback
CSI-RS: Channel state information reference singals
CSI-IM: channel state information interfence singals
CSI 上报CSI 给基站,主要包括三个部分
RI, CQI, PMI,最重要的是PMI
其中CQI 是通过SINR 转换过去的。
PMI 决定了在那个波束上发送数据。
CRI: CSI-RS Resource Indicatior,信道测量时,如果一个CSI-RS Resource Set包含多个Resource,UE会选取信道质量最好的,通过CRI上报给基站。一般对应的场景是:波束扫描时,UE测量对应不同方向波束的CSI-RS,然后上报信道质量最好的波束上报给基站
RI: Rank Indicator, 也就是信道矩阵的秩,对应能够传输MIMO的层数。
PMI: Precoding Matrix Indicator, 对应预编码的码本序号(Codebook index), 结合对应层数(由RI指示)来决定使用什么预编码矩阵,比如下表(38.214 - Table 5.2.2.2.1-1):
四 如何选择beam
终端通过CSI 反馈,告诉基站最好的beam。基站则在UE 指定的方向上发送数据
其中PMI 消息,包括i11,i12,
i11 水平坐标:
i12 是垂直坐标:
用户在地面上i12=0
用户在楼上i12,比如上图6
4.1 地面移动
从 移动到
从 移动到
其它基站的beam
五 Multi-user MIMO
比如带宽只要100M情况下,有3个终端
SU-MIMO ,只有一个能用到MIMO 技术,其它的都使用SISO
吞吐量分别为50M,30M,20M
Multi-user MIMO:
用户2-3 都使用MIMO ,原因是因为两个间隔较远,beam之间不会产生干扰,
用户2,3 吞吐量都能达到80M,用户1只有20M, 如果用户1和2 都采样MIMO,
beam 之间可能会产生干扰, 但是随着通讯技术发展,采用特高频信号,方向性更好,用户1 也可以采用Beam 技术。