LTE中天線傳輸模式研究

周燕萍

摘要：LTE（Long Term Evolution，長期演進）是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統）技術標準的長期演進，于2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項并啟動。LTE系統引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出）等關鍵技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速。LTE通信系統共有九種天線傳輸模式，不同的傳輸模式，有不同的應用場景。LTE通信系統共有九種天線傳輸模式，不同的傳輸模式，有不同的應用場景。多天線技術是LTE技術原理中又一座天王山，僅次于OFDM技術。本文結合下行 MIMO模式，分析了LTE系統中多種多天線技術的傳輸模式及應用場景。

關鍵詞：LTE 多天線技術 MIMO

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

1 LTE的多天線傳輸模式

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

2 TM38自適應——定點測試

在小區內取三個不同的點，分別為好點，中點和差點（小區邊緣），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在小區不同點的性能好壞，定點測試結果如表2所示。

結論：

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

3 TM38自適應——路測

分別在一般市區和核心城區對SINR和下行吞吐量進行測試，繪制如下關系曲線圖，如圖3-1和圖3-2所示。

由上圖可知：

在一般市區：

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：

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%。

結論：

（1）TM3和TM8的SINR拐點在20～25dB。（2）SINR<（18～23dB），TM8性能更好。（3）SINR>（18～23dB），TM3性能更好。（4）TM38自適應算法，當SINR低時，性能基本滿足預期；當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用

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

當MIMO場景配置為固定場景時，TM3/8切換MCS門限是固定的[3]，不可以調整，當MIMO場景配置為自適應，模式間切換可以修改B類參數修改MCS轉換值。

不同MIMO多天線場景，TM3和TM8之間的轉換值如表3所示。

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

5 結語

循環時延分集（CDD）[1]：在OFDM系統中，CDD已經作為常規技術被廣泛使用。對CDD而言，相當于在不同天線的發射信號之間存在相應的時延。其實質相當于在OFDM系統中引入了虛擬的時延回波成分，可以在接收端增加相應的選擇性。因為CDD引入了額外的分集成分，所以往被認為是空分復用的補充表現形式。MIMO通過無線信道進行傳輸，不同的收發天線之間都存在相應的傳輸信道。同時由于每個傳輸路徑的沖擊響應的存在，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波束形成，可以用于所有的天線陣列系統以及MIMO系統。切換式波束形成可以計算到達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的信號強度。而自適應波束形成可以根據運動的終端而實時地調整波束方向，因此自適應波束形成要比切換式波束形成的復雜程度更高，花費也更大。

參考文獻

[1]孫宇彤.LTE教程—原理與實現.北京：電子工業出版社，2011.

[2]韓孟，姚向明.LTE無線網絡規劃.信息通信網技術業務發展研討會，2013.

[3]李卿.面向LTE網絡的工程優化與實施.大連理工大學出版社，2015.