SU-MIMO è una delle tecnologie chiave in LTE Rel 8. SU-MIMO prevede due operazioni principali: diversità di trasmissione e multiplexing spaziale.
Trasmettere la diversità è un modo efficace per migliorare l’affidabilità di un sistema. Di conseguenza, viene utilizzato in LTE Rel-8 per il canale di controllo e il canale dati delle stazioni mobili a bordo cella (chiamate apparecchiature utente [UE] in LTE/LTE-Advanced) e anche come modalità di fallback quando il feedback non è affidabile. D’altro canto, il multiplexing spaziale può essere utilizzato per migliorare l’efficienza spettrale dell’UE, principalmente rivolto agli utenti dei centri cellulari.
LTE Rel-8 supporta un massimo di multiplexing spaziale a quattro strati in SU-MIMO. Cioè, un’unità UE può ricevere al massimo quattro flussi diversi da un eNB nel downlink. In LTE Advanced, il numero massimo di strati supportati in SU-MIMO è esteso a otto per ottenere un duplice aumento dell’efficienza spettrale di picco.
Oltre al numero di strati supportati, la principale differenza operativa tra Rel-8 SU-MIMO e Rel-10 SU-MIMO risiede nell’aspetto del beamforming/precodifica. Rel-8 SU-MIMO è stato sviluppato nell’ambito del framework di precodifica basato sul codebook in cui i vettori/matrici di precodifica di trasmissione sull’eNB sono confinati all’interno di un codebook finito.
Poiché la demodulazione si basa sui segnali di riferimento comune (CRS) non precodificati, il precodificatore su eNB deve essere segnalato esplicitamente all’UE in un canale di controllo fisico downlink separato (PDCCH) per abilitare la decodifica MIMO.
Ovviamente, la precodifica basata su codebook limita la flessibilità di precodifica dell’eNB, che è particolarmente importante per MU-MIMO che si basa sul beamforming per mitigare l’interferenza tra utenti. A tal fine, in LTE-Advanced è stata introdotta la precodifica non basata su codebook attraverso l’introduzione di segnali di riferimento di demodulazione multistrato (DMRS). Poiché il DMRS è precodificato con lo stesso vettore/matrice di precodifica dei dati DL, il canale composito effettivo dopo la precodifica può essere facilmente misurato con DMRS, ovviando alla necessità di segnalare esplicitamente il precodificatore di trasmissione all’UE.
Inoltre, l’eNB può scegliere vettori/matrici di precodifica arbitrari e ottenere una flessibilità di precodifica notevolmente migliorata sia per le operazioni SU-MIMO che per quelle MU-MIMO.
Sebbene la precodifica non basata su codebook abbia una differenza di prestazioni relativamente piccola rispetto alla precodifica basata su codebook per SU-MIMO (specialmente con un codebook LTE sufficientemente ben progettato), è dimostrato che è la caratteristica abilitante chiave per MU-MIMO in LTE- Avanzate.
Il feedback delle informazioni sullo stato del canale (CSI) in LTE si basa sul feedback implicito in cui UE riporta una serie di proprietà di trasmissione MIMO consigliate (RI/PMI/CQI). Lo stesso schema di feedback viene applicato in LTE-Advanced sia per SU-MIMO/MU-MIMO.