丁伊晨

0 引言

随着无线新业务的发展，用户对数据速率和可靠性的要求均显著上升。多输入多输出(MIMO)系统[1-5]可以充分利用空间资源成倍提高系统容量、频谱效率和传输可靠性，恰好顺应这一发展趋势。在MIMO系统中，提高传输可靠性的主要手段是分集，分集增益越大，传输质量越好，但分集可能会导致传输速率的损失；而传信率的提升主要通过空间复用，系统的自由度越多，数据速率和频谱效率的越高，但复用模式不适于低信噪比环境。实际上，没有一种发送模式能使分集和复用增益同时达到最大化。任何一种发送模式都是分集和复用增益的折衷。对于时变的MIMO信道，要满足频谱效率、吞吐量、误码率等服务质量(QoS，Quality of Service)需求，发送模式的选择和切换是一个重要的研究课题。

长期演进(LTE, Long Term Evolution)标准中定义了7种MIMO发送模式：单天线、发射分集、开环空间复用、闭环空间复用、多用户MIMO、闭环 RANK=1预编码、通用波束赋型。总的来说分为3大类，即分集、空间复用和波束赋型。采用MIMO技术的基站或终端能工作于多种模式，并在这些模式间进行动态切换。由于信道状态的时变性，用户的移动性及需求的异构性，基站或终端需要根据无线信道衰落状态的变化情况，快速准确地切换到最合适的工作模式，在满足传输可靠性的同时，增加吞吐量，提高频谱和能量效率。

然而，LTE标准中没有规定工作模式的应用场景与切换方式。要实现各种模式切换，传统的方法需要基站与终端大量的控制信息交互，造成较大通信开销，且控制信息的准确性也会影响模式切换的效果。……