【摘要】 多天線系統(tǒng)作為一項(xiàng)前沿的空間分集技術(shù)，通過(guò)波束賦形以及映射算法在多天線產(chǎn)生不相關(guān)性，向多個(gè)終端并行發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個(gè)終端并行接收數(shù)據(jù)流，從而在空間上提高系統(tǒng)容量，目前3GPP和3GPP2都各自提出了針對(duì)多天線的信道模型。本文將對(duì)多天線技術(shù)的原理和傳輸模式做簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)TD-LTE的多天線解決方案做進(jìn)一步的闡述及探討。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 多天線技術(shù) 解決方案

一、多天線技術(shù)的概述

多天線是在密集多徑散射環(huán)境中，通過(guò)在發(fā)射機(jī)和（或）接收機(jī)側(cè)部署多根天線的技術(shù)，如圖1給出了四種基本的無(wú)線信號(hào)發(fā)射-接收模型。

圖中包含SISO、MISO 、SIMO以及MIMO，后三種是通常所稱的多天線技術(shù)。根據(jù)多天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法的不同，一般可以分為三類：空間分集、空間復(fù)用和波束賦形。

二、TD-LTE支持的多天線傳輸模式

在如表1里面，列出了TD-LTE支持的多天線傳輸模式。

原則上，3GPP對(duì)天線數(shù)目與所采用的傳輸模式?jīng)]有特別的搭配要求，但在實(shí)際應(yīng)用中，移動(dòng)臺(tái)的速度、空間傳播條件、硬件配置和業(yè)務(wù)服務(wù)類型等因素會(huì)影響系統(tǒng)對(duì)傳輸模式的選擇。一般情況下，單天線系統(tǒng)常用模式為TM1，2天線系統(tǒng)常用模式為TM2和TM3，而8天線系統(tǒng)常用模式為TM7和TM8。

三、多天線的演進(jìn)方案

多天線產(chǎn)品主要涵蓋兩個(gè)部分：主設(shè)備和天線系統(tǒng)。從主設(shè)備設(shè)計(jì)角度來(lái)看，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）多通道架構(gòu)的設(shè)計(jì)?？山梃b和采用在TD-SCDMA產(chǎn)品中多通道RRU的設(shè)計(jì)思路，在收發(fā)通道，射頻設(shè)計(jì)方面的思路基本上是一致的。（2）大容量Ir接口的設(shè)計(jì)。相對(duì)于TD-SCDMA8通道RRU同BBU之間的Ir接口來(lái)看，由于LTE系統(tǒng)容量更大，基帶信息遠(yuǎn)高于TD-SCDMA系統(tǒng)，對(duì)于Ir的設(shè)計(jì)既要考慮到容量問(wèn)題也要考慮到接口協(xié)議的通用性和兼容性。（3）波束賦形技術(shù)（BF）引入LTE需要新增相應(yīng)算法及硬件處理能力，除了3GPP標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)支持的單流BF以外，還需要考慮未來(lái)多流BF算法的支持等。

四、TD-LTE多天線解決方案

4.1 室外站

根據(jù)室外站技術(shù)發(fā)展情況， TD-LTE技術(shù)中的室外站2、8天線都可以自行獨(dú)立實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的功能。 TD-LTE中的2天線是為了獲得分集以及復(fù)用的增益，8天線是為了綜合獲得3種不同增益，包括：賦形增益、分集/復(fù)用的增益，在波束賦形中提高覆蓋的能力；另一方面，該技術(shù)降低小區(qū)內(nèi)部或者小區(qū)之間的干擾，實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)吞吐量。調(diào)查分析，在8天線通道上容量增益非常的明顯，下行的8通道中平均吞吐量增益116%，雙流增益能夠到達(dá)130%，邊緣的吞吐量在單流還是在雙流中都能夠達(dá)到150%左右在同一個(gè)傳輸速率下，TD-LTE天線覆蓋的范圍是2天線兩倍，相似于TD-SCDMA的覆蓋半徑，相同覆蓋半徑中，TD-LTE中天線8產(chǎn)生的邊緣速率是天線2產(chǎn)生的2倍。

通過(guò)分析，2/8天線優(yōu)點(diǎn)如下：（1）天線8在容量以及覆蓋范圍上面具有優(yōu)勢(shì)，站與站的距離相同下，提升網(wǎng)絡(luò)的容量；但是，在相同的邊緣用戶速率中，天線8的使用減少站址建設(shè)的需求，達(dá)到節(jié)省了對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資。（2）在施工難度上，天線8的施工難度大于天線2的難度，參考TD-SCDMA和TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可以明確，大部分站址的建設(shè)具備天線8施工條件。（3）容量跟覆蓋范圍的性能上天線8具有優(yōu)勢(shì)，它減少了站址需求，中國(guó)移動(dòng)具備豐富的天線8建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，建議多采用天線8建設(shè)。

4.2 室內(nèi)站

TD-LTE室內(nèi)站建設(shè)分為單路建設(shè)和雙路建設(shè)兩種模式。所謂的單路模式主要是是通過(guò)合路器，把TD-LTE的系統(tǒng)加入到現(xiàn)有的單路室內(nèi)分布系統(tǒng)，雙路模式是指在把TD-LTE系統(tǒng)加入到室內(nèi)分布的系統(tǒng)中，還建立了一路新的通道，通過(guò)兩個(gè)通道實(shí)現(xiàn)MIMD雙流。通過(guò)分析，雙路系統(tǒng)的性能是單路系統(tǒng)的1.6倍，性能上明顯得到提高。

即使雙路系統(tǒng)在MIMD上實(shí)現(xiàn)了上下行容量的增益，但雙路系統(tǒng)的改造難度大，雙路系統(tǒng)建設(shè)投資是單路2倍，工程實(shí)際中必須考慮物業(yè)對(duì)業(yè)務(wù)需求、改造難度等各種因素，綜合選擇適當(dāng)?shù)谋壤齺?lái)建設(shè)新的站址、對(duì)新的場(chǎng)景進(jìn)行雙路室內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

室分MIMD使用了2路單極天線，以及1路的雙極天線進(jìn)行部署，對(duì)場(chǎng)景封閉的時(shí)候，雙極天線在性能上低于單極化天線。但是，在場(chǎng)景的開(kāi)闊上，單極化天線或者雙極化天線都能夠滿足MIMD應(yīng)用需求。通過(guò)分析，得出了室內(nèi)天線具有的特點(diǎn)有：（1）在組成MIMD線陣上采用了兩個(gè)10λ間距的單極化天線，例如在安裝空間受限的雙天線，間距不低于4λ。（2）在支持MIMD雙路系統(tǒng)要求中，2個(gè)單極化天線功率只差必須控制在5dB之內(nèi)。（3）雙極化天線降低了雙路室內(nèi)分布系統(tǒng)施工難度，在改善中具有局限性。（4）在場(chǎng)景的封閉中，雙極化天線在性能上不如單極化天線，但是在安裝條件具備下，還是優(yōu)先采用單極化天線。（5）在開(kāi)闊場(chǎng)景中，單極化天線和雙極化天線都能滿足MIMD應(yīng)用，可根據(jù)工程安裝需求選擇安裝。

五、結(jié)束語(yǔ)

多天線技術(shù)是LTE的關(guān)鍵技術(shù)之一，如何在現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)多天線方案是LTE網(wǎng)絡(luò)成功建設(shè)的重要因素。本文以多天線的技術(shù)理論研究為基礎(chǔ)，研究TD-LTE 傳輸特性，并結(jié)合多天線外場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果，給出了工程實(shí)際中的室內(nèi)及室外場(chǎng)景的多天線解決方案。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 詹鵬，蘇穎博. TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)算分析[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2011（07）

[2] 胡恒杰，朱強(qiáng)，孟繁麗，劉煜鵬. TD-LTE組網(wǎng)策略研究[J]. 移動(dòng)通信. 2010（05）

[3] 劉寶昌，胡恒杰，朱強(qiáng). TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2010（01）