MIMO在LTE中的应用
MIMO技术在LTE中的应用
个离 散傅 立 叶变 换 。预 编码 可 实 现层 到 天线 端 口 的映射 ， 针对 不 同 的ＭＩ ＭＯ 模式 ， 使用 不 同 的方 案 。
下 行 多 天 线 方 案
图３ 下 行 Ｓ Ｆ ＢＣ发 射 分 集 示 意 图
３ ． ２
下行 Ｍ Ｉ ＭＯ在 每 个 载 波 上 支 持 ８ 天 线 的 空 间 复 用， 最 多 有 两 个 传输 块 ， 对于８ 天线 的下 行 ＭＩ ＭＯ， 研 波 束赋 形又 被 称为 智 能天 线 系统 ，这 是 因 为从 究具 体 天线 配 置 的优先 级非 常 重要 ， 由 于天线 造 价 、
ＭＯ 是 采 用 空 间分 集 还 是 空 间复 用 技 术 速度及 频谱 的效率 ， 增 加 了系统 的容 量 。Ｌ Ｔ Ｅ 技术 基 线 ，以及 ＭＩ Ｌ Ｔ Ｅ 中的ＭＩ ＭＯ 技术 基本 上可 以分 为下 面几类 ： 于Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ， 相 应 使 用 了ＭＩ ＭＯ — Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ的物 理 结构 。该 等 ， 技 术 满 足 了Ｌ Ｔ Ｅ 系统 在 高数 据 速率 和 高 容 量方 面 的
需 求
上 下行 接收分 集【 １ 】
接 收分 集是 最基 本 的 多天 线技 术 ，上 下 行都 可
以适用 ， 原 理 就是接 收 机将 信号 的最 大 比合 并 ， 其 中
２ ＭＩ ＭＯ介 绍
２ ． １ Ｍｌ ＭＯ实 现 方 案
预 编码 矩 阵是 对基 站 和用 户 之 间 的天线 相 位跟 踪 监 测 作 出 的补 偿 ， 如 图１ 所示 。
加 扰是 指 对传 输 的数 据 进行 随机化 ，方法 是 采
ｌ】 —
舞 、
一 ／－
移 动终端
用 一 个 伪 随 机 序列 与需 要 传 输 的 比特序 列 进 行 模 ２
LTE的技术原理
LTE的技术原理LTE（Long Term Evolution）作为第四代移动通信技术，其技术原理主要包括无线接入技术、核心网技术和网络优化技术等方面。
本文将详细介绍LTE的技术原理。
一、无线接入技术1.OFDM技术LTE使用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术作为其物理层技术，采用了SC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）技术作为上行链路的多址技术。
OFDM技术具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、符号时间间隔长、对调制方式的选择灵活等特点，能够有效提高数据传输速率和系统整体性能。
2.MIMO技术LTE还采用了MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，该技术通过在发送端和接收端分别增加多个天线，利用空间复用技术实现多个数据流同时传输，从而提高系统的频谱效率和系统容量。
MIMO技术在LTE 系统中广泛应用于数据传输和信号处理过程中。
3.自动重传请求技术LTE系统还引入了自动重传请求技术，通过在物理层上实现自动重传请求ARQ（Automatic Repeat reQuest）功能，可以有效保障数据传输的可靠性和稳定性。
当接收端检测到数据包丢失或错误时，会向发送端发送自动重传请求，发送端重新发送丢失的数据包，从而保证数据的完整性和准确性。
二、核心网技术1. Evolved Packet Core（EPC）LTE核心网采用了Evolved Packet Core（EPC）结构，EPC由三个主要部分组成：核心网节点（PGW、SGW、MME）、用户面协议GTP（GPRS Tunneling Protocol）和控制面协议S1AP（S1 Application Protocol）。
EPC实现了LTE系统的核心网络功能，包括连接管理、移动性管理、安全性保障、QoS（Quality of Service）管理等。
LTE的关键技术MIMO
MIMO 技术的关键是有效避免天线之间的干扰，以区分多个并行数据流。
众所周知，在水平衰落信道中可以实现更简单的MIMO 接收。
而在频率选择性信道中，由于天线间干扰和符号间干扰混合在一起，很难将MIMO 接收和信道均衡分开处理。
如果采用将MIMO 接收和信道均衡混合处理的MIMO 接收均衡的技术，则接收机会比较复杂。
因此，由于每个OFDM 子载波内的信道(带宽只有15KHz)可看作水平衰落信道，MIMO 系统带来的额外复杂度可以控制在较低的水平（随天线数量呈线性增加）。
相对而言，单载波MIMO 系统的复杂度与天线数量和多径数量的乘积的幂成正比，很不利于MIMO 技术的应。
MIMO 系统在一定程度上可以利用传播中多径分量，也就是说MIMO 可以抗多径衰落，但是对于频率选择性深衰落，MIMO 系统依然是无能为力。
目前解决MIMO 系统中的频率选择性衰落的方案一般是利用均衡技术，还有一种是利用OFDM。
4G 需要极高频谱利用率的技术，而OFDM 提高频谱利用率的作用毕竟是有限的，在OFDM 的基础上合理开发空间资源，也就是MIMO-OFDM，可以提供更高的数据传输速率。
另外ODFM 由于码率低和加入了时间保护间隔而具有极强的抗多径干扰能力。
由于多径时延小于保护间隔，所以系统不受码间干扰的困扰，这就允许单频网络（SFN）可以用于宽带OFDM系统，依靠多天线来实现，即采用由大量低功率发射机组成的发射机阵列消除阴影效应，来实现完全覆盖。
1、多普勒频移设手机发出信号频率为fT，基站收到的信号频率为fR，相对运动速度为Ｖ，Ｃ为电磁波在自由空间的传播速度(光速)；fdoppler即为多普勒频移。
例360km/h车速，3GHz频率的多普勒频移：子载波间隔确定-多普勒频移影响￭2GHz频段，350km/h带来648Hz的多普勒频移，对高阶调制（64QAM）造成显著影响。
￭低速场景，多普勒频移不显著，子载波间隔可以较小￭高速场景，多普勒频移是主要问题，子载波间隔要较大￭仿真显示，子载波间隔大于11KHz，多普勒频移不会造成严重性能下降￭当15KHz时，EUTRA系统和UTRA系统具有相同的码片速率，因此确定单播系统中采用15KHz的子载波间隔￭独立载波MBMS应用场景为低速移动，应用更小的子载波间隔，以降低CP开销，提高频谱效率，采用7.5KHz子载波￭Wimax的子载波间隔为10.98KHz，UMB的子载波间隔为9.6KHz2、OFDM（1）OFDM技术的优势￭频谱效率高各子载波可以部分重叠，理论上可以接近Nyquist极限。
MIMO在LTE中的应用
为了满足系统中高速数据传输速率和高系统容量方面的需求，LTE系统的下行MIMO技术支持2×2的基本天线配置。
下行MIMO技术主要包括：空间分集、空间复用及波束成形3大类。
与下行MIMO相同，LTE系统上行MIMO技术也包括空间分集和空间复用。
在LTE系统中，应用MIMO技术的上行基本天线配置为1×2，即一根发送天线和两根接收天线。
考虑到终端实现复杂度的问题，目前对于上行并不支持一个终端同时使用两根天线进行信号发送，即只考虑存在单一上行传输链路的情况。
因此，在当前阶段上行仅仅支持上行天线选择和多用户MIMO两种方案。
空间复用空间复用的主要原理是利用空间信道的弱相关性，通过在多个相互独立的空间信道上传输不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。
LTE系统中空间复用技术包括：开环空间复用和闭环空间复用。
●开环空间复用：LTE系统支持基于多码字的空间复用传输。
所谓多码字，即用于空间复用传输的多层数据来自于多个不同的独立进行信道编码的数据流，每个码字可以独立地进行速率控制。
●闭环空间复用：即所谓的线性预编码技术。
●线性预编码技术：作用是将天线域的处理转化为波束域进行处理，在发射端利用已知的空间信道信息进行预处理操作，从而进一步提高用户和系统的吞吐量。
线性预编码技术可以按其预编码矩阵的获取方式划分为两大类：非码本的预编码和基于码本的预编码。
非码本的预编码方式：对于非码本的预编码方式，预编码矩阵中发射端获得，发射端利用预测的信道状态信息，进行预编码矩阵计算，常见的预编码矩阵计算方法有奇异值分解、均匀信道分解等，其中奇异值分解的方案最为常用。
对于非码本的预编码方式，发射端有多种方式可以获得空间信道状态信息，如直接反馈信道、差分反馈、利用TDD信道对称性等。
基于码本的预编码方式：对于基于码本的预编码方式，预编码矩阵在接收端获得，接收端利用预测的信道状态信息，在预定的预编码矩阵码本中进行预编码矩阵的选择，并将选定的预编码矩阵的序号反馈至发射端。
LTE_MIMO_模式的学习理解
MIMO 学习心得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 TransmitDiversity）被采用。
3.SM-open loop，UE仅仅反馈信道的RI（Rank Indicator）。
此时基站会使用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（PrecodingMatrix 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反馈信道信息使得基站选择合适的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，而是基站通过上行信号进行方向估计，并在下行信号中插入UE Special RS。
基站可以让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。
4glte通信基站使用的天线
4glte通信基站使用的天线
4G LTE通信基站使用的天线通常是MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）天线。
这种天线具有多个天
线元件，可以同时传输和接收多个数据流，从而提高数据传输速率和系统容量。
MIMO天线通常分为两种类型：单极化和多极化。
单极化天
线只能传输或接收一个数据流，而多极化天线可以同时传输或接收多个数据流。
4G LTE通信基站使用的天线通常是多极化MIMO天线。
这些
天线通常由多个单极化天线构成，每个天线用于传输或接收一个数据流。
多极化MIMO天线能够同时传输和接收多个数据流，从而提高系统容量和数据传输速率。
此外，4G LTE通信基站的天线还具有指向性。
这意味着天线
可以将无线信号集中在一个或多个特定方向上，从而增强信号覆盖范围和质量。
总结起来，4G LTE通信基站使用的天线是多极化MIMO天线，具有指向性。
这种天线能够提供更高的数据传输速率和系统容量，并增强信号覆盖范围和质量。
MIMO资料整理-2014
个平坦的窄带子信道，每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽， 所以每个子信道上的频率选择性衰落可以看作是平坦性衰落。
• 而MIMO多天线技术能在不增加带宽的情况下，在每一个窄带平坦子信
道上获得更大的信道容量，可以成倍地提高通信系统的容量和频谱效率， 是一种利用空间资源换取频谱资源的技术。
Taking LTE MIMO from Standards to Starbucks Moray Rumney 30th April 2009
通过声音来理解预编码(Precoding)
• 为了使接收机侧的不同流更加隔离，
可以采用预编码码技术。
• 声音的例子中，Precoding可以看成对
立体声进行”balance”
MIMO+OFDM系统，通过在OFDM传输系统中采用天线阵列来实现空 间分集，以提高信号质量，是MIMO与OFDM相结合而产生的一种新 技术。它采用了时间、频率结合空间三种分集方法，使无线系统 对噪声、干扰、多径的容限大大增加。
LTE发送端信号流程
(0) (0) a0 , a1 ,..., a(0) A1
LTE 下行MIMO简介
2014-10
常见问题
1. 什么是MIMO？ 2. LTE中为什么使用MIMO？ 3. MIMO的如何理解和解释？
4. MIMO如何作用？
5. MIMO模式如何区分？ 6. MIMO中的基本概念和作用过程？ 7. MIMO各模式的特点如何？ 8. MIMO对性能的影响如何？
Taking LTE MIMO from Standards to Starbucks Moray Rumney 30th April 2009
LTE MIMO 基本原理介绍解读
Mi 1
P
N Mp
p 1
空间分集：
[]PP 矩阵
约定： P
特殊情况1： q P Mi 1 特殊情况2： q P 1, M1 4 / 6 / 8.... 特殊情况3： q 1, P 5, M1 1 4 8 样点级处理 天线分组处理
发射分集
• 发射分集方式下的层 映射 • 发射分集方式下预编 码 • 发射分集两天线预编 码
空间复用方式下层映射
• 层映射 • 根据协议36.211，层数V≤P，P表示物 理信道用于发射的天线端口数，且码字流 的个数最多为 2。 空间复用方式时 2:3模式层映射 (0) ： d(0)• (i)协议规定：码字到层的映射可有 d(0)(i) = x(0)(i) x1 (i)1，1： 层0 码字流2 0 ，2：2，2：3，2：4。 且1：2的情况只发生在 P=4 d(1)(2i) = x(1) (i) 的条件下。 x(1)(i) 串 层1 d(1)(i) 转 (1) (2) (2) 码字流1 d (2i+1) = x (i) x (i) 并
C log 2 (1
N
2 | h | i ) i 1
b / s / Hz
CEP log 2 [det( I M
N
HH )] log 2 (1
* i 1
m
N
i ) b / s数目的增加成线性增加。
为什么选择MIMO技术？
无延迟：不 改变层数
[ I ] 矩阵
大延迟：不 改变层数
单天线： 1——>1 无预编码 IFFT 空间复用：
一般情况：
M i 1 P 1/ 2 / 4
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为了满足系统中高速数据传输速率和高系统容量方面的需求，LTE系统的下行MIMO技术支持2×2的基本天线配臵。
下行MIMO技术主要包括：空间分集、空间复用及波束成形3大类。
与下行MIMO相同，LTE系统上行MIMO技术也包括空间分集和空间复用。
在LTE系统中，应用MIMO技术的上行基本天线配臵为1×2，即一根发送天线和两根接收天线。
考虑到终端实现复杂度的问题，目前对于上行并不支持一个终端同时使用两根天线进行信号发送，即只考虑存在单一上行传输链路的情况。
因此，在当前阶段上行仅仅支持上行天线选择和多用户MIMO两种方案。
空间复用空间复用的主要原理是利用空间信道的弱相关性，通过在多个相互独立的空间信道上传输不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。
LTE系统中空间复用技术包括：开环空间复用和闭环空间复用。
●开环空间复用：LTE系统支持基于多码字的空间复用传输。
所谓多码字，即用于空间复用传输的多层数据来自于多个不同的独立进行信道编码的数据流，每个码字可以独立地进行速率控制。
●闭环空间复用：即所谓的线性预编码技术。
●线性预编码技术：作用是将天线域的处理转化为波束域进行处理，在发射端利用已知的空间信道信息进行预处理操作，从而进一步提高用户和系统的吞吐量。
线性预编码技术可以按其预编码矩阵的获取方式划分为两大类：非码本的预编码和基于码本的预编码。
非码本的预编码方式：对于非码本的预编码方式，预编码矩阵中发射端获得，发射端利用预测的信道状态信息，进行预编码矩阵计算，常见的预编码矩阵计算方法有奇异值分解、均匀信道分解等，其中奇异值分解的方案最为常用。
对于非码本的预编码方式，发射端有多种方式可以获得空间信道状态信息，如直接反馈信道、差分反馈、利用TDD信道对称性等。
基于码本的预编码方式：对于基于码本的预编码方式，预编码矩阵在接收端获得，接收端利用预测的信道状态信息，在预定的预编码矩阵码本中进行预编码矩阵的选择，并将选定的预编码矩阵的序号反馈至发射端。
目前，LTE采用的码本构建方式基于Householder变换的码本。
MIMO系统的空间复用原理示意图如下所示：在目前的LTE协议中，下行采用的是SU-MIMO。
可以采用MIMO发射的信道有PDSCH和PMCH，其余的下行物理信道不支持MIMO，只能采用单天线发射或发射分集。
LTE系统的空间复用原理图如下所示：空间分集采用多个收发天线的空间分集可以很好的对抗传输信道的衰落。
空间分集分为发射分集、接收分集和接收发射分集三种。
发射分集发射分集是在发射端使用多幅发射天线发射信息，通过对不同的天线发射的信号进行编码达到空间分集的目的，接收端可以获得比单天线高的信噪比。
发射分集包含空时发射分集（STTD）、空频发射分集（SFBC）和循环延迟分集（C DD）几种。
1.空时发射分集（STTD）：●通过对不同的天线发射的信号进行空时编码达到时间和空间分集的目的；●在发射端对数据流进行联合编码以减小由于信道衰落和噪声导致的符号错误概率；●空时编码通过在发射端的联合编码增加信号的冗余度，从而使得信号在接收端获得时间和空间分集增益。
可以利用额外的分集增益提高通信链路的可靠性，也可在同样可靠性下利用高阶调制提高数据率和频谱利用率。
基于发射分集的空时编码（STC，Space-Time Coding）技术的一般结构如下图所示：STC技术的物理实质在于利用存在于空域与时域之间的正交或准正交特性，按照某种设计准则，把编码冗余信息尽量均匀映射到空时二维平面，以减弱无线多径传播所引起的空间选择性衰落及时间选择性衰落的消极影响，从而实现无线信道中高可靠性的高速数据传输。
STC的原理图如下所示：典型的有空时格码（Space-Time Trellis Code，STTC）和空时块码（Spa ce-Time Block Code，STBC）。
2.空频发射分集（SFBC）：●空频发射分集与空时发射分集类似，不同的是SFBC是对发送的符号进行频域和空域编码；●将同一组数据承载在不同的子载波上面获得频率分集增益。
两天线空频发射分集原理图如下所示：除两天线SFBC发射分集外，LTE协议还支持4天线SFBC发射分集，并且给出了构造方法。
SFBC发射分集方式通常要求发射天线尽可能独立，以最大限度的获取分集增益。
3.循环延迟分集（CDD）：延时发射分集是一种常见的时间分集方式，可以通俗的理解为发射端为接收端人为制造多径。
LTE中采用的延时发射分集并非简单的线性延时，而是利用CP特性采用循环延时操作。
根据DFT变换特性，信号在时域的周期循环移位（即延时）相当于频域的线性相位偏移，因此LTE的CDD（循环延时分集）是在频域上进行操作的。
下图给出了下行发射机时域循环移位与频域相位线性偏移的等效示意图。
循环延迟分集原理图如下所示：LTE协议支持一种与下行空间复用联合作用的大延时CDD模式。
大延时CDD 将循环延时的概念从天线端口搬到了SU-MIMO空间复用的层上，并且延时明显增大，仍以两天线为例，延时达到了半个符号积分周期（即1024Ts）。
目前LTE协议支持2天线和4天线的下行CDD发射分集。
CDD发射分集方式通常要求发射天线尽可能独立，以最大限度的获取分集增益。
接收分集接收分集指多个天线接收来自多个信道的承载同一信息的多个独立的信号副本。
由于信号不可能同时处于深衰落情况中，因此在任一给定的时刻至少可以保证有一个强度足够大的信号副本提供给接收机使用，从而提高了接收信号的信噪比。
接收分集原理示意图如下所示：MIMO系统模型MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。
下图所示为MIMO系统的原理图：在发射器端配臵了Nt个发射天线，在接收器端配臵了Nr个接收天线，xj （j＝1, 2 ,……Nt）表示第j号发射天线发射的信号，r i（i＝1, 2 ,……N r）表示第i号接收天线接收的信号，hij表示第j号发射天线到第i号接收天线的信道衰落系数。
在接收端，噪声信号ni是统计独立的复零均值高斯变量，而且与发射信号独立，不同时刻的噪声信号间也相互独立，每一个接收天线接收的噪声信号功率相同，都为σ2。
假设信道是准静态的平坦瑞利衰落信道。
MIMO系统的信号模型可以表示为：写成矩阵形式为：r=Hx+nMIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。
这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。
MIMO系统容量系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示了通信系统最大传输率。
无线信道容量是评价一个无线信道性能的综合性指标，它描述了在给定的信噪比(SNR)和带宽条件下，某一信道能可靠传输的传输速率极限。
传统的单输入单输出系统的容量由香农(Shannon)公式给出，而MIMO系统的容量是多天线信道的容量问题。
假设：在发射端，发射信号是零均值独立同分布的高斯变量，总的发射功率限制为Pt，各个天线发射的信号都有相等的功率Nt /Pt 。
由于发射信号的带宽足够窄，因此认为它的频率响应是平坦的，即信道是无记忆的。
在接收端，噪声信号ni是统计独立的复零均值高斯变量，而且与发射信号独立，不同时刻的噪声信号间也相互独立，每一个接收天线接收的噪声信号功率相同，都为σ2。
假设每一根天线的接收功率等于总的发射功率，那么，每一根接收天线处的平均信噪比为SNR = Pt /σ2。
则信道容量可以表示为：其中，H表示矩阵进行(Hermitian)转臵；det表示求矩阵的行列式，如果对数log的底为2，则信道容量的单位为bit/s/Hz。
如果底为e，则信道容量的单位为nats/s/Hz。
对信道矩阵进行奇异值分解，从而将信道矩阵H写为：H = UDVH。
其中，UN r×N r和VN t×N t是酉矩阵，即满足UUH= IN r×N r，VVH = IN t×N t，D=[ΛK×K 0;00]Λ=diag(λ1 ,λ2 ,…,λk )K是信道矩阵的秩，λ1≥λ2≥λ≥λk≥0是相关矩阵HHH的非零特征值。
这样，MI MO系统的信道容量可以进一步描述为：信道容量并不依赖于发射天线数目Nt和接收天线数目Nr谁大谁小。
一般情况下信道相关矩阵的非零特征值数目为K≤min(Nr，Nt)，从而可以求得MIMO 信道容量的上限。
当Nr=Nt时，MIMO系统信道容量的上限恰好是单入——单出(S ISO)系统信道容量上限的Nr=Nt倍。
对于MIMO系统而言，如果接收端拥有信道矩阵的精确信息，MIMO的信道可以分解为min(Nr，Nt)个独立的并行信道，其信道容量与min(Nr，Nt)个并列SISO系统的信道容量之和等价，且随着发射天线和接收天线的数目以min(Nr，Nt)线性增长。
也就是说，采用MIMO技术，系统的信道容量随着天线数量的增大而线性增大，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍提高。
多天线技术是移动通信领域中无线传输技术的重大突破。
通常，多径效应会引起衰落，因而被视为有害因素，然而，多天线技术却能将多径作为一个有利因素加以利用。
MIMO (Multiple Input Multiple output：多输入多输出)技术利用空间中的多径因素，在发送端和接收端采用多个天线，如下图所示，通过空时处理技术实现分集增益或复用增益，充分利用空间资源，提高频谱利用率。
总的来说，MIMO技术的基础目的是：●提供更高的空间分集增益：联合发射分集和接收分集两部分的空间分集增益，提供更大的空间分集增益，保证等效无线信道更加“平稳”，从而降低误码率，进一步提升系统容量；●提供更大的系统容量：在信噪比SNR足够高，同时信道条件满足“秩>1”，则可以在发射端把用户数据分解为多个并行的数据流，然后分别在每根发送天线上进行同时刻、同频率的发送，同时保持总发射功率不变，最后，再由多元接收天线阵根据各个并行数据流的空间特性，在接收机端将其识别，并利用多用户解调结束最终恢复出原数据流。
LTE系统中的MIMO模型无线通信系统中通常采用如下几种传输模型：单输入单输出系统SISO、多输入单输出系统MISO、单输入多输出系统SIMO和多输入多输出系统MIMO。
其传输模型如下图所：在一个无线通信系统中，天线是处于最前端的信号处理部分。
提高天线系统的性能和效率，将会直接给整个系统带来可观的增益。
传统天线系统的发展经历了从单发/单收天线SISO，到多发/单收MISO，以及单发/多收SIMO天线的阶段。
为了尽可能的抵抗这种时变-多径衰落对信号传输的影响，人们不断的寻找新的技术。
采用时间分集（时域交织）和频率分集（扩展频谱技术）技术就是在传统SISO系统中抵抗多径衰落的有效手段，而空间分集（多天线）技术就是MISO、SIMO或MIMO系统进一步抵抗衰落的有效手段。