LTE中天線傳輸模式研究

周燕萍

摘要：LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)）是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)，于2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項(xiàng)并啟動。LTE系統(tǒng)引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出）等關(guān)鍵技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速。LTE通信系統(tǒng)共有九種天線傳輸模式，不同的傳輸模式，有不同的應(yīng)用場景。LTE通信系統(tǒng)共有九種天線傳輸模式，不同的傳輸模式，有不同的應(yīng)用場景。多天線技術(shù)是LTE技術(shù)原理中又一座天王山，僅次于OFDM技術(shù)。本文結(jié)合下行 MIMO模式，分析了LTE系統(tǒng)中多種多天線技術(shù)的傳輸模式及應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：LTE 多天線技術(shù) MIMO

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0040-02

1 LTE的多天線傳輸模式

LTE系統(tǒng)可以支持多種下行MIMO模式，不同模式應(yīng)用場景不同，對容量和覆蓋的改善作用也不同，系統(tǒng)可以根據(jù)無線信道和業(yè)務(wù)狀況在各種模式間自適應(yīng)切換[1]。LTE系統(tǒng)中下行鏈路可用的MIMO模式如表1所示[2]。

2 TM38自適應(yīng)——定點(diǎn)測試

在小區(qū)內(nèi)取三個不同的點(diǎn)，分別為好點(diǎn)，中點(diǎn)和差點(diǎn)（小區(qū)邊緣），通過測試RSRP（參考信號接收功率）、SINR（信號與干擾加噪聲比）和下行吞吐量，比較了TM3和TM8在小區(qū)不同點(diǎn)的性能好壞，定點(diǎn)測試結(jié)果如表2所示。

結(jié)論：

（1）在小區(qū)好點(diǎn)（SINR為20dB左右），TM3的性能比TM8好16.2%。（2）在小區(qū)中點(diǎn)（SINR為13dB左右），TM8的性能比TM3好5.8%。（3）在小區(qū)邊緣（SINR為5dB左右），TM8的性能比TM3好26.4%。

3 TM38自適應(yīng)——路測

分別在一般市區(qū)和核心城區(qū)對SINR和下行吞吐量進(jìn)行測試，繪制如下關(guān)系曲線圖，如圖3-1和圖3-2所示。

由上圖可知：

在一般市區(qū)：

TM8比TM3的性能提升1.96%；

TM38比TM3下行吞吐量提升7.5%。

在核心城區(qū)：

TM8比TM3的下行吞吐量提升9.4%；

TM38比TM3的下行吞吐量提升15.2%。

結(jié)論：

（1）TM3和TM8的SINR拐點(diǎn)在20～25dB。（2）SINR<（18～23dB），TM8性能更好。（3）SINR>（18～23dB），TM3性能更好。（4）TM38自適應(yīng)算法，當(dāng)SINR低時，性能基本滿足預(yù)期；當(dāng)SINR好時，算法過于保守，可以加快往TM3切換。

4 傳輸模式及天線場景和其應(yīng)用

（1）中興在601版本中增加了“多天線場景”參數(shù)。（2）只在TM3/7、TM3/8模式間切換參數(shù)有影響。（3）各類模式內(nèi)切換與該參數(shù)無影響。

當(dāng)MIMO場景配置為固定場景時，TM3/8切換MCS門限是固定的[3]，不可以調(diào)整，當(dāng)MIMO場景配置為自適應(yīng)，模式間切換可以修改B類參數(shù)修改MCS轉(zhuǎn)換值。

不同MIMO多天線場景，TM3和TM8之間的轉(zhuǎn)換值如表3所示。

由圖4-3，圖4-4，圖4-5所示，得出結(jié)論：（1）TM3-CDD和TM8-DBF路測MCS和Sinr對應(yīng)下載速率差別不大。（2）選擇合適的天線場景對下載速率有提升（需驗(yàn)證出最合適的場景）。

5 結(jié)語

循環(huán)時延分集（CDD）[1]：在OFDM系統(tǒng)中，CDD已經(jīng)作為常規(guī)技術(shù)被廣泛使用。對CDD而言，相當(dāng)于在不同天線的發(fā)射信號之間存在相應(yīng)的時延。其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于在OFDM系統(tǒng)中引入了虛擬的時延回波成分，可以在接收端增加相應(yīng)的選擇性。因?yàn)镃DD引入了額外的分集成分，所以往被認(rèn)為是空分復(fù)用的補(bǔ)充表現(xiàn)形式。MIMO通過無線信道進(jìn)行傳輸，不同的收發(fā)天線之間都存在相應(yīng)的傳輸信道。同時由于每個傳輸路徑的沖擊響應(yīng)的存在，因此不同的傳輸信道之間存在相互影響。智能天線可包括切換式波束形成和自適應(yīng)波束形成，可以用于所有的天線陣列系統(tǒng)以及MIMO系統(tǒng)。切換式波束形成可以計(jì)算到達(dá)角并且切換固定的波束。用戶只能沿波束方向才可以得到最優(yōu)的信號強(qiáng)度。而自適應(yīng)波束形成可以根據(jù)運(yùn)動的終端而實(shí)時地調(diào)整波束方向，因此自適應(yīng)波束形成要比切換式波束形成的復(fù)雜程度更高，花費(fèi)也更大。

參考文獻(xiàn)

[1]孫宇彤.LTE教程—原理與實(shí)現(xiàn).北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]韓孟，姚向明.LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃.信息通信網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展研討會，2013.

[3]李卿.面向LTE網(wǎng)絡(luò)的工程優(yōu)化與實(shí)施.大連理工大學(xué)出版社，2015.