Wat is de basis achter MIMO voor LTE
MIMO en andere ruimtelijke diversiteitsschema’s voor het verzenden zijn een nieuwere toepassing dan het ontvangen van diversiteit en zijn pas begin jaren 2000 op grote schaal geïmplementeerd. Omdat de signalen die door verschillende zendantennes worden verzonden met elkaar interfereren, is verwerking vereist bij zowel de zender als de ontvanger om versterking te bereiken terwijl de ruimtelijke interferentie wordt verwijderd of op zijn minst wordt verzwakt.
Door meerdere antennes te gebruiken om meerdere informatiepaden naar UE’s te verzenden, kan een betere doorvoer of een lagere SINR-vereiste worden bereikt en zijn de frequentieselectieve kenmerken van LTE perfect voor de implementatie van dergelijke technologieën.
Over het algemeen zijn er twee MIMO-modi: open en gesloten lus.
Als de meerdere antennes zich al bij het basisstation bevinden voor uplink-ontvangstdiversiteit, zijn de extra kosten van het gebruik ervan voor zenddiversiteit bovendien zeer laag. Zendschema’s met meerdere antennes – zowel zenddiversiteit als ruimtelijke multiplexing – worden vaak gecategoriseerd als open lus of gesloten lus. Hieronder wordt een signaalverwerkingsdiagram op hoog niveau weergegeven.
Open Loop MIMO
Open-lussystemen vereisen geen kennis van het kanaal bij de zender. Als gevolg hiervan vinden open-lusbewerkingen plaats wanneer het toegangsnetwerk geen informatie of feedback van de UE heeft om coderingsaanpassingen uit te voeren of als het signaal niet goed genoeg is.
De onderstaande afbeelding toont een mogelijke opstelling van N-antennes + M-invoerlagen in ruimtelijke multiplexing
Gesloten lus MIMO
Integendeel, gesloten-lussystemen vereisen kanaalkennis bij de zender, waardoor kanaalwederkerigheid nodig is – hetzelfde uplink- en downlink-kanaal, mogelijk in TDD – of, gebruikelijker, een feedbackkanaal van de ontvanger naar de zender.
In tegenstelling tot open lus vinden dus gesloten lusoperaties plaats wanneer het toegangsnetwerk dynamische aanpassingen uitvoert op basis van feedback van de UE. De onderstaande afbeelding toont een functioneel beeld van MIMO met gesloten lus.
Als gevolg hiervan kan een nauwkeurigere coderingstoepassing worden toegepast op de communicatie met de UE. De onderstaande afbeelding laat zien waar de voorcoderingsfunctie kan voorkomen in een N-antenne met M invoerlagen
In modus 5 (Multi-user MIMO) ontvangen verschillende UE’s downlinkgegevens van verschillende antennes. Als gevolg hiervan wordt de totale doorvoer per cel verhoogd.