邢艷茹

摘要：通過(guò)本文的研究，可以對(duì)TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)2/8天線未來(lái)可能面臨的問題進(jìn)行分析及預(yù)測(cè)，并且本文也可以為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；多天線技術(shù)；2天線；8天線；2/8天線性能對(duì)比

中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）08-0032-01

伴隨著TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化及網(wǎng)絡(luò)全球化，全球各移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)模性建網(wǎng)。天線對(duì)于無(wú)線電波具備發(fā)射和接收功能，因此該組成部分是基站無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾M成部分，相當(dāng)一部分運(yùn)營(yíng)商是將LTE網(wǎng)絡(luò)和4G共同建網(wǎng)的方法，主要在基站部署2天線；但是TDD運(yùn)營(yíng)商充分挖掘TDD技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)，其基站主要部署的是8天線，所以對(duì)基站的部署及基站天線進(jìn)行合理部署顯得尤為重要。本文主要對(duì)TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的2/8天線的性能差異進(jìn)行分析，并且對(duì)其理論性能及產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面進(jìn)行分析，最后對(duì)未來(lái)建網(wǎng)可能面臨的問題進(jìn)行合理的分析及預(yù)測(cè)。

1 多天線技術(shù)原理

對(duì)基站配置不同的天線數(shù)，多天線技術(shù)的算法也不盡相同。通常多天線技術(shù)是總稱，主要由天線分集、波束賦形與空分復(fù)用組成。其詳細(xì)介紹如下：

（1）天線分集即根據(jù)天線之間無(wú)線信道具有較低的相關(guān)性，增加適度分集抵抗無(wú)線信道衰減，一般按天線類型不同分為空間與極化分集。

（2）波束賦形即通過(guò)發(fā)射端口（接收端口）的天線束以特定方式形成的波束，使目標(biāo)周圍的干擾降到最低或得到有效抑制。

（3）空分復(fù)用即在特定的環(huán)境中，使用無(wú)線信道的并行特性，使TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率迅速增大。

因此，在TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，多天線技術(shù)的應(yīng)用扮演著十分重要的角色。

一般2天線的主要傳輸模式為TM2與TM3；而8天線在2天線基礎(chǔ)上還支持TM7與TM8的傳輸模式。2/8天線模式的支持能力如表1所示。

由表1可知，若無(wú)線信道條件較好的時(shí)候，一般使用雙流技術(shù)，若當(dāng)信道條件不好的時(shí)候使用單流技術(shù)。因?yàn)镕DD與TDD存在差異，所以多天線技術(shù)的算法實(shí)現(xiàn)與性能也不相同。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)2/8天線性能對(duì)比

如表2所示為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)2/8天線性能對(duì)比，2天線使用TM4，8天線使用TM8，并且它們都支持單雙流自適，均為SU-MIMO模式。

由表2可知，對(duì)于平均頻譜效率來(lái)說(shuō)，8天線比2天線增益0.19，而對(duì)于邊緣頻譜效率來(lái)說(shuō)，8天線比2天線增益0.22。由于8天線具有足夠的空間自由度，因此波束更窄，并且指向性更強(qiáng)，天線性能增益可以有效提高有用的信號(hào)，從而降低干擾信號(hào)，同時(shí)8天線還可以使用信道互易性特點(diǎn)對(duì)得到的無(wú)線信道進(jìn)行矩陣分解，得到比2天線更加精確的預(yù)編碼向量。

2.1 仿真性能對(duì)比

選擇比較典型的人口稠密區(qū)域，其中應(yīng)具有商務(wù)、企業(yè)、公園等多種區(qū)域，還應(yīng)包括人口密集的居民小區(qū)。在部分站點(diǎn)全部使用2天線，其余區(qū)域站點(diǎn)使用8天線，根據(jù)站點(diǎn)數(shù)量的不同進(jìn)行仿真假設(shè)，在仿真假設(shè)中不使用天線實(shí)際參數(shù)，根據(jù)仿真假設(shè)結(jié)果可知，在我們的仿真假設(shè)區(qū)域中，2天線網(wǎng)絡(luò)性能與8天線的網(wǎng)絡(luò)性能沒有太大差異，都可以滿足下行邊緣速率所限制的指標(biāo)要求。8天線的SU-MIMO使用的技術(shù)為單雙流自適應(yīng)技術(shù)，而MU-MIMO使用的技術(shù)為單流技術(shù)。

2.2 覆蓋測(cè)試對(duì)比

在進(jìn)行覆蓋測(cè)試對(duì)比時(shí)，應(yīng)遵從以下幾點(diǎn)：

（1）測(cè)試基站的選點(diǎn)必須為孤立的站點(diǎn)，并且基站周圍視野要開闊，基站地址盡量要高于周圍其他建筑物或桿塔等較高的障礙物，尤其農(nóng)村在建基站時(shí)要選人口集中度高的地方，使得覆蓋范圍比較全面。

（2）測(cè)試的方法要因地制宜，與周圍環(huán)境、技術(shù)設(shè)備及電腦設(shè)備要匹配，對(duì)于天線設(shè)備要時(shí)刻進(jìn)行檢測(cè)，以免因天線問題造成的誤差或干擾。天線一般采用2天線與8天線。

（3）對(duì)比孤立的站點(diǎn)區(qū)域，在特定區(qū)域空擾的情況下，分析各個(gè)天線的覆蓋、速率等性能差異；并對(duì)比在一個(gè)覆蓋區(qū)域中不同天線的邊緣吞吐率與無(wú)線接通率。

2.3 吞吐量對(duì)比

因?yàn)門D-LTE網(wǎng)絡(luò)具有上下行無(wú)線信道的互易性，又因8天線的吞吐量相對(duì)比2天線吞吐量高，所以使用8天線可以增強(qiáng)區(qū)域的波束，因此它具有顯著的吞吐量?jī)?yōu)勢(shì)。

由于8天線受限的條件相對(duì)較多，因此實(shí)際建網(wǎng)過(guò)程中的難度比較大，并且對(duì)與天線的規(guī)格以及質(zhì)量方面要求相對(duì)較高。通過(guò)對(duì)圖1的分析可知，對(duì)于8天線的吞吐量，不論是單流還是雙流，其吞吐量都非常高。并且8天線對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的整體性也沒有太大的影響。

3 結(jié)論與展望

通過(guò)對(duì)本文的研究，8天線與2天線相比有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)的吞吐量與覆蓋能力，同時(shí)可增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，從而有效降低干擾信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)未來(lái)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)多天線技術(shù)的使用提出了相關(guān)參考建議，并對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的整體性能進(jìn)行了研究。

參考文獻(xiàn)

[1]楊博.TD-LTE 2/8天線性能對(duì)比的研究[J].中國(guó)新通信，2016，18（14）：38-39.

[2]陳旭.TD-LTE 2/8 通道天線性能對(duì)比及建議[J].信息通信，2017（6）.2017，（6）：216-217+220.endprint