Các sơ đồ đƣợc trình bày trên đây đều liên quan đến truyền dẫn cho một ngƣời sử dụng (UE). Ghép kênh không gian chia sẻ SINR cao giữa một số lớp để đạt đƣợc tốc độ số liệu đỉnh cao cho một ngƣời sử dụng. Tuy nhiên ta cũng có thể sử dụng cùng một nguyên tắc chia sẻ SINR cao của ghép kênh không gian để truyền dẫn đến nhiều ngƣời sử dụng đồng thời. Thực chất, MIMO đa ngƣời sử dụng (MU-MIMO) là phân đoạn không gian và truyền dẫn đến nhiều ngƣời sử dụng đồng thời trên các phần tử tài nguyên giống nhau, mặc dù từ các ô khác nhau, có thể đƣợc xem nhƣ là một dạng ghép kênh không gian. Tuy nhiên 3GPP cũng đồng ý hỗ trợ sơ đẳng ghép kênh không gian cho các UE khác nhau trong cùng một ô. Sơ đồ này giống nhƣ đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA) nhƣng trong 3GPP đựơc gọi là MU-MIMO (MIMO đa ngƣời sử dụng). Khác với SU- MIMO, mục tiêu của MU-MIMO là hỗ trợ SDMA cho các cấu hình anten tƣơng thích, nghĩa là các cấu hình anten đƣợc đặt cách nhau nửa bƣớc sóng tại phía eNodeB dẫn đến các kênh có tƣơng quan cao. Bằng cách lập biểu đồng thời cho một số UE nằm tại các phƣơng vật lý đủ cách biệt nhau và tập trung truyền dẫn vào các búp hẹp đến từng UE để có thể duy trì nhiễu thấp giữa các UE đựơc lập biểu đồng thời trong cùng một ô. Vì kênh có tƣơng quan cao, mỗi UE đƣợc phục vụ bởi tạo
38
búp cấp hạng đơn (Rank-1). Rõ ràng rằng điều này hƣớng đến các kịch bản có trải góc nhỏ tại eNodeB.
Trong chế độ MU-MIMO, truyền dẫn đến một số đầu cuối đƣợc thực hiện trên cùng một tài nguyên thời gian-tần số bằng cách khai thác phân tập không gian của kênh truyền sóng. Để khai thác toàn diện các chế độ truyền dẫn MU-MIMO, các không gian dự định cho truyền dẫn đến các đầu cuối đích phải đủ phân cách, lý tƣởng phải trực giao tại cả đầu phát lẫn đầu thu. Về lý thuyết độ lợi hiệu năng của MU-MIMO so với SU-MIMO đƣợc kỳ vọng tăng đáng kể trong các kênh tƣơng quan không gian cùng với tăng số lƣợng anten tại eNodeB.
LTE đã đƣa ra rất nhiều chức năng cần thiết cho kiểu SDMA kinh điển này. Tạo búp dựa trên trên bảng mã đƣợc hỗ trợ bởi sơ đồ tiền mã hóa phụ thuộc kênh cho truyền dẫn rank-3. Vì thế các UE đƣợc lập cấu hình cho sơ đồ tiền mã hóa phụ thuộc kênh rank-1 và báo cáo vectơ tiền mã hóa tƣơng ứng cho eNodeB. Nhƣ vậy một chức năng thực sự quan trọng đặc thù MU-MIMO là các UE phải có khả năng rút ra đựơc tỷ số công suất giữa các tín hiệu tham chuẩn và và công suất trên một phần tử tài nguyên số liệu và anten sử dụng để truyền dẫn cho nó để có thể thực hiện giải điều chế. Vấn đề tỷ số công suất là rất quan trọng vì các UE chia sẻ cùng tài nguyên và vì thế có thể chia sẻ công suất hữu hạn của các PA. Điều này có thể dẫn đến thăng giáng công suất với tốc độ khung con truyền dẫn đến UE. Vì UE không nhất thiết phải ƣớc tính mù tỷ số công suất này cho tất cả các điều chế khác nhau, nên cần thông báo các thăng giáng công suất này đến UE. Đối với truyền dẫn QPSK, UE có thể không cần biết tỷ số công suất, nhƣng đối với điều chế bậc cao hơn (16QAM, 64QAM) UE cần đƣợc thông báo tỷ số công suất tất nhiên không phải cho mỗi khung con.
Vấn đề căn bản trong MU-MIMO là các UE có thể đƣợc lập biểu đồng thời (cung cấp cùng một tài nguyên) nếu các búp sóng ƣu việt của chúng đủ phân cách. Bộ lập biểu cần phối hợp các UE có số liệu cần truyền, báo cáo các búp tƣơng thích và có địa lý đủ cao.Vì thế để MU-MIMO có lợi, tải hệ thông phải cao với nhiều UE
39
tích cực yêu cầu số liệu trong từng khung. Điều này cho phép bộ lập biểu tìm đựơc nhiều UE có thể đƣợc lập biểu đồng thời trên các búp ít gây nhiễu nội ô.
Đối với MU-MIMO đƣờng xuống, có thể chia kỹ thuật này theo các loại đang đƣợc nghiên cứu tại 3GPP: các luồng cố định và các luồng đặc thù ngƣời sử dụng.
Trong MU-MIMO luồng cố định, eNodeB sẽ phát nhiều luồng còn bộ lập biểu sẽ ấn định từng ngƣời sử dụng vào luồng thích hợp để đạt đƣợc hiệu năng tốt nhất. Phƣơng pháp này phù hợp cho trƣờng hợp tốc độ di động cao và có thể làm việc không cần các hoa tiêu dành riêng.. Ngoài ra hiệu năng của phƣơng pháp này có thể đƣợc cải thiện với sử dụng các phần tử anten gần nhau trong không gian với các búp hẹp hơn. Trong trƣờng hợp các luồng đặc thù ngƣời sử dụng, các luồng đƣợc tạo ra cho từng ngƣời sử dụng tùy theo CQI của từng ngƣời sử dụng.
Trong trƣờng hợp UE phản hồi CSI đến eNodeB, các luồng đặc thù ngƣời sử dụng sẽ cải thiện SINR nhiều hơn các luồng cố định. Điều quan trọng là kênh không đựơc thay đổi đáng kể trong khi đo CQI và phản hồi về eNodeB. Phƣơng pháp này phù hợp cho các kịch bản di động tốc độ thấp và trung bình. Các kỹ thuật MU- MIMO đƣợc phân loại thành các kỹ thuật bảng mã đơn nhất và bảng mã không đơn nhất.
MU-MIMO dựa trên bảng mã đơn nhất tạo búp từ một bảng mã đơn nhất tối ƣu. Tuy nhiên phƣơng pháp bảng mã không đơn nhất có hiệu năng tốt hơn MU- MIMO bảng mã đơn nhất vì kênh thực tế mã UE trải nghiệm không phù hợp hoàn toàn với từ mã đơn nhất. Điều này sẽ gây ra nhiễu giữa các ngƣời sử dụng và giảm hiệu năng. Trong trƣờng hợp MU-MIMO dựa trên bảng mã không đơn nhất các búp có thể hƣớng chính xác đến UE, nhƣng nếu sử dụng các luồng bảng mã không đơn nhất đặc thù ngƣời sử dụng thì cần có tín hiệu tham chuẩn đặc thù ngƣời sử dụng để ƣớc tính kênh.
Hình 2.11 trình bày mô hình MU-MIMO với tạo búp dựa trên bảng mã cho nhiều UE sử dụng cùng một tài nguyên thời gian-tần số.
40
Hình 2.11 MU-MIMO với tạo búp dựa trên bảng mã cho nhiều UE sử dụng cùng tài nguyên thời gian tần số.