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多天线技术提升TD-LTE网络性能
http://www.cww.net.cn   2012年3月5日 10:07    

爱立信(中国)通信有限公司 产品经理  诸震雷

高级产品经理 刘愔     无线产品专家  陈明

在无线通信领域,对多天线技术的研究由来已久,其中天线分集、波束赋形、空分复用(MIMO)等技术已在3GLTE网络中广泛应用。

改善覆盖提高速率

根据不同的天线应用方式,常用的多天线技术包括天线分集、波束赋形和空分复用等,具体内容见表1。

上述多天线技术给网络带来的增益大致包括更好的覆盖(如波束赋形)和更高的速率(如空分复用)。

3GPP规范的Rel-9版本规定了8种传输模式(见表2)。其中,模式3和4为MIMO技术,支持模式内(发送分集和MIMO)自适应,模式7和8是单/双流波束赋形。原则上,3GPP对天线数目与所采用的传输模式没有特别的搭配要求,但在实际应用中2天线系统常用模式为2和3,而8天线系统常用模式为7和8。

在实际应用中,不同的天线技术互为补充,需根据实际信道的变化灵活运用。在TD-LTE系统中,这种发射技术的转换可以通过传输模式(内/间)切换组合实现。

目前上行主流终端芯片设计仍然以单天线发射为主,对eNB多天线接收方式3GPP标准没有明确要求。

两种配置适合TD-LTE

针对以上多天线技术的特点及适用场景,目前中国市场TD-LTE可主要考虑两种天线配置:8天线波束赋形(单流/双流)和2天线MIMO(空分复用/发送分集)。

下行业务信道性能

图1是爱立信对上述传输模式的前期仿真结果。在下行链路中,2、8天线的业务信道在特定传输模式下的性能比较归纳如下:8X2单流波束赋形(sbf)在小区边缘的覆盖效果(边缘用户速率)好于2X2空分复用,但小区平均吞吐速率要低于2X2 MIMO场景;8X2双流波束赋形(dbf)的边界速率略好于2X2天线空分复用。在正常负荷条件下,两者的小区平均吞吐速率相当。在高系统负荷条件下,8X2双流波束赋形(dbf)增益较为明显。

图1  爱立信的前期仿真结果

在深圳外场测试中,测试场景为典型公路环境。虽然站间距与城区环境相同,但无线传播条件更接近于郊区的特点,即空旷环境较多,信道相关性较强,有利于8天线波束赋形技术的使用。对固定模式的测试结果与上述仿真结果基本一致;引入模式内/间切换后8天线在小区中心采用模式3,边缘则为模式7,因此在小区边缘优于2天线,小区中心相当,小区平均速率好于2天线。值得注意的是,采用模式7的比例仅有20%左右,大多数场景采用的是模式3,即与2天线差别不大。

[1]  [2]  [3]  
来源:通信世界网-通信世界周刊   作 者:诸震雷 刘愔 陈明编 辑:高娟    联系电话:010-67110006-853
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