面對如此多的MIMO模式，如何很好地應(yīng)用，可以說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

2.1、反向控制信息受限

基站和手機(jī)要實(shí)現(xiàn)各種模式，需要基站與手機(jī)端的大量控制信息交換，而控制信息的質(zhì)量直接影響到MIMO實(shí)現(xiàn)的效果。在下行天線模式中，所有MIMO技術(shù)均需要信道質(zhì)量指示（CQI），空間復(fù)用和空間多址技術(shù)還需要信道狀態(tài)信息（CSI）來進(jìn)行基站端發(fā)送預(yù)編碼的控制。空間復(fù)用和空間多址技術(shù)被認(rèn)為是MIMO中頻譜利用率最高、最能體現(xiàn)多天線特性的技術(shù)。這兩種模式的應(yīng)用很大程度上要依賴信道狀態(tài)信息的準(zhǔn)確性。信道狀態(tài)信息的準(zhǔn)確性體現(xiàn)在基站端精確獲得手機(jī)接收時(shí)刻的信道狀況。信道狀態(tài)信息越準(zhǔn)確，基站端的預(yù)編碼控制就越精確。對于FDDLTE系統(tǒng)而言，三項(xiàng)因素制約了基站端的信道信息精確程度：第一是手機(jī)的處理能力，受參考信號設(shè)計(jì)和手機(jī)端算法影響，信道估計(jì)的準(zhǔn)確度十分有限。第二，受反方向信道限制，基站端收到的信道狀態(tài)信息總是手機(jī)端信道狀態(tài)信息的量化版本。第三，由于反向信道傳輸延時(shí)，基站端信道狀態(tài)信息是手機(jī)端的延時(shí)版本。以上三點(diǎn)對空間復(fù)用和空間多址技術(shù)的實(shí)現(xiàn)效果影響很大，盡管設(shè)計(jì)過程中對反饋碼本選擇和實(shí)現(xiàn)算法上進(jìn)行了大量研究，最終的實(shí)際效果還需要大量的驗(yàn)證工作。

對于TDDLTE系統(tǒng)，從理論上說，基站端在一定程度上可以利用信道的互易性，從上行信道獲得部分下行信道信息，但是信道互易性能帶來的好處在實(shí)際中的作用仍然不明朗，或者說對于TDDLTE系統(tǒng)，基于信道互易性的波束賦型技術(shù)能否取得預(yù)期的效果仍有待實(shí)際驗(yàn)證。

2.2、應(yīng)用存在巨大不確定性

由于引入了空間和頻率維度，LTE系統(tǒng)看似引入更多模式以匹配復(fù)雜的無線環(huán)境，但實(shí)際上也加大了對無線環(huán)境復(fù)雜性的適應(yīng)難度。與3G系統(tǒng)相比，LTE系統(tǒng)是寬帶系統(tǒng)，在頻率域的接收算法上遇到了更大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的最大信噪比合并（MRC）等窄帶接收機(jī)算法不能滿足要求，需要更加復(fù)雜的接收算法。

對于空間維度，LTE系統(tǒng)每個(gè)頻段上的信道特性不同，在每個(gè)頻帶上要分別進(jìn)行天線模式的控制時(shí)，要考慮信道質(zhì)量好壞，也要考慮信道的相關(guān)性，還要綜合終端移動速度和信道變化等各項(xiàng)因素。有時(shí)為了減輕反向傳輸壓力，LTE系統(tǒng)還要采用寬帶控制信號傳輸，使得MIMO效果也有所折扣。因此有很多人認(rèn)為，在實(shí)際應(yīng)用中，閉環(huán)的空間復(fù)用技術(shù)相對于開環(huán)的發(fā)送方式增益不大。

對于空間多址而言，理論上可以利用用戶間信道的不相關(guān)性形成更好的多流傳輸，從而進(jìn)一步大幅提高系統(tǒng)容量。但是，受反向信道限制，每個(gè)用戶反饋的是部分信道信息。標(biāo)準(zhǔn)并沒有對多用戶的MIMO調(diào)度算法本身作出規(guī)定，如果反饋不精確，MAC層匹配不好，會發(fā)生比較大的用戶數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)流間干擾，反而使性能大幅下降。由此可以看出，對相對復(fù)雜的無線環(huán)境，LTE系統(tǒng)想做到很好的匹配還有非常多的工作要做。

2.3、MIMO模式切換問題

LTE系統(tǒng)中有7種天線模式，模式之間及每個(gè)模式內(nèi)部都有發(fā)送方式的切換問題。面對這么多種模式，標(biāo)準(zhǔn)并沒有規(guī)定每種模式的應(yīng)用場景與切換方式，模式間與模式內(nèi)的切換由上層信令決定，這也意味著MAC層的控制將直接對系統(tǒng)性能起決定性影響。對于基站而言，由于多天線產(chǎn)品的多樣化，如垂直極化天線、交叉極化天線等的應(yīng)用，使得信道更加復(fù)雜，每種天線形態(tài)對應(yīng)的天線模式更是不盡相同。換句話說，這給廠家留下巨大的靈活度。對于基站，天線發(fā)送模式要根據(jù)信道變化而變，對于FDDLTE系統(tǒng)，基站端信道信息的獲得主要通過手機(jī)端反饋獲得，手機(jī)如何反饋如此豐富的信道信息始終是個(gè)疑問。如果系統(tǒng)不能很好地解決這個(gè)問題，LTE的性能發(fā)揮將受到很大影響。對于TDDLTE系統(tǒng)，波束賦型技術(shù)的實(shí)際效果還有待驗(yàn)證。但是在整個(gè)產(chǎn)業(yè)的初期階段，由于MIMO靈活性大帶來的不確定因素過多，給各廠家的開發(fā)也帶來了不小的困難。產(chǎn)業(yè)的成熟很大程度上需要靠大量的實(shí)驗(yàn)不斷地給系統(tǒng)的優(yōu)化提供依據(jù)和方向。下面將介紹一些針對MIMO的測試技術(shù)。

3、MIMO技術(shù)測試

對整個(gè)LTE系統(tǒng)的測試一般分為室內(nèi)測試與室外測試兩部分。室內(nèi)測試階段主要關(guān)注基站和手機(jī)一些基本功能的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)靜態(tài)性能，如最大傳輸速率、衰落信道下鏈路性能、多天線和頻域調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)、隨機(jī)接入功能等。室內(nèi)測試是對設(shè)備的基本處理能力的檢驗(yàn)，也是對進(jìn)行外場測試的準(zhǔn)備。室外測試階段將驗(yàn)證在外場實(shí)際的復(fù)雜無線環(huán)境下LTE系統(tǒng)的性能。

3.1、室內(nèi)測試

室內(nèi)測試需要基站廠家準(zhǔn)備測試基站（eNB）、測試終端（UE）、測試用儀表等實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境。測試儀表主要有頻譜分析儀和信道模擬儀。頻譜分析儀一般用作輔助測試儀表，可以用來監(jiān)測信號發(fā)送頻段、調(diào)制方式等信息，十分便捷。信道模擬儀用來模擬實(shí)際的信道環(huán)境，由于是測試MIMO性能，因此信道模擬儀需要支持多通道以模擬多天線傳輸。此外，測試中還需測試用的相關(guān)檢測軟件，如吞吐量檢測軟件。

MIMO的測試分為下行與上行，上行主要是單發(fā)多收（SIMO）。圖2與圖3分別給出MIMO下行與上行的測試圖。下行的MIMO增益主要體現(xiàn)在不同的信道條件下不同MIMO方案的系統(tǒng)吞吐量。對于MIMO技術(shù)的測試，需要信道模擬儀制造不同的信道衰落條件。這些條件包括：
·不同的信道類型。信道類型一般包括加性白高斯噪聲（AWGN）、步速3km/h低速信道、車速30km/h和車速120km/h等。
·不同的信道相關(guān)性。信道相關(guān)性分為高相關(guān)性、中相關(guān)性與低相關(guān)性。
·不同的信道信噪比（SNR）。