TD—LTE網絡2/8天線性能對比研究

邢艷茹

摘要：通過本文的研究，可以對TD-LTE系統網絡2/8天線未來可能面臨的問題進行分析及預測，并且本文也可以為相關領域研究提供參考。

關鍵詞：TD-LTE；多天線技術；2天線；8天線；2/8天線性能對比

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）08-0032-01

伴隨著TD-LTE系統網絡的商業化及網絡全球化，全球各移動網絡運營商對LTE網絡進行規模性建網。天線對于無線電波具備發射和接收功能，因此該組成部分是基站無線網絡傳輸的重要組成部分，相當一部分運營商是將LTE網絡和4G共同建網的方法，主要在基站部署2天線；但是TDD運營商充分挖掘TDD技術的潛在優勢，其基站主要部署的是8天線，所以對基站的部署及基站天線進行合理部署顯得尤為重要。本文主要對TD-LTE系統網絡的2/8天線的性能差異進行分析，并且對其理論性能及產品的實現兩個方面進行分析，最后對未來建網可能面臨的問題進行合理的分析及預測。

1 多天線技術原理

對基站配置不同的天線數，多天線技術的算法也不盡相同。通常多天線技術是總稱，主要由天線分集、波束賦形與空分復用組成。其詳細介紹如下：

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

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

（3）空分復用即在特定的環境中，使用無線信道的并行特性，使TD-LTE系統網絡的傳輸速率迅速增大。

因此，在TD-LTE系統網絡中，多天線技術的應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，若無線信道條件較好的時候，一般使用雙流技術，若當信道條件不好的時候使用單流技術。因為FDD與TDD存在差異，所以多天線技術的算法實現與性能也不相同。

2 TD-LTE網絡2/8天線性能對比

如表2所示為TD-LTE網絡2/8天線性能對比，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，對于平均頻譜效率來說，8天線比2天線增益0.19，而對于邊緣頻譜效率來說，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，天線性能增益可以有效提高有用的信號，從而降低干擾信號，同時8天線還可以使用信道互易性特點對得到的無線信道進行矩陣分解，得到比2天線更加精確的預編碼向量。

2.1 仿真性能對比

選擇比較典型的人口稠密區域，其中應具有商務、企業、公園等多種區域，還應包括人口密集的居民小區。在部分站點全部使用2天線，其余區域站點使用8天線，根據站點數量的不同進行仿真假設，在仿真假設中不使用天線實際參數，根據仿真假設結果可知，在我們的仿真假設區域中，2天線網絡性能與8天線的網絡性能沒有太大差異，都可以滿足下行邊緣速率所限制的指標要求。8天線的SU-MIMO使用的技術為單雙流自適應技術，而MU-MIMO使用的技術為單流技術。

2.2 覆蓋測試對比

在進行覆蓋測試對比時，應遵從以下幾點：

（1）測試基站的選點必須為孤立的站點，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，尤其農村在建基站時要選人口集中度高的地方，使得覆蓋范圍比較全面。

（2）測試的方法要因地制宜，與周圍環境、技術設備及電腦設備要匹配，對于天線設備要時刻進行檢測，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）對比孤立的站點區域，在特定區域空擾的情況下，分析各個天線的覆蓋、速率等性能差異；并對比在一個覆蓋區域中不同天線的邊緣吞吐率與無線接通率。

2.3 吞吐量對比

因為TD-LTE網絡具有上下行無線信道的互易性，又因8天線的吞吐量相對比2天線吞吐量高，所以使用8天線可以增強區域的波束，因此它具有顯著的吞吐量優勢。

由于8天線受限的條件相對較多，因此實際建網過程中的難度比較大，并且對與天線的規格以及質量方面要求相對較高。通過對圖1的分析可知，對于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天線對于網絡的整體性也沒有太大的影響。

3 結論與展望

通過對本文的研究，8天線與2天線相比有較強的網絡的吞吐量與覆蓋能力，同時可增強網絡的傳輸速率，從而有效降低干擾信號。在此基礎上，本文對未來TD-LTE網絡多天線技術的使用提出了相關參考建議，并對TD-LTE網絡的整體性能進行了研究。

參考文獻

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