MIMO 学习心得 --------Ellen wang
LTE的7个传输模式中6 个分别应用了四种MIMO技术方案：传输分集（TD），波束赋型（Beamforming），空间复用（SM），多用户MIMO（MU-MIMO）：
1.为普通单天线传输模式。
2.TransmitDiversity 模式：分2发送天线的SFBC，和4发送天线的SFBC+FSTD两种方案。
2发送天线的SFBC : SFBC是由STBC（Space Time Block Code）演变而来，由于OFDM一个slot的符号数为奇数，因此不适于使用STBC，但频域资源是以RB=12个子载波来分配的，因此可以用连续两个子载波来代替连续两个时域符号，从而组成SFBC。
而当使用4发送天线时，SFBC+FSTD（Frequency Switched Transmit Diversity）被采用。
3.SM-open loop，UE仅仅反馈信道的RI（Rank Indicator）。此时会使用CDD（Cycle Delay Diversity）技术。
4.SM-close loop，UE根据信道估计的结果反馈合适的PMI（Precoding Matrix Indicator）。(如利用系统容量最大计算合适的PMI)
5.MU-MIMO，该方案将相同的时频资源通过空分，分配给不同的用户。
6.close loop rank1——SM or BF，UE反馈信道信息使得选择合适的Precoding。
7.UE Special RS——BF，和BeamForming的前一种方式不同，这种方式无需UE反馈信道信息，而是通过上行信号进行方向估计，并在下行信号中插入UE Special RS。可以让UE汇报UE Special RS估计出的CQI。
空间复用是为了提高传输数据数量，基于多码字的同时传输，即多个相互独立的数据流通过映射到不同的层，再由不同的天线发送出去。码字数量与天线数量未必一致。（当然天线数量>＝码字数量）。
传输分集主要用于提高信号传输的可靠性，例如采用空时编码（STC）、循环延时分集（CDD)及天线切换分集等，LTE中用的比较多的是SFBC编码。
传输分集（TM2）用来提高信号传输的可靠性，主要是针对小区边缘用户，TM3，TM4主要是针对小区中央的用户，提高峰值速率。MU-MIMO是为了提高吞吐量，用于小区中的业务密集区。TM6，TM7是用于增强小区覆盖，也是用于边缘用户。不过6是针对FDD，7是针对
TDD而已。
    在学习理解MIMO之前，需要理解几个基本概念：
1.codeword: 相当于TranportBlock, 即物理层需要传输的原始数据块. LTE可支持在同一块资源同时传输2个相对独立的codeword，这是通过空间复用（SM）技术实现的。
2.layer：数据被分为不同layer进行传输，layer总数<=天线个数。和信道矩阵的rank是对应的。相当于空分的维度。
3.rank：相当于总的layer数。
4.atenna port：其实并不等同于天线个数，而是相当于不同的信道估计参考信号pattern。对端口0~3，确实对应多天线时，RS的发送pattern；对于端口4，对应于PMCH，MBSFN情况的RS；对于端口5，对应于UE Special RS。
TDD-LTE中支持的传输模式使用的DCI format 。在每一种模式中都可以通过改变DCI format切换到发射分集模式（TM2），并且TM3、TM4 模式下，也支持在不改变DCI format的情况
下从空分复用切换到发射分集模式（TM2），这时需要通过在DCI format中的precoding information field 来指示所使用的precoding matrix vector。
From 36.213 Table 7.1-5
Table 7.1-5: PDCCH and PDSCH configured by C-RNTI
Mode 2
DCI format 1A
Common and
UE specific by C-RNTI
Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
DCI format 1
UE specific by C-RNTI
Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
Mode 3
DCI format 1A
Common and
UE specific by C-RNTI
Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
DCI format 2A
UE specific by C-RNTI
Large delay CDD (see subclause 7.1.3)  or Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
Mode 4
DCI format 1A
Common and
UE specific by C-RNTI
Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
DCI format 2
UE specific by C-RNTI
Closed-loop spatial multiplexing  (see subclause 7.1.4)or Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
Mode 7
DCI format 1A
Common and
UE specific by C-RNTI
If the number of PBCH antenna ports is one, Single-antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
DCI format 1
UE specific by C-RNTI
Single-antenna port; port 5 (see subclause 7.1.1)
PDSCH process flow:
Layer mapping
Now codeword-to-layer mapping support 3 types:
1.Layer mapping for transmission on a single antenna port
1 codeword-to-1 layer
2.Layer mapping for spatial multiplexing
2 antenna ports:
1)1 codeword-to-1 layer   
2)2 codewords-to-2 layers
4 antenna ports:
1)1 codeword-to-1 layer   
2)1 codeword-to-2 layers
3)2 codewords-to-2 layers
4)2 codewords-to-3 layers
5)2 codewords-to-4 layers
Table 6.3.3.2-1: Codeword-to-layer mapping for spatial multiplexing.
Number of layers
Number of codewords
Codeword-to-layer mapping
1
1
2
2
2
1
3
2
4
2
3.Layer mapping for transmit diversity
1 codeword-to-2 layers (2 antenna ports)
1 codeword-to-4 layers (4 antenna ports)
Table 6.3.3.3-1: Codeword-to-layer mapping for transmit diversity.
Number of layers
Number of codewords
Codeword-to-layer mapping
2
1
4
reported
1
If   two null symbols shall be appended to
Preconding
Now precoding support 3 types:
1.Precoding for transmission on a single antenna port
2.Precoding for transmit diversity
3.Precoding without CDD---- Closed-loop spatial multiplexing scheme(TM4)
4.Precoding for large delay CDD ---- Large delay CDD scheme(TM3 )
and can get from below table according to different layer
Table 6.3.4.2.2-1: Large-delay cyclic delay diversity.
Number of layers
2
3
4
For can selected from codebook defined in 36.211 Table 6.3.4.2.3-1.
Table 6.3.4.2.3-1: Codebook for transmission on antenna ports .
Codebook index
Number of layers
1
2
0
1
2
3
               
-
PMI
UE will report the suggested codebook index by PMI and eNB will send the codebook info which eNB will use for PDSCH by DCI.
For different transmission mode, the PMI will use different number of bits.
Table 7.2-1b: Number of bits in codebook subset restriction bitmap for applicable transmission modes.