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TD-LTE网络中的多天线技术[图]
http://www.cww.net.cn 2012年2月9日 14:43
下行控制信道及覆盖能力 对于8天线广播信道,由于要实现全小区覆盖,波束赋形技术在业务信道的增益不复存在。通常采用引入广播权值静态赋形(65o)的方式发送。根据不同天线厂家提供的广播信道的赋形权值,其广播信道的发射功率只有总的可用功率的60%左右。因此,静态赋形的方式将导致广播信道覆盖比2天线方案差,特别是在小区边缘广播信道功率有很大损失。 针对这些问题,爱立信提出了无功率损失的增强型公共信道发送方案,有效克服了静态赋形的功率损失问题,提升广播信道的覆盖。使得8天线公共信道获得与2天线相当的覆盖能力。在深圳外场测试中,我们看到类似的现象。下图是用扫频仪在相同环境中测得的结果。从图中可以看到,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。 上行天线接收分集增益 上行接收方面,理论上当8天线的单元天线增益与2天线的增益相同时,会有6dB 的接收分集增益。而实际系统中,在天线长度相当时,2天线的增益往往高于相同高度的8天线的单元天线增益1.5-2.5dB左右。 例如,在进行中的TD-LTE试验网中,选用了2天线和8天线(FAD)天线方案。在同为140cm 长度的条件下,8天线(FAD)的单元天线的增益为16-17dBi,而国际上在LTE-FDD/TD-LTE 广泛应用的凯士林(Kathrein)和安德鲁(Andrew)的2天线增益均可以达到18.5dB以上。 这一差异也反映在目前的一些工程设计实践中,例如在网络设计中将2天线的增益设定为18dBi, 而8天线的单元有效增益设定为14.5 dBi。 因此,实际网络中的8天线接收和2天线接收的差异应当为3dB左右。 多天线应用场景 波束赋型在业务信道功率受限时,可以提高网络边界的下行和上行速率,适用于有视距传输(LOS)、强相关的环境,例如郊区、乡村等以覆盖为目的的环境。在城区和密集城区(站间距大约200到500米左右时),无线传播环境复杂,杂散严重,以NLOS为主,信道相关性大大降低,此时下行波束赋型的效果大打折扣,而空分复用在该场景下有很大优势(2、8天线的空分复用无大差异)。 在规划网络覆盖时,往往以小区边界速率为设计目标。在上行边缘速率要求较高时,网络中通常是上行业务信道受限。然而在实际网络中,小区覆盖半径由终端最终是否移出服务区来判定,此时的决定因素并非是业务信道的速率而是广播信道的覆盖。具体来看: 当上行业务信道为受限因素(例如边缘速率要求很高)时,8天线方案的覆盖范围要大于2天线 由此可知,8天线方案虽然能够提升上下行的业务信道性能,但固有的广播信道的短板使得工程实践中可能无法达到扩大覆盖,减少站点的目的。 国际商用情况及未来的演进 8天线虽然在边缘速率等方面性能优于2天线,但在实际应用中,具体效果还受天线的校准精度、天线性能(随时间)恶化等因素影响有所缩小。工程安装实施方面,8天线的天面要求较高,建站方案更为复杂,需兼顾承重、风荷、共天线等因素。这将导致站点成本显著增加。另外故障隐患的激增,以及耗电的增加(如采用8通道RRU),都将直接提升OPEX。 来源:C114中国通信网 作 者:爱立信编 辑:高娟 联系电话:010-67110006-853
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