TD-LTE网络中的多天线技术浅析.doc

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1、TD-LTE网络中的多天线技术浅析时间：2011-08-0309:09:00來源：飞彖网作者:@打印文章匡］发送给好友0［提要］空分父用（MIMO）是指在一定的高SINR环境屮，利用无线信道特性，在空口创建多条并行信道，从而使空口的传输速率大大提高。在实际应用屮空分复用往往与分集相结合使用，如在低SINR环境时，系统会从空分复用转为天线分集。1简介有关参天线概念,在业内很早就有所研究。但是真正取得进展，应用到通信系统中则是在近些年，伴随着相关元器件的高速发展，在3G系统屮被广泛开始应用，像MIMO,波束赋型等。木文主要是对近期T

2、D-LTE试验网屮所用到的波朿赋型，空分复用和天线分集这几种技术，从其特点，性能容量，和覆盖等方面进行分析比较.2各种多天线技术简单描述及优点多天线技术是一种统称，可根据不同的实现方式分为天线分集，波束赋型和空分复用。天线分集是指利用多天线间较低的无线信道的相关性，提供额外的（发射或接收）分集来对抗无线信道的衰落，按天线类型可有空间分集,或极化分集。波束赋型（Beamforming）是指利用发射端或接受段的多根天线，以一定的方式形成一个特定波束，使目标方向上天线增益最大以及抑制/降低干扰。空分复用（MIMO）是指在一定的高SIN

3、R环境屮，利用无线信道特性，在空口创建多条并行信道，从而使空口的传输速率大大提高。以上多天线技术给网络带来的效果大致分为：更好的覆盖效果通过天线分集或波朿赋型可以提高接收端的SINR从而增强链路储备，同时也可视为同样的距离的条件下对速率的改进更高的速率用空分复用实现更高的小区吞吐率及峰值速率，它的效果在较高载干比的无线环境屮对数据速率的提高非常明显。在实际应用屮空分复用往往与分集相结合使用，如在低SINR环境时，系统会从空分复用转为天线分集。3多天线性能容量分析针对以上各种多天线技术的特点，目前TD-LTE组网时主要考虑两种配置

4、，8人线波束赋型（单流，双流波束赋型），和2天线MIMOo对于上面两种配置，各厂家已有许多仿真结果，基木结果大致类似。以下是爱立信的仿真结果：Normaiz*dSthprrcerti*uwrthroughput(Inverloacfitcrmakzedawragtc«lthroutput(k>v«r6.O30.G04O2O8x2stof8x2dbfFtormakLedavergaeceHthroughput(extremelyload

5、btormaizedSthperc^r

6、ghload)4213^42011ooOO下行链路8X2輕波束赋型在小区边缘的覆盖效果好于2X2MIMO,但小区平均吞吐速率要低于2X2MIM0场景。对于8X2双流波束赋型而言，同样，边界速率要好于2X2天线MIMO；对于小区平均速率，在低负荷条件下（即LTE网络初期部署时期），2X2MIM0场景的小区平均吞吐速率与8X2双流波束赋犁的效果接近。在高负荷条件下，对比2X2MIM0场景，8X2双流波束赋型的小区平均吞吐速率会有一定幅度改善。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

7、从H前现场路测的单流波束赋世和双流MIMO测试数据看,结果也和上述仿真结果基木一致,在小区边界下行速率单流波束赋犁要好;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，网络屮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，实际网络屮，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

8、换时，以LLL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仟扰受限时需参考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夭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，而且根据某夭线厂家提供的

9、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夭线覆盖性能基木相当。下图是用SCANNER从相同环境屮测得的结果，其屮2天线的天线增益为17dBi,8天线的天线增益为15dBi.从屮可看出：2天线系统