智能天線的性能和應用

曹芳志

【摘要】 隨著移動通信的快速發(fā)展，多天線技術的使用成為一種必然。LTE采用多種多天線技術，其中TD-LTE是一種智能天線，智能天線的使用給用戶帶來了更好的體驗，文章對該天線的性能與應用做了具體的分析。

【關鍵詞】 智能天線 性能 應用 TD-LTE

一、智能天線的性能

智能天線是多天線技術的一個分支，以TD-LTE為主要特征。智能天線性能良好，與以往的天線相比，具有更快的傳輸速度，因此能夠滿足更大的用戶需求，帶來更好的用戶體驗。在天線配置的選擇上，最有算法MINO存在差別，因此3GPP給出了多種MIMO傳輸模式，以便于對不同型號智能天線性能進行具體分析。筆者主要通過2天線和8天線的性能和傳輸方案對比來說明智能天線的使用。

首先：2天線的傳輸依賴于智能技術TM2、TM3或TM4。其中，TM2 采為2天線的分集方案，主要用于傳輸信號不穩(wěn)定或者無法獲得真實的信號傳輸質量時，其主要傳輸方式為SFBC。TM3 主要通過循環(huán)移位進行傳輸，在無信息反饋通道的情況下獲得信道服用和雙流傳輸模式，編碼矩陣具有預設性。TM4 是一種支持單雙流自適應，但需要UE 上報PMI與和RI。多天線造成的信號互相干擾問題可以采用數(shù)字信號處理技術來解決，利用技術層面來調(diào)整天線陣元信號發(fā)送的權值，使不同信號特性之間的干擾降低。另外，還可以利用諸如波束成形等技術來修改權值，使其產(chǎn)生定向波束，從而提高電網(wǎng)基站的供給容量。利用波束成形技術，可對用戶的網(wǎng)絡進行跟蹤，確保網(wǎng)絡流量的最優(yōu)化使用，提高資源的可利用價值。這樣就形成了下行的單用戶多流波束成形與下行的多用戶多流波速成形。

由于信息反饋方式存在差別，因此波速成形具有不同種類，一種為基于碼本的成形方式，一種為基于信道互易性的波速成形方式。前者是依靠基站的信息反饋來獲得下次傳輸?shù)念A編碼碼本，而后者是依據(jù)上行發(fā)送的探測參考信號，通過信道互異性來獲得下一次傳輸?shù)男畔?。這種方式相對來說更先進，無需信息反饋，可以節(jié)省傳輸時間，因此主要應用于TDD 系統(tǒng)。8天線可支持2天線的所有運行模式，另外還可以支持TM7和TM8兩種傳輸模式。二者的共同點在于都要通過信道互移獲得下行編碼，而不同的在于前者只能支持單流傳輸，而后者可支持雙流自適應傳輸。

二、智能天線的實際應用

1、廣播信道無功率加權發(fā)送方案。目前所使用的R8版本的TD -LTE可支持 4 個CRS 端口，分別為端口0、1、2、3，對于2天線基站來說，通?？捎成涞角皟蓚€端口，也就是端口0和端口1。只有采用四個端口時才能實現(xiàn)全部映射。但我們在生活中通常使用8天線，這一天線的應用頻率甚至高于2天線，這就造成CRS 端口數(shù)的不足，因此在8天線基站的使用中，主要考慮的就是其端口的使用問題。虛擬端口時解決辦法之一，利用虛擬CRS端口的設立來實現(xiàn)映射和信息的發(fā)送，另外還可以采取同一極化方向4根天線滿足8個端口的要求。在傳統(tǒng)的設計中，主要采取3dB波束寬度為90°的天線陣列，但廣播信道需要65°波束寬，為了形成65°波束寬，所有天線的加權系數(shù)不能為1，從而造成系統(tǒng)有效發(fā)射功率的損失。我們對其優(yōu)化途徑進行如下分析，其主要考慮的就是降低信道加權對于系統(tǒng)功率損耗的影響。在3dB 波束寬度中，要求使用65°的雙極化智能天線陣列，為了滿足這一要求，應從不同的極化方向的等效疊加，就可以實現(xiàn)近似水平方向65°的廣播波束，同時又可以避免等效功率的損失，最終實現(xiàn)廣播信道的覆蓋。

2、智能天線系統(tǒng)下行鏈路質量估計的優(yōu)化。以8天線為例，智能天線的優(yōu)化主要是針對其下行鏈路的質量估計進行優(yōu)化。現(xiàn)行的8天線等效信道智能獲得兩根邏輯天線，不能夠技術獲得智能天線的增益，從而導致公共導頻端口的映射問題。事實上就是基站依據(jù)使用者反饋的虛擬2 天線的CQI 與基站的信道所估計結果相結合，從而得到下行優(yōu)化的波速成形增益，在該反饋過程中完成優(yōu)化。通過這一優(yōu)化過程，還能夠確保基站的CQI精度，正確選擇CQI調(diào)制編碼，確保整個系統(tǒng)滿足基站運行的基本要求，并適當提升其性能。

3、SRS 多小區(qū)協(xié)調(diào)分配方案設計。在SRS 的的設計中，可以結合寬帶的大小。用戶量等因素對其進行性能設置，確保性能最優(yōu)。SRS的有效信噪比主要取決于SRS 的配比用戶數(shù)，在同一小區(qū)的SRS中，用戶量增多，則將提高有效信噪比，與此同時，信號就越差。因此，對于SRS來說，最主要問題就是確保其信噪比降低，提高其協(xié)調(diào)性。尤其是在相鄰小區(qū)之間的抗干擾設置上，可以設置成SRS資源正交，確保SRS的信道估計的準確性。目前，采用多校區(qū)分配協(xié)調(diào)方案，按時間段輪流發(fā)送的方式在一定程度上能夠解決這一問題，但要提高信道估計的精確度，還需對信道進行進一步的處理。

三、總結

隨著移動通信的快速發(fā)展，多天線技術的使用已經(jīng)成為一種必然趨勢。智能天線作為基站主要使用天線之一，在移動通信系統(tǒng)中，智能天線以TD-LTE 為主要特征，為了確保TD-LTE的穩(wěn)定性，我們要對智能天線的性能進行分析，并且在基站運行過程中對其進行調(diào)整。

參 考 文 獻

[1]馬穎.TD -LTE基站智能天線性能分析[J].電信科學，2012（11）.

[2]饒文彬.TD -LTE室外天饋系統(tǒng)解決方案探究[J].2013年信息通信網(wǎng)絡技術委員化年會論文集.2013