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TD-LTE网络中的多天线技术浅析
http://www.cww.net.cn   2011年8月3日 10:56    通信世界网    

·上行链路

·8天线上行接收要明显优于2天线的场景,从小区边界速率到小区容量都要好于2天线MIMO

从目前现场路测的单流波束赋型和双流MIMO测试数据看,结果也和上述仿真结果基本一致,在小区边界下行速率单流波束赋型要好;小区路测得出的下行平均速率双流MIMO要好。

4覆盖能力分析由于LTE主要针对数据业务,通常在计算LTE覆盖时,往往以一定的边界速率为覆盖目标。依此为设计依据时,网络中通常是上行业务信道为受限信道。如: TD –LTE网络设定上行边界覆盖目标为200kbps时。

然而,实际网络中,从终端最终是否出服务区来判定,决定小区的覆盖半径并非上行业务信道的速率。在多数情况下,在判决是否能驻留在LTE网络,或判决是否应该做异系统切换时,以UE接收到的RSRP(或RSRQ)为判决条件。PDCCH公共信道以及与之对应的RSRP(干扰受限时需参考RSRQ)通常成为受限因素。此时,上行业务信道的速率可维持在40kbps左右。

根据以上两种思路,8天线和2天线覆盖能力分析的结果是不同的。当考虑上行速率要求,以上行业务信道为受限因素时,8天线在上行的链路储备要优于2天线,这种前提下,8天线基站的覆盖要好于2天线。

当考虑覆盖范围最终以终端出LTE服务区为判决依据时,8天线的覆盖范围不强于2天线,原因是8天线在公共信道赋型时没有业务信道的赋型增益,而且根据某天线厂家提供的广播信道的赋形权值,可以看到广播信道的发射功率没有达到全部的可用功率。这样, 8天线下行公共信道的覆盖性能和2天线覆盖性能基本相当。

下图是用SCANNER从相同环境中测得的结果,其中2天线的天线增益为17dBi, 8天线的天线增益为15dBi. 从中可看出: 2天线系统中的RSRP覆盖效果与8天线的覆盖相比主瓣方向略强, 但基本相当. 如下图:

(8天线RSRP覆盖效果)     (2天线RSRP覆盖效果)

上述测试中使用的基站天线为常见的型号。目前市场上在同样物理尺寸的条件下,8天线的增益要小于2天线2-3dB左右。因而,在部署网络中,如果天线高度要求一定,8天线和2天线下行公共信道的覆盖效果基本是相当的。

所以,在网络中根据实际系统中的判决机制,覆盖取决于公共信道的有效辐射功率,8天线的覆盖距离与2天线基本相当。而如果,以一定的速率为准考察覆盖能力,则8天线要好于2天线。

5应用场景综合来看,室外部署8天线和2天线各有优势. 利用各自的特点, 他们的部署场景可以互相补充。在城区和密集城区,站间距较小(大约200到500米左右),下行公共信道通常是受限因素,考虑到上述2/8天线的覆盖特点对比及共址时安装条件要求较高,在这类场景下,建议选择两天线. 8天线的优势是可以通过波束赋型在业务功率受限场景,提高网络边界下行的性能,以及总的上行性能,所以在安装条件允许的情况下,也可选择8天线。

6国际商用情况及未来的演进目前来看,已经部署LTE的运营商选择2天线MIMO 技术的占主要部分,原因是其侧重点主要在技术的成熟程度和提高下行峰值速率上。而且,在天线安装,抗风能力等方面2天线也较有明显优势。8天线波束赋型虽然在边缘速率等方面有明显改善,但8天线的安装实施要求较高,效果还受制于天线的校准,天线系统随时间的恶化程度等影响,所以目前商用LTE网络中应用不多。

另外,整体基站的费用也是其考虑的一个重点因素。8天线的多通道RRU与天线,以及安装要求等都会增加基站的初期投入;在运维方面,同样8天线基站的运维费用也高于2天线。

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编 辑:张翀    联系电话:010-67110006-884
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