基于LTE-A对上行MIMO技术演进的研究李洲，赵海宁，白承灏，王亚龙，徐忱，徐忠宇**（中国移动通信集团设计院有限公司无线所，北京，100080）510摘要：3GPPLTE技术方案自提出以来得到了长足的发展，并逐步演进至LTE-Advance。作为LTE关键技术之一的MIMO技术，其在LTE-A上行传输过程中发挥着重要的作用，进一步提升了LTE-A的系统性能，包括上行15b/s/Hz的峰值频谱效率和2b/s/Hz/cell的平均频谱效率，以及最多支持上行4发4收空间复用和发送分集技术。在本篇论文中，通过对LTE-A上行链路中MIMO技术演进过程的研究，系统阐述了MIMO技术的应用对参考信号、预编码技术以及下行控制信令的影响，给出了不同数据信道均衡接收技术的算法对比，并对其中的MMSE均衡算法进行了链路级仿真。关键词：信号与信息处理；LTE-A；MIMO；均衡接收器中图分类号：TN929.515ResearchOnEvolutionOfLTE-AdvanceUplinkMIMOLIZhou,ZHAOHaining,BAIChenghao,WANGYalong,XUChen,XUZhongyu(ChinaMobileDesignInstituteCo.,Ltd.,Beijing,100080)Abstract:The3GPPLTEhasobtainedconsiderabledevelopmentsinceitwasproposed,and2025303540graduallyevolvedintoLTE-Advance.AsoneofthekeytechnologyofLTE,MIMOplaysanimportantroleinLTE-Auplinktransmissionprocess,whichfurtherimprovestheperformanceofLTE-Asystem.Inthispaper,throughtheresearchonevolutionofLTE-AuplinkMIMO,anoverviewofkeytechniquesaswellastheimpactonreferencesignal,precodinganddownlinkcontrolsignalingispresented.Attheendofthisarticle,differentkindsofequalizationreceiverarepresentedtomakeacomparisionofalgorithmperformance.Atthesametime,alinklevelsimulationwithMMSEMIMOdetectionwascompletedtoreflectitsperformance.Keywords:SignalandInformationprocess;LTE-A;MIMO;MMSE0引言3GPPLTE(LongTermEvolution)标准在持续的演进过程中不断地提升着系统容量以及收发数据速率[1]。MIMO(Multi-Input-Multi-Output)作为LTE-A(Release10及更高版本)上行链路的一个关键技术手段，进一步提升了LTE-A的系统性能，包括上行15b/s/Hz的峰值频谱效率和2b/s/Hz/cell的平均频谱效率[2]，并通过四发四收空间复用来达到上行数据信道的峰值频谱效率。多天线的可利用性为上行控制信道传输分集提供了稳健的信号，同时提高了小区覆盖范围。除此之外，多用户MIMO还有助于提高上行平均频谱效率。本篇论文主要对LTE-AUL-MIMO进行系统的阐述，包括单载波传输技术，预编码技术以及接收均衡技术等。1单载波传输在LTE上行链路中，SC-FDMA(Single-carrierFrequency-DivisionMultipleAccess)在分散信道下引入了码间干扰，故而理想的MIMO接收机应该既可以处理码间干扰又可以处理空分复用干扰。LTE上行多址接入通过SC-FDMA体现，先进行DFT，将每个时域符号转换作者简介：李洲（1988-），男，助理工程师，主要研究方向是移动通信通信联系人：赵海宁（1977-），男，高级工程师，主要研究方向是移动通信网络设计.zhaohaining@cmdi.chinamobile.com-1-到频域之后分布在整个带宽范围上,然后再进行OFDM[3][4]。上行单载波的主要目的在于缓和UE功率补偿的需求[5]。由于UE的功率放大器一般都是非线性的，输出功率多饱和在峰值功率。因此，为了避免非线性失真，放大器应在远离饱和点处工作。这必然会限制UE的最455055大传输功率，而且影响了小区覆盖范围。功率补偿的多少取决于传输信号幅值在平均值附近波动的范围，平均值由峰均比(PAPR)或立方制系数(CM)衡量。由于要求的功率补偿实际上由相邻信道的干扰所决定，而干扰则由非线性功放所引起。传输信号波动的范围越大，功率放大器需要的补偿越多，用于发射的功率就越低。由于SC-FDMA信号类似于单载波信号，其CM比OFDM要低，因此所需功率补偿较小，提高了覆盖范围。2上行数据信道：预编码空间复用对于Release8下行数据信道传输端，PDSCH的两个码字可以在一个子帧中发送，它们有各自独立的MCS和HARQ机制。一个或两个码字按照相同的映射规律映射成四个数据流(之后称为层)，用于下行MIMO[6]。而对于上行传输过程，每层各自进...