SU-MIMO ist eine der Schlüsseltechnologien in LTE Rel 8. Unter SU-MIMO gibt es zwei Hauptoperationen: Übertragungsdiversität und räumliches Multiplexing.
Transmit Diversity ist eine effiziente Möglichkeit, die Zuverlässigkeit eines Systems zu verbessern. Dementsprechend wird es in LTE Rel-8 für den Steuerkanal und den Datenkanal von Mobilstationen am Mobilfunkrand (in LTE/LTE-Advanced User Equipment [UE] genannt) und auch als Fallback-Modus verwendet, wenn die Rückmeldung unzuverlässig ist. Andererseits kann räumliches Multiplexing verwendet werden, um die spektrale Effizienz von UE zu verbessern, was hauptsächlich auf Benutzer von Zellzentren ausgerichtet ist.
LTE Rel-8 unterstützt maximal vierschichtiges räumliches Multiplexing in SU-MIMO. Das heißt, eine UE-Einheit kann im Downlink höchstens vier verschiedene Streams von einem eNB empfangen. In LTE Advanced wird die maximale Anzahl der in SU-MIMO unterstützten Schichten auf acht erweitert, um eine Verdoppelung der spektralen Spitzeneffizienz zu erreichen.
Abgesehen von der Anzahl der unterstützten Schichten liegt der wesentliche betriebliche Unterschied zwischen Rel-8 SU-MIMO und Rel-10 SU-MIMO im Aspekt der Strahlformung/Vorkodierung. Rel-8 SU-MIMO wurde im Rahmen des Codebuch-basierten Vorkodierungsrahmens entwickelt, bei dem Sendevorkodierungsvektoren/-matrizen am eNB auf ein endliches Codebuch beschränkt sind.
Da die Demodulation auf den nicht vorcodierten gemeinsamen Referenzsignalen (CRS) basiert, muss der Vorcodierer am eNB dem UE in einem separaten physischen Downlink-Steuerkanal (PDCCH) explizit signalisiert werden, um die MIMO-Decodierung zu ermöglichen.
Offensichtlich schränkt die Codebuch-basierte Vorkodierung die Vorkodierungsflexibilität des eNB ein, was besonders wichtig für MU-MIMO ist, das auf Beamforming basiert, um die Interferenzen zwischen Benutzern vorab zu mildern. Zu diesem Zweck wurde in LTE-Advanced durch die Einführung von Multilayer-Demodulationsreferenzsignalen (DMRS) eine nicht auf Codebüchern basierende Vorkodierung eingeführt. Da das DMRS mit dem gleichen Vorkodierungsvektor/der gleichen Vorkodierungsmatrix wie die DL-Daten vorkodiert ist, kann der effektive zusammengesetzte Kanal nach der Vorkodierung leicht mit DMRS gemessen werden, sodass keine explizite Signalisierung des Sendevorkodierers an das UE erforderlich ist.
Darüber hinaus kann der eNB beliebige Vorkodierungsvektoren/-matrizen wählen und eine deutlich verbesserte Vorkodierungsflexibilität sowohl für SU-MIMO- als auch für MU-MIMO-Operationen erreichen.
Obwohl die nicht-codebuchbasierte Vorcodierung einen relativ geringen Leistungsunterschied zur codebuchbasierten Vorcodierung für SU-MIMO aufweist (insbesondere bei einem ausreichend gut gestalteten LTE-Codebuch), hat sie sich als das wichtigste Aktivierungsmerkmal für MU-MIMO in LTE erwiesen. Fortschrittlich.
CSI-Feedback (Channel State Information) in LTE basiert auf implizitem Feedback, bei dem UE eine Reihe empfohlener MIMO-Übertragungseigenschaften (RI/PMI/CQI) meldet. Das gleiche Feedback-Schema wird in LTE-Advanced sowohl für SU-MIMO als auch für MU-MIMO angewendet.