通常上行多用户MIMO是指蜂窝网里多个用户占用相同的时频资源同时向基站发射数据,推广来看我们把多个发射端占用相同时频资源向同一个接收端发射数据都称为上行MU- MIMO。
下面我们以有两个发射端A和B来向同一个接收端发射数据为例说明。假设发射端A有tA根发射天线,发射端B有tB根发射天线,接收端有r根接收天线。相应的信道矩阵为HA和HB,
HA=[HA1,…,HAtA],HB=[HB1,…,HBtB](16-40)
我们讨论如下两种具体应用情况:
●情况一,不同发射端发射不同的数据。
●情况二,不同发射端发射相同的数据。
1.发射不同的数据
假设每个发射端发射的是不同的数据,假设相应的预编码矩阵为
WA=[WA1,…,WAkA],WB=[WB1,…,WBkB](16-41)
相应发射的数据为
XA=[xA1,…,xAkA],XB=[xB1,…,xBkB](16-42)
则接收端收到的是(www.daowen.com)
两个用户都发数据给同一个接收端,当然接收端要把它们的数据都解调出来。那么,接收端要能解调出这些数据,要求同一个用户发过来的向量是无关的,同时要求不同用户发过来的向量之间也要无关。那么,两个发射端理论上一共能发射多少个数据流呢?简单分析如下:
●每个用户能发射的数据流数不超过每个用户和接收端组成的点对点系统能支持的最大流数。
●不管两个用户各自有多少根发射天线,显然两个用户能同时发射的数据流数之和不能超过r,因为接收端收到的向量都是r维的,不可能有超过r个无关向量。上面只是抛开实际信道情况给定的一个大范围界限。如果给定HA和HB时,具体范围是多少呢?更进一步考虑,
和点对点情形讨论数据流个数类似,我们知道能支持的最大数据流个数不超过
RANK{[HA,HB]}
这个情况在实际应用中,谁来确定用户A和用户B各应该发多少个数据流,其对应的预编码矩阵又是多少呢?显然,若用户A和用户B之间没有任何协作或受控制,且相互不知道对方的信道信息,那么基本上没法正常工作。例如,两个用户都按自己最大能支持的数据流个数来发射数据,那么显然最后两个用户发射的数据流之和会超过RANK{[HA,HB]}。即使相互都知道对方的信道信息,能正常工作吗?还是不能,因为每个用户不敢确定对方用户会采取什么操作,这个有点像博弈论(囚徒困境)。也就是说,实际应用中,两个用户之间需要协作或者由第三方(比如基站)控制确定各自该发多少个数据流以及对应的预编码矩阵是什么。
2.发射相同的数据
如果两个用户发射相同的东西X,发射端A用预编码WA,发射端B用预编码WB,则接收端接收到
可以看到整个效果仅仅是一个虚拟的发射端整合了两个发射端A、B的天线而已。这样的好处是可以复用的数据流可能会增加,因为必然有
RANK{[HA,HB]}≥max{RANK{HA},RANK{HB}}
或者数据流不想增加,多摆几根天线一般总可以提供更多的分集增益。
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