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TD-LTE多天线解决方案分析 - 中讯邮电咨询设计院有限公司

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——————————收稿日期：2012-10-10徐翠君1，刘磊2（1.浙江省邮电工程建设有限公司，浙江杭州310020；2.华信邮电咨询设计研究院有限公司，浙江杭州310014）Xu Cuijun 1，Liu Lei 2（1.Zhejiang Post And Telecommunications Engineering Construction Co.,Ltd.,Hangzhou 310020，China ；2.HuaxinConsulting Co.,Ltd.,Hangzhou 310014,China ）TD-LTE 多天线解决方案分析关键词：TD-LTE；多天线；分析；吞叶量中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1007-3043（2013）01-0026-04摘要：在介绍TD-LTE 所支持的多天线传输模式的基础上，分析对比了室外站2/8天线和室内站单/双极化天线在TD-LTE 中的应用特性，最后给出了TD-LTE 总体的多天线使用策略。

Abstract ：On the basis of introducing multi-antenna technology supported by TD-LTE,it analyses the application feature of outdoor base station 2/8antenna and indoor base station single-polarization or dual-polarization antenna in TD-LTE,finally presents the TD-LTE general multi-antenna application strategy.Keywords ：TD-LTE;Multi-antenna;Analysis;Throughput0前言2010年12月28日，工信部对电信研究院上报的《关于开展TD-LTE 规模技术试验的请示》进行了批复（工信部科函【2010】612号），在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门6个城市开展TD-LTE 规模技术试验。

TD-LTE 规模技术试验属于“新一代宽带无线移动通信网”国家重大专项，中国移动将负责完成规模技术试验网网络建设工作。

试验网以TD-LTE 与LTE FDD 融合兼容、同步发展为目标，通过规模试验推动TD-LTE 产业成熟，加快推动TD-LTE 商用化进程，使我国主导的TD-LTE 移动通信技术真正融入国际主流，并在全球范围内推广应用。

规模试验网第一阶段为国家重大专项《TD-LTE 规模技术试验》，目标为促进TD-LTE 产品成熟与完善，充分验证TD-LTE 的同频组网能力。

第二阶段为面向试商用的扩大规模试验，进行与现网互操作及融合组网、与FDD 融合、双流BF 、业务应用等方面的测试，优化规模试验网络并重点进行业务应用及终端测试，解决实际运营中可能遇到的问题，全面验证TD-LTE 终端互操作功能和性能水平，实现TD-LTE/2G/3G 多网间平滑优秀的连续工作能力和用户体验度，全面实现TD-LTE 终端达到商用水平，并适时发放友好用户，评估用户体验。

本文将探讨面向试商用的扩大规模试验阶段及后续阶段TD-LTE 多天线解决方案。

1多天线技术多天线技术是一种统称，可根据不同的实现方式Analysis of the Application of Multi-antenna Technology to TD-LTE分为天线分集、波束赋形和空分复用。

a ）天线分集是指利用多天线间较低的无线信道的相关性，提供额外的（发射或接收）分集来对抗无线信道的衰落，按天线类型可有空间分集或极化分集。

b ）波束赋形是指利用发射端或接收端的多根天线，以一定的方式形成一个特定波束，使目标方向上天线增益最大以及抑制/降低干扰。

c ）空分复用是指在一定的高SINR 环境中，利用无线信道特性，在空口创建多条并行信道，从而使空口的传输速率大大提高。

2TD-LTE 中支持的多天线传输模式TD-LTE 协议中支持的多天线传输模式有表1中所示的8种。

TD-LTE 目前设备主要用到的传输方式包括TM2、TM3、TM4、TM7和TM8，TM8为R9支持技术，TM3～TM8均会在信道条件差的时候回退为TM2。

TM8模式即双流波束赋形技术应用于信号散射体比较充分的条件下，结合了智能天线赋形技术和MI⁃MO 的空间复用技术，利用了TDD 信道的对称性，同时传输多个数据流实现空分复用，能够保持在传统单流下实现广覆盖，提高小区容量和减少干扰。

3TD-LTE 中多天线解决方案3.1室外站根据目前技术分析及国内外试验网验证，TD-LTE 室外站2/8天线均可以独立组网。

TD-LTE 中2/8天线使用增益对比情况如表2所示。

TD-LTE 中2天线可以获得分集和复用增益，8天线可综合获得3种增益：赋形增益、分集/复用增益。

波束赋形一方面能提高覆盖能力，另一方面可以降低小区内/间干扰，从而提升系统吞吐量。

图1和图2为D 频段、20MHz 带宽、上下行时隙配比2∶2、邻区50%加扰条件下，2/8天线在小区平均吞吐量和小区边缘吞吐量对比图。

从图1和图2可以看出，8通道容量上行增益非常明显，下行8通道单流小区平均吞吐量增益116%，双流增益能达到130%，边缘用户吞吐量无论是单、双流均为150%左右。

图3和图4为TD-SCDMA 、TD-LTE 2/8天线覆盖能力、速率对比图。

表1TD-LTE支持的多天线传输模式表表22/8天线增益对比图12/8天线小区平均吞吐量对比图从图3和图4可以看出，相同速率情况下TD-LTE8天线的覆盖半径约为2天线的2倍，与TD-SCDMA 覆盖半径相当；相同覆盖半径情况下TD-LTE 8天线的边缘速率远远大于2天线。

2/8天线尺寸及结构对比情况如表3所示。

由表3可知，8天线施工难度相对较大，但对大部分站点仍可接受；2天线施工难度较小，尤其是对部分施工条件受限的站点优势较为明显。

由此可得到2/8天线应用小结。

a ）8天线在容量和覆盖性能方面有一定优势，在同等站距情况下可以提升网络容量；而在同等边缘用户速率要求下，采用8天线可减少站址建设需求，从而节省网络建设投资。

b ）8天线施工实施难度要大于2天线，但参考TD-SCDMA 和TD-LTE 试验网建设经验，大部分站址具备8天线实施条件。

c ）8天线在容量和覆盖性能方面有一定优势，可以减少站址需求，考虑到中国移动具备丰富的8天线实施经验，建议在大部分基站采用8天线。

3.2室内站TD-LTE 室内站建设可以分为单路和双路2种模式。

单路模式是指通过合路器，将TD-LTE 系统馈入现有单路室内分布系统；双路模式是指TD-LTE 系统一路通过合路器馈入现有单路室内分布系统，另外新建一路通道，通过双路的方式实现MIMO 双流。

从图5可以看出，双路系统性能约为单路系统性能的1.6倍，性能提升明显。

虽然双路系统能体现MIMO 上下行容量增益，但是双路系统建设，尤其是改造难度较大，且双路分布系统投资为单路系统的2倍，实际工程建设中应根据物业具体情况综合考虑业务需求、改造难度等因素，分别选择适当比例的新建、改造场景部署双路室分系统。

室分MIMO 系统使用2路单极化天线和1路双极化天线部署，其吞吐量对比情况见表4和表5（单极化天线间距为1.5m ）。

从表4和表5可以看出，封闭场景时，双极化天线与单极化天线相比，性能有一定下降；开阔场景时，单极化天线/双极化天线均可满足MIMO 应用。

由此可得到室内天线应用小结。

a ）组成MIMO 线阵的2个单极化天线尽量采用图5室内站单/双路下行吞吐量对比图图22/8天线小区边缘吞吐量对比图表32/8天线尺寸及结构对比表图3TD-SCDMA/TD-LTE 2/8天线覆盖能力对比图图4TD-LTE 2/8天线同覆盖速率对比图10λ以上间距（约为1.25m ），如实际安装空间受限双天线，间距不应低于4λ（约为0.5m ）。

b ）对支持MIMO 的双路分布系统，组成MIMO 天线阵的2个单极化天线口功率之差要求控制在5dB 以内。

c ）双极化天线能够降低双路室分系统的施工难度，但改善程度有限。

d ）封闭场景时，双极化天线与单极化天线相比，性能有一定下降，在工程安装允许的条件下，优先采用单极化天线。

e ）开阔场景时，单极化天线/双极化天线均可满足MIMO 应用，根据工程安装需求选择天线类型即可。

4结束语室内外各种场景下天线使用策略如图6所示。

8天线在容量和覆盖性能方面有一定优势，可以减少站址需求，并且考虑到中国移动具备丰富的8天线实施经验，建议在大部分基站采用8天线；2天线主要在部分实施受限的场景使用，例如天面受限站点、物业和居民对大面板天线反感较大难以实施的站点、街道站、高速公路站点、补盲站点等。

8天线波束赋形技术是室外场景的宏蜂窝的主要使用技术，2天线分集和空间复用技术将是室内场景的微蜂窝的主要使用技术。

参考文献：［1］刘宝昌，胡恒杰，朱强.TD-LTE 无线网络规划研究［J ］.电信工程技术与标准化，2010（1）.［2］胡恒杰，朱强，孟繁丽，等.TD-LTE 组网策略研究［J ］.移动通信，2010（5）.［3］詹鹏，苏颖博.TD-LTE 无线网络链路预算分析［J ］.邮电设计技术，表4封闭场景吞吐量测试对比（Mpit/s ）表5开阔场景吞吐量测试对比（Mpit/s ）高速（>120（km/h ））场景覆盖：建议部署2天线产品，使用发射分集/开环空间复用室外热点/盲点覆盖：建议部署2天线产品，使用发射分集/空间复用室内覆盖：建议部署单/双天线产品，使用单天线发射/发射分集/空间复用城区/郊区室外连续覆盖：建议部署8天线产品，在常规环境下使用波束赋形，中等移动速度的情况下切换到空间复用/发射分集郊区农村高速室内覆盖热点/盲点城区密集城区图6TD-LTE 天线使用策略图主要从事通信刘磊，主要从事通信网络规20亿美元，用于在欧洲本地采购和建设研发中心，华为目前在整个欧洲拥有7000名员工。

华为计划将欧洲建成华为的第二总部。

华为此前已在瑞典建立了一个技术设计中心，在英国建立了一个消费者界面研发中心。

（张伟。

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LTE-工程实施

LTE-工程实施

RRU安装 铁塔有维护平台（角钢塔、单管塔）： 在铁塔平台内靠近LTE天线处新增三根1.1米抱杆安 装RRU，RRU安装在平台上方，朝向塔身。 铁塔没有有维护平台（景观塔、仿生树）： RRU与天线安装在同一根抱杆上，RRU安装在天线 下方。
采用上述建设模式，可充分利用现有局房、充分利用FTTH资源、充分利用共建共 享政策，可以大大加快建设进度，节省建设投资，减少运维成本。
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机房电源配套要求
新建基站机房电源配套需求
新建宏基站： 空间需求：宏站机房空间满足20平方米以上； 电源需求：
市电引入容量：引入电缆不小于4×25 mm2截面铜芯，进线开关容量100A以上。 新建基站通信设备电源功耗安装满配置进行负荷测算。 配置1套交直流供电系统，分别由1台交流配电箱（屏）、1套-48V高频开关组合电源和2组
电源
无线站 点资源
现网CDMA厂家设备 均支持共机柜插板升级
无线设备
机房
站址
绝大部分宏站址可以利旧， 极少数需根据新网规划调整
天面
充分利旧天面抱杆和平 台，优先独立天馈。若空 间受限，更换支持电调的 多频天线，实现天馈共享
各种定制化安装方案，最 大程度共享安装空间
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✓基于干扰方面的分析，LTE和其他天线系统独立安装时需满足隔离度要求
覆盖距离(Km)
优先采用空间隔离，独立新增LTE天馈
共址优先考虑垂直部署天馈，再考虑水 平布署天馈，避免天面正对
天面不足考虑特殊形态天线，不能新增，考 虑共天馈采用双频多频天线
天馈布 署策略
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天面共享改造
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TD-LTE网络中的多天线技术

TD-LTE网络中的多天线技术

增 益 较 为 明显 。 在 实 际 外 场 测 试 中 ，测 试 场 景 为
典 型 公 路 环 境 。 虽 然 站 间 距 与 城 区 环
功 率 损 失 的 增强 型 公 共 信道 发 送 方 案 ， 有 效 克 服 了静 态 赋 形 的 功 率损 失 问题 ， 提 升 了 广 播 信 道 的 覆 盖 ，使 ８ 线 公 共 天 信 道 获 得 与 ２ 线 相 当的 覆 盖 能 力 。在 天 深 圳 外 场 测 试 中 ，我 们 看 到 类 似 的 现 象 。 用扫 频 仪 在 相 同环 境 中 测 得 的结 果
ＥＲＩ Ｓ ＣＳ ＯＮ
Ｔ Ｔ 网络中的 Ｅ
马 嫡
爱 立信市 场与 战略发展 部
口 多天线技术简介
在 无 线 通 信 领 域 ，对 多 天 线 技 术 的 研 究 由来 已 久 。 其 中 天 线 分 集 、波 束 赋 形 、 空 分 复 用 （ Ｉ Ｏ ）等 技 术 Ｍ Ｍ 已在 ３ Ｇ和 Ｌ 网 络 中得 到 广 泛 应 用 。 ＴＥ 多 天 线 技 术 给 网 络 带 来 的 增 益 包 括 更 好 的 覆 盖 （ 波 束 赋 形 ）和 更 高 的 速 如 率 （ 空分 复 用 ）。 如 ３ Ｐ 范 Ｒ９ 本 中规 定 了 ８ 传 ＧＰ 规 版 种 输模 式 ，见表 １ 原 则上 ，３ Ｐ 对 天 线 。 ＧＰ
数 目与 所 采 用 的 传 输 模 式 没 有 特 别 的
考 虑 两 种 天 线 配 置 ： ８ 线 波 束 赋 形 天 （ 流 、双 流 ）和 ２ 线 Ｍ Ｉ Ｏ （ 分 单 天 Ｍ 空
复 用 、发 送 分 集 ）。
果 基 本 一 致 。 引入 模 式 内 、 问切 换 后 ８ 天 线 在 小 区 中心 采 用模 式 ３ ，边 缘 则 为
TD-LTE多天线技术研究报告v0.1.1解析

TD-LTE多天线技术研究报告v0.1.1解析

TD-LTE多天线技术研究报告（V0.0）TD-SCDMA研究开发和产业化项目专家组TD-LTE工作组目次目次 (I)前言 (II)1 范围 (2)2 规范性引用文件 (2)3 缩略语 (2)4 TD-LTE多天线技术概述 (5)4.1 TD-LTE多天线技术原理 (5)4.2 广播、控制信道多天线模式 (5)4.3 PDSCH多天线传输模式及其使用 (5)4.4 PUSCH多天线传输模式及其使用 (5)5 TD-LTE多天线技术性能评估 (5)5.1 发送分集技术性能评估 (5)5.2 大延迟CDD空间复用性能评估 (6)5.3 闭环空间复用性能评估 (6)5.4 波束赋形性能评估 (6)6 TD-LTE多天线技术实现复杂度评估 (6)6.1 下行2天线MIMO系统实现复杂度评估 (7)6.2 下行4天线MIMO系统实现复杂度评估 (7)6.3 下行8天线MIMO系统实现复杂度评估 (7)6.4 上行2用户MIMO系统实现复杂度评估 (7)7 TD-LTE多天线技术演进路线建议 (7)7.1 小天线间距天线阵列技术演进路线 (7)7.2 大天线间距天线阵列技术演进路线 (8)7.3 室内天线阵列技术演进路线 (8)附录A (9)附录B (9)I前言本报告收集TD-LTE工作组测试与规范组对TD-LTE标准中定义的各种多天线传输模式和配置的研究成果，以作为TD-LTE工作组选择技术特性选项、确定产业演进路线、编写测试规范、组织相关产业推进和测试工作的参考。

IITD-LTE多天线技术研究报告1 范围本规范收集了TD-LTE多天线技术原理、性能、技术选项配置等方面对的分析、仿真评估、测试数据等，并对TD-LTE产业演进路线给出建议。

2 规范性引用文件[1] 3GPP TS 36.201 LTE Physical Layer – General Description[2] 3GPP TS 36.211 Physical Channels and Modulation[3] 3GPP TS 36.212 Multiplexing and channel coding[4] 3GPP TS 36.213 Physical layer procedure[5] 3GPP TS 36.214 Physical Layer – Measurements[6] 3GPP TS 36.300 Overall description[7] 3GPP TS 36.321 Medium Access Control (MAC) protocol[8] 3GPP TS 36.322 Radio Link Control (RLC) protocol[9] 3GPP TS 36.323 Packet Data Convergence Protocol (PDCP)[10] 3GPP TS 36.331 Radio Resource Control (RRC)[11] 3GPP TS 36.401 Architecture description[12] 3GPP TS 36.410 S1 General aspects and principles[13] 3GPP TS 36.411 S1 layer 1[14] 3GPP TS 36.412 S1 signaling transport[15] 3GPP TS 36.413 S1 Application Protocol (S1AP)[16] 3GPP TS 36.414 S1 data transport[17] 3GPP TS 36.420 X2 general aspects and principles[18] 3GPP TS 36.421 X2 layer 1[19] 3GPP TS 36.422 X2 signaling transport[20] 3GPP TS 36.423 X2 application protocol (X2AP)[21] 3GPP TS 36.424 X2 data transport3 缩略语2下列缩略语适用于本研究报告。

LTE多载波负荷均衡优化浅析

LTE多载波负荷均衡优化浅析

LTE多载波负荷均衡优化浅析许波;付雷;张强【摘要】随着LTE网络的高速发展,越来越多的口碑场景和热点区域部署了LTE多载波.现网部分LTE多载波基站未做负荷均衡优化,载波之间存在着流量、用户和资源利用率等负荷不均衡的问题.针对各厂家负荷均衡功能进行分析研究,制定在不同场景下的策略及参数配置,达到均衡载波资源、提升系统容量、增强用户感知的目的.【期刊名称】《邮电设计技术》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】5页(P31-35)【关键词】多载波基站;负荷均衡;系统容量;用户感知【作者】许波;付雷;张强【作者单位】中讯邮电咨询设计院有限公司成都分公司,四川成都610042;中讯邮电咨询设计院有限公司成都分公司,四川成都610042;中讯邮电咨询设计院有限公司成都分公司,四川成都610042【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 概述随着LTE网络的快速发展，越来越多的口碑场景和热点区域LTE容量不足，逐渐扩容部署了LTE二载波甚至三载波。

然而由于部分多载波基站未开启负荷均衡功能，或者策略参数设置不合理，导致大量用户驻留在一载波（L1800）小区，而二载波（L2100）小区用户、流量很低，资源闲置，未达到吸热的目的。

因此，开启负荷均衡功能并配置合理的参数，同时研究多载波CSFB及FR策略，均衡载波之间的用户、流量和PRB负荷，达到减少网络拥塞、提升系统容量、增强用户感知的目的。

2 负荷均衡技术原理2.1 负荷均衡功能简介负荷均衡（Load Balance）技术可根据当前小区负载状况及邻小区负载状况实时调整移动性参数，从而将高负载小区中的部分业务转移到负载相对较低的小区，以使各小区的负载比较均衡，防止网络局部过载。

相比于设置静态的移动性参数或不进行参数优化，负荷均衡能够提高资源利用率，增加系统的总体容量，提升用户体验。

并且，这种优化能够最小化网络管理中的人工干预，从而降低网络运营成本。