层映射与预编码过程简介

层映射与预编码过程都与MIMO有关，MIMO技术是LTE中采用的关键技术之一，在LTE系统中，MIMO传输方案大致可分为两大类：发送分集和空间复用。在LTE中将天线映射分成层映射和预编码两个部分，有利于定义和描述不同的天线传输方案。

1.层映射

层映射将复值调制符号映射到一个或者多个传输层。层映射过程是将经过调制后的一或两串（由码字q个数决定）复值调制信号经过的3种方案映射到一或多个（v个）不同层上。v≥q，层映射是为预编码做好准备，与预编码过程一道形成空时编码过程，将调制后的数据映射对应到各个天线上。

层映射的3种方案为：单天线、空间复用、传输分集，空间复用可以大大提高信道容量，空间分集则可以提高信道的可靠性，降低信道误码率。

1）天线口的层映射。对于在单天线口上的传输，层数目为1。

2）空间复用的层映射。层数目小于或者等于物理信道传输所使用的天线端口数目p。一个码字映射到2层仅用于天线端口数为4的情况。

3）传输分集的层映射，传输分集仅传输一个码字，而层数目等于物理信道传输所使用的天线端口数目p。

2.预编码

预编码是对将要在各个天线端口上发送的每个传输层上的复值调制符号进行预编码，是为了解决无线多用户MIMO广播信道中多用户干扰的问题。预编码的作用有以下几点：

1）对于单端口传输而言，预编码的作用仅仅是一个简单的一对一映射。(www.xing528.com)

2）对于传输分集而言，预编码模块实现了SFBC（2CRS端口的情况）或FSTD/SFBC（4CRS的情况）传输分集。

3）对于开环空间复用，预编码实现了层之间的数据混合、CDD传输以及盲预编码功能。

4）对于闭环空间复用（包括Rank1的情况）与MU-MIMO，规范中定义的预编码模块实现了基于码本的预编码。

5）对于基于专用导频的传输，预编码只完成层到专用导频端口的一对一映射，而实际的波束赋形功能通过天线端口到物理天线的映射模块实现。

预编码三个主要的优势：第一是通过发射端的预编码处理，可以有效地消除广播信道的多用户干扰，从而大大提高系统容量；第二是可以大大简化接收机的算法，解决移动台的功耗和体积问题；第三是由于发射端能准确知道各用户的数据，所以在发射端采用反馈干扰抵消的方法不存在误码扩散问题，性能更优。

预编码的几种形式如下：

1）天线端口的预编码。这是指对于在单天线端口上进行的编码。

2）空间复用的预编码。空间复用的预编码仅仅可以与空间复用的层映射集合起来使用。空间复用支持2或者4天线端口，即可用的天线端口集合为p∈{0，1}或p∈{0，1，2，3}。开环空间复用主要适用于eNodeB不能准确跟踪下行信道变化的情况，此时需要通过循环延时发射分集（CDD）增加等效信道的频率选择性，并利用信道编码获得频率选择性分集增益，以此来提高多流数据传输的可靠性。闭环空间复用与MU-MIMO传输中，一般可以假设eNodeB能够准确及时地获得用户的反馈信息。这种情况下，TD-LTE采用了基于码本的预编码方式支持闭环SU-MIMO与MU-MIMO传输。

3）传输分集的预编码。传输分集的预编码只支持2个或者4个天线端口。注意传输分集传输中使用的层数等于天线端口数。