从用于移动WiMAX的早期MIMO实现中得到的重要经验.docx

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1、从用于移动WiMAX的早期MIMO实现中得到的要阅历关健字I多天设信号处理天经著站欠集神目前，无统运营商正在将地点转向数据和笠媒体业务，并以此作为收人增长点，由于选用这些业务的用户经济实力有很大的差别,因此迫切须要改善无线设得性能，实现实质性的差异化（见图1）.不幸的是,除了空间尺寸外,近年来无线领域中并没有开发出太多新的性能改进技术，而多天线布号处理（MAS）软件可以更好可用来限制无线他制的空间分布,并被证明可以将性能提高几个数值级.因此MAS现在已羟成为下一代无税网络的点要组成部分.在去年早些时候的电子工程专辑中我们已经对MAS技术做了简要介绍（包括众所周知的智能举、空间时间处理或MIMO

2、）,当时重点探讨了源于Wi-Fi的MIMO技术应用于广域系统时须要考虑的何犯本文将具体介绍不同MAS架构的基本功能以及W1MAX环境下MIMO的实现.多天线信号处理的本册全部MAS架构都遵从相同的基本原理：在通信鞋路的一端或两端（也就是魅明和/或用户设备HJ两幅以上的天线，它们须要对这些天线的接收和/或放射信号执行某种程度的协同处理。因此，关键设计选择和须要考虑的变更因索包括：1 .法站中无战收发Si路的数最；2 .用户设备上无线收发椎路的数显：3 .目标利益（表1中哪些是迫求的目标？）：4 .在业务信道、桂路的某个方向和某个端点（上行和/或下行、发送和/或接收）上所采纳的MAS算法种类：5

3、.限制信道处理的方法:6 .物理层处理（实现MAS的地方）和媒体访问层（调度）之间的耕作程度和特征:7 .发送校准的方法“采纳MAS技术的网络系统工程须要依据以下内容对这些基本架构做出最优选择：1 .空中接口要适应或兼容MAS（并不是全部接口都能适用于MAS的实现）.2 .功能耿捷性一蜂窝中的全部用户是否都要受限于相同的处理模式、辣法和天线数琐，或者说系统能否采纳多种方法来适用于不同的应用条件？3 .应用本身的很多属性，即所支持的网络工作状况,包括网络规模、负载、领谱安排、业芬定义、用户行为（包括移动性）、成本和困难性约束.特殊是地点设定及客户设爵、色场地对升级部署的影响等.措*和功效全部MA

4、S架构和处理方法都利用以下四种增益和功能的一些组合：空间分集充分利用了固有信道差异的优势，这些差异存在于以空间或极化分隔的天线之间。空间分集只疔在并非全部信道都同时处于深度衰落的条件下才有用.这种可能性与环境中的放射数址有很大的关系.空间分集链路预算增益般在47dB贷级.图2中进行了总体介绍.其中最常见的MAS算法都属于信道学问、AIC和SM这种框架.须要留意的是，第一代基于较少信道学问（如到达角）的波束成形简化方法没有被包含在目前该领域的产M系列中，因为缺乏现实环境中的学问,已证明其性价比较差.每种工具都最适合于一组特定的翻求和刖户行为.举例来说,对于最关注而数据速率的应用，一系列的系统资源

5、应当用于空分或用这一列，因为这样可以突现显高的数据速率，对于具有很高移动性能的用户来说，底部的一排是呆有效的，因为它不须要依施信遒学问（目前当用户时速超过100千米时就很难保持而质量接收）就能正常工作。从针对移动WiMAX的MIMO性能表征得到的早期反愦就像当时的报告指出的那样,在当前的WiMAX领域人们对M1.MO犷移动WiMAX设备的性能仍持怀疑看法.由于至今还没行移动WMAX设备在多蜂窝、多用户环境（即行实际负荷的惮络）中实现和测试过.性能表征还只是容留在桂路和惮络级仿真.正如下面符要具体说明的那样,也立这种仿真是一项特别困碓的任务,而实行简化措施（如干扰平均）可能会在根本上产生错误结果

6、.ArrayComm探讨人员与合作伙伴英特尔、KT和其它公司一起，已经在802.16性能的链路和网络段仿真方面做了两年多的工作.我们的性能伤真方案中融合了在过去14年时间内枳累的在现实环境中开发MAS所获得的现场阅历。这电我们将重点介绍最新的工作成果.移动WiMAX规他中包含大量不同的处理梗式和架构.限于篇幅本文不能具体介绍每种模式的特征，但供应了选择部署场合的总览（更多细微环节构在电子工程专辑上的后续文章中接连发衣）.图3显示了其它状况都相同条件下关城的检装范围和容量大小比较.PertormanceComparisonforMIMOArchitectures4.3.50H=dqeuJ!u三=

7、v三UIbSAS382.502X.50.42Enhanced22ProfttoSiSO0.50.图3：咨fH谕为止的ArrayComm链路和网络级仿真A作所得到的移动WiMAX架构的总体特征这些架构的定义如表1所示.基本架构MAS性能和充分利用上述全部四种MAS增益设计的性能行本质的区分.BttWiMAXMnSISO作为参考,在抵珞府送茶刖收天比来其睨移动WiNAX（入/单出）2X2染杓aIr户役看彩事站界用再核天找.采用了在WMAX论坛WaVa2认证板紫中包含的最佳凸HM1.MO处理史期法42M基站四模收发天M1.总产设番喀采用两枝接收天线（一粮发笑天性）并至用可解决干就的塔为SiM1.MO

8、MatnXA却MaIf1.XB算法去九小同SrNAX设H架构的具体定义描述并非全部MAS方法都有效过去15年来业界己经尝试了很多实现MAS概念的方法，”早期尝试包含了大型、品货和精确校准阵列天线.但最终效果都不足很好.些尝试还包含所谓的“app1.ique解决方案用后增加的设备.由于与现有无线硬件的整合特别有限,而且柒法简洁,因此性能也不乱太好.由于MAS状件资海99%来自商用广域部署技术的共享，ArrayComm公司基于14年的现场问历，能够为MAS实现供应一些应用指徐，并怖助业界建立良好的基础，具体算法的技术探讨不在本文探讨范用之内，下面给出些总的原则：工作要做得彻底来自单天戏的很多网络或

9、经济分析和性能仿鱼工具（如干扰平均）在应用到MAS技术时会产生错误结果,做到正确的MAS分析无疑更加困理，但是很必要,全面考虑,起先就应当将MAS蛆成进客户和电础架拘设计中，而不是到以后再增加MAS.这样能弊以最小的边际成本获得最高的性能,图4所示的架构说明白MAS是如何适用于般的WiMAX客户拨设;和基站设符架构的。ForC1.ientDevices图4：R前用于WiMAX的MAS实现方框图考虑W络性能而不仅是链路正如上文总结的那样，针对单条链跖取得行用结果的MAS摸式（如WiMAX中STCMIM0的班&形式）在多蜂窝多用户环境中可能产生问版因此针对演负荷系统的网络级分析足必需的。运用多种方法运用正确的工具.从一个市场到另一个市场，从这一段时间到另一段时间，运苜商要求和用户行为都在不断地变更.不同的MAS架构在不同应用中行各自的优决点.并没有一个“最佳”方法.因此最好在系统中包含全部的方法（这是可能的因为这是软件系统），让环境条件来确定运用哪种方法得他料全部方法的动态无缝运用我们在PHS系铳中（该应用选用八种不同的MAS算法,以逐个帧和逐个用户为基础来优化性能）已经证明MAS架构可以是特别动态的系统,有很多级无税系统限制（比如从单个单元到网络级）可被集成进这类自组织优化过程.：者:StevenG1.apa市场副总裁ArrayComm1.1.C公司