一、手机终端的传输模式的简介
1、什么是传输模式
是指手机终端不同的多天线传输方案。是UE特定的信息，而不是基站的多天线传输模式。同一小区内的不同UE，可能配置了不同的TM模式。因此传输模式是手机级别的，而不是小区级别的。配置了载波聚合的UE，在不同的serving cell上，也可以使用不同的TM模式。
2、传输模式的作用
由于传输模式是UE级别的，因此传输模数主要用于基站和终端对UE相关的物理层业务信道的采用不同的编解码、速率匹配、调制解调、MIMO层映射、预编码等功能。
而小区的广播信道和控制信道，是针对所有终端的，因此采用默认的、所有终端都能支持的TM1传输模式。这是广义的传输模式。而狭义的传输模式是针对UE专有的物理层业务信道的。
二、什么是传输模式
**核心定义：**传输模式是LTE及5G-NR等现代无线通信系统中，由基站调度和指示给手机的一套预定义的信号发送和接收方案。
**简单理解：**你可以把它想象成汽车变速箱的"档位"。不同的路况（信道条件）下，使用不同的档位（传输模式）可以达到最佳的行驶效果（通信性能）。基站会根据对信道质量的测量，动态地为手机选择一个最合适的"档位"。
主要目标：
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提升数据速率：通过空间复用，在相同频带上传输多路数据流。
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增强链路可靠性：通过发射分集，对抗信道衰落，保证信号能被正确接收。
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在速率和可靠性之间取得最佳平衡：根据实时的信道条件和业务需求，智能地在上述两者间切换。
三、关键技术与理论基础
要理解TM，必须先了解其背后的核心技术：
1、MIMO
多输入多输出。这是所有高级传输模式的基础。它利用多根天线，在空间中形成多个并行信道。
2、发射分集
目的：对抗信道衰落，提高信噪比，增强覆盖和边缘用户体验。
原理：将同一信息的多个副本通过不同的天线、时间或频率资源发送出去，使接收端获得分集增益。经典的方案是 SFBC。
3、空间复用
目的：在信道条件好时，极大提升峰值速率和频谱效率。
原理：将高速数据流分解成多个并行的低速数据流，通过同一时频资源但不同的空间层同时发送。这相当于创建了多个"虚拟通道"。
4、波束成形
目的：提升目标用户的信噪比，同时减少对其它用户的干扰。
原理：通过调整多根天线发射信号的相位和幅度，使电磁波能量集中指向目标手机。这需要基站知道信道的方向信息。
四、LTE中的主要传输模式详解
LTE定义了从TM1到TM9的多种模式，它们是理解这个概念的最佳范例。
| 传输模式 | 名称 | 关键技术 | 适用场景与深入理解 |
|---|---|---|---|
| TM1 | 单天线端口 | 单天线 | 最基础的模式，用于基站只有一根天线或信道极差的情况。无任何MIMO增益。 |
| TM2 | 发射分集 | SFBC | 核心是可靠性。将数据通过两天线以特定编码方式发出，对抗衰落。常用于控制信道、广播信道和小区边缘用户的业务信道。 |
| TM3 | 开环空间复用 | 发射分集 + 开环空间复用 | "大开大合"的模式。不依赖手机精细的反馈。当信道质量好且散射丰富时，自动切换到多层传输；质量下降时，回退到发射分集。适用于中高速移动场景。 |
| TM4 | 闭环空间复用 | 闭环空间复用 | "精耕细作"的模式。需要手机反馈预编码矩阵指示（PMI），告诉基站如何"预处理"信号以适应信道。能获得比TM3更好的性能，但对信道反馈的准确性和时延要求高，适用于低速移动场景。 |
| TM5 | 多用户MIMO | 空间复用 | 提升小区容量。基站同时与多个手机在相同的时频资源上通信。通过预编码技术使发给不同用户的信号在空间上相互正交（隔离）。 |
| TM6 | 单层闭环空间复用 | 波束成形（基于码本） | TM4的简化版。强制只使用一层（一个数据流）进行传输，但结合预编码。这实际上是一种基于码本的波束成形，能将能量集中对准用户，适合信噪比不高但信道相关性强的场景。 |
| TM7 | 单流波束成形 | 波束成形（基于天线端口） | 首次引入专用参考信号。基站根据上行信道估计下行信道（适用于TDD系统的互易性），进行模拟波束成形。不依赖码本，更灵活，波束指向性更强。 |
| TM8 | 双流波束成形 | 波束成形 + 空间复用 | TM7的升级版。在波束成形的基础上，支持最多两层的空间复用。兼顾了覆盖（波束成形）和容量（空间复用），是TM7和TM4的优势结合。 |
| TM9 | 增强闭环空间复用 | 波束成形 + 多层复用 | LTE-A的旗舰模式。支持最多8层下行传输。同样基于专用参考信号，结合了高级波束成形和多层空间复用。它是后续5G技术的基础，非常灵活，可以适配TM2/3/4/7/8等多种场景。 |
五、动态自适应与切换机制
这才是传输模式的精髓所在。它不是一个静态配置，而是一个动态自适应的闭环控制系统。
工作流程：
测量：手机持续测量下行信道的质量，包括：
- CQI：信道质量指示，告诉基站该用什么调制编码方案。
- RI：秩指示，告诉基站当前信道能支持几个独立的数据流（空间层）。
- PMI：预编码矩阵指示，建议基站使用哪个预编码矩阵。
反馈：手机将CQI, RI, PMI等信息上报给基站。
决策：基站的调度器综合手机的反馈、网络负载、业务类型（如VoLTE需要可靠性，下载需要高速率）等信息，动态选择最适合的TM。
指示与执行：基站通过下行控制信令（DCI）告诉手机接下来使用哪种TM进行数据传输。手机根据指示，调用相应的解调算法。
切换逻辑举例：
手机在小区中心，信噪比高，RI=2 -> 基站可能选择 TM4 以获取最高速率。
手机开始移动，信道快速变化，PMI反馈不准 -> 基站切换到 TM3。
手机移动到小区边缘，信噪比降低 -> 基站切换到 TM2 以保证连接不中断。
在TDD系统中，基站利用信道互易性，检测到用户处于特定方向 -> 可能会启用 TM8 或 TM9，形成一个窄波束对准该用户，提升其信噪比。
六、 5G-NR中的演进
5G继承了LTE的TM思想，但设计更加灵活和统一，不再有TM1-TM9这样明确的编号。
核心概念：
天线端口：概念被扩展，更加抽象化。
参考信号：引入了更灵活、开销更低的信道状态信息参考信号（CSI-RS）和解调参考信号（DM-RS）。
波束管理：这是5G的核心。传输模式的选择与波束的选择和跟踪紧密结合。手机需要不断测量多个波束，报告最佳波束。
更灵活的层映射：支持更多的层数（理论上可达64层，甚至更多），实现极致的空间复用。
在5G中，你可以理解为"传输模式"的功能被集成到了一个更加庞大和自适应的MIMO框架中，这个框架能无缝地在分集、复用和波束成形之间进行动态调整，其粒度和速度都远高于LTE。
七、总结
对手机终端传输模式的深入理解，可以归纳为以下几点：
它是性能优化的工具集：不同的TM是针对不同信道条件和业务需求的优化工具。
它是一个动态自适应的系统：核心是"测量-反馈-决策-执行"的闭环，实现网络性能的实时最优化。
它体现了MIMO技术的三大收益：分集增益（可靠性）、复用增益（速率）、阵列增益（波束成形/覆盖）。不同的TM就是这三大收益的不同组合。
从LTE到5G，其思想在演进：从离散的、预定义的"模式"，演进到连续的、高度灵活的"状态"，并与波束管理深度集成。
理解传输模式，就能理解现代无线通信系统如何智能地利用空间维度资源，在复杂多变的无线环境中，始终为用户提供尽可能好的通信体验。