面對如此多的MIMO模式，如何很好地應用，可以說是一個巨大的挑戰。

2.1、反向控制信息受限

基站和手機要實現各種模式，需要基站與手機端的大量控制信息交換，而控制信息的質量直接影響到MIMO實現的效果。在下行天線模式中，所有MIMO技術均需要信道質量指示（CQI），空間復用和空間多址技術還需要信道狀態信息（CSI）來進行基站端發送預編碼的控制?？臻g復用和空間多址技術被認為是MIMO中頻譜利用率最高、最能體現多天線特性的技術。這兩種模式的應用很大程度上要依賴信道狀態信息的準確性。信道狀態信息的準確性體現在基站端精確獲得手機接收時刻的信道狀況。信道狀態信息越準確，基站端的預編碼控制就越精確。對于FDDLTE系統而言，三項因素制約了基站端的信道信息精確程度：第一是手機的處理能力，受參考信號設計和手機端算法影響，信道估計的準確度十分有限。第二，受反方向信道限制，基站端收到的信道狀態信息總是手機端信道狀態信息的量化版本。第三，由于反向信道傳輸延時，基站端信道狀態信息是手機端的延時版本。以上三點對空間復用和空間多址技術的實現效果影響很大，盡管設計過程中對反饋碼本選擇和實現算法上進行了大量研究，最終的實際效果還需要大量的驗證工作。

對于TDDLTE系統，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際中的作用仍然不明朗，或者說對于TDDLTE系統，基于信道互易性的波束賦型技術能否取得預期的效果仍有待實際驗證。

2.2、應用存在巨大不確定性

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

對于空間維度，LTE系統每個頻段上的信道特性不同，在每個頻帶上要分別進行天線模式的控制時，要考慮信道質量好壞，也要考慮信道的相關性，還要綜合終端移動速度和信道變化等各項因素。有時為了減輕反向傳輸壓力，LTE系統還要采用寬帶控制信號傳輸，使得MIMO效果也有所折扣。因此有很多人認為，在實際應用中，閉環的空間復用技術相對于開環的發送方式增益不大。

對于空間多址而言，理論上可以利用用戶間信道的不相關性形成更好的多流傳輸，從而進一步大幅提高系統容量。但是，受反向信道限制，每個用戶反饋的是部分信道信息。標準并沒有對多用戶的MIMO調度算法本身作出規定，如果反饋不精確，MAC層匹配不好，會發生比較大的用戶數據流與數據流間干擾，反而使性能大幅下降。由此可以看出，對相對復雜的無線環境，LTE系統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系統中有7種天線模式，模式之間及每個模式內部都有發送方式的切換問題。面對這么多種模式，標準并沒有規定每種模式的應用場景與切換方式，模式間與模式內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性能起決定性影響。對于基站而言，由于多天線產品的多樣化，如垂直極化天線、交叉極化天線等的應用，使得信道更加復雜，每種天線形態對應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，天線發送模式要根據信道變化而變，對于FDDLTE系統，基站端信道信息的獲得主要通過手機端反饋獲得，手機如何反饋如此豐富的信道信息始終是個疑問。如果系統不能很好地解決這個問題，LTE的性能發揮將受到很大影響。對于TDDLTE系統，波束賦型技術的實際效果還有待驗證。但是在整個產業的初期階段，由于MIMO靈活性大帶來的不確定因素過多，給各廠家的開發也帶來了不小的困難。產業的成熟很大程度上需要靠大量的實驗不斷地給系統的優化提供依據和方向。下面將介紹一些針對MIMO的測試技術。

3、MIMO技術測試

對整個LTE系統的測試一般分為室內測試與室外測試兩部分。室內測試階段主要關注基站和手機一些基本功能的實現和系統靜態性能，如最大傳輸速率、衰落信道下鏈路性能、多天線和頻域調度技術實現、隨機接入功能等。室內測試是對設備的基本處理能力的檢驗，也是對進行外場測試的準備。室外測試階段將驗證在外場實際的復雜無線環境下LTE系統的性能。

3.1、室內測試

室內測試需要基站廠家準備測試基站（eNB）、測試終端（UE）、測試用儀表等實驗設備和環境。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，可以用來監測信號發送頻段、調制方式等信息，十分便捷。信道模擬儀用來模擬實際的信道環境，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增益主要體現在不同的信道條件下不同MIMO方案的系統吞吐量。對于MIMO技術的測試，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。
·不同的信道相關性。信道相關性分為高相關性、中相關性與低相關性。
·不同的信道信噪比（SNR）。