TD—LTE网络2/8天线性能对比研究

邢艳茹

摘要：通過本文的研究，可以对TD-LTE系统网络2/8天线未来可能面临的问题进行分析及预测，并且本文也可以为相关领域研究提供参考。

关键词：TD-LTE；多天线技术；2天线；8天线；2/8天线性能对比

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）08-0032-01

伴随着TD-LTE系统网络的商业化及网络全球化，全球各移动网络运营商对LTE网络进行规模性建网。天线对于无线电波具备发射和接收功能，因此该组成部分是基站无线网络传输的重要组成部分，相当一部分运营商是将LTE网络和4G共同建网的方法，主要在基站部署2天线；但是TDD运营商充分挖掘TDD技术的潜在优势，其基站主要部署的是8天线，所以对基站的部署及基站天线进行合理部署显得尤为重要。本文主要对TD-LTE系统网络的2/8天线的性能差异进行分析，并且对其理论性能及产品的实现两个方面进行分析，最后对未来建网可能面临的问题进行合理的分析及预测。

1 多天线技术原理

对基站配置不同的天线数，多天线技术的算法也不尽相同。通常多天线技术是总称，主要由天线分集、波束赋形与空分复用组成。其详细介绍如下：

（1）天线分集即根据天线之间无线信道具有较低的相关性，增加适度分集抵抗无线信道衰减，一般按天线类型不同分为空间与极化分集。

（2）波束赋形即通过发射端口（接收端口）的天线束以特定方式形成的波束，使目标周围的干扰降到最低或得到有效抑制。

（3）空分复用即在特定的环境中，使用无线信道的并行特性，使TD-LTE系统网络的传输速率迅速增大。

因此，在TD-LTE系统网络中，多天线技术的应用扮演着十分重要的角色。

一般2天线的主要传输模式为TM2与TM3；而8天线在2天线基础上还支持TM7与TM8的传输模式。2/8天线模式的支持能力如表1所示。

由表1可知，若无线信道条件较好的时候，一般使用双流技术，若当信道条件不好的时候使用单流技术。因为FDD与TDD存在差异，所以多天线技术的算法实现与性能也不相同。

2 TD-LTE网络2/8天线性能对比

如表2所示为TD-LTE网络2/8天线性能对比，2天线使用TM4，8天线使用TM8，并且它们都支持单双流自适，均为SU-MIMO模式。

由表2可知，对于平均频谱效率来说，8天线比2天线增益0.19，而对于边缘频谱效率来说，8天线比2天线增益0.22。由于8天线具有足够的空间自由度，因此波束更窄，并且指向性更强，天线性能增益可以有效提高有用的信号，从而降低干扰信号，同时8天线还可以使用信道互易性特点对得到的无线信道进行矩阵分解，得到比2天线更加精确的预编码向量。

2.1 仿真性能对比

选择比较典型的人口稠密区域，其中应具有商务、企业、公园等多种区域，还应包括人口密集的居民小区。在部分站点全部使用2天线，其余区域站点使用8天线，根据站点数量的不同进行仿真假设，在仿真假设中不使用天线实际参数，根据仿真假设结果可知，在我们的仿真假设区域中，2天线网络性能与8天线的网络性能没有太大差异，都可以满足下行边缘速率所限制的指标要求。8天线的SU-MIMO使用的技术为单双流自适应技术，而MU-MIMO使用的技术为单流技术。

2.2 覆盖测试对比

在进行覆盖测试对比时，应遵从以下几点：

（1）测试基站的选点必须为孤立的站点，并且基站周围视野要开阔，基站地址尽量要高于周围其他建筑物或杆塔等较高的障碍物，尤其农村在建基站时要选人口集中度高的地方，使得覆盖范围比较全面。

（2）测试的方法要因地制宜，与周围环境、技术设备及电脑设备要匹配，对于天线设备要时刻进行检测，以免因天线问题造成的误差或干扰。天线一般采用2天线与8天线。

（3）对比孤立的站点区域，在特定区域空扰的情况下，分析各个天线的覆盖、速率等性能差异；并对比在一个覆盖区域中不同天线的边缘吞吐率与无线接通率。

2.3 吞吐量对比

因为TD-LTE网络具有上下行无线信道的互易性，又因8天线的吞吐量相对比2天线吞吐量高，所以使用8天线可以增强区域的波束，因此它具有显著的吞吐量优势。

由于8天线受限的条件相对较多，因此实际建网过程中的难度比较大，并且对与天线的规格以及质量方面要求相对较高。通过对图1的分析可知，对于8天线的吞吐量，不论是单流还是双流，其吞吐量都非常高。并且8天线对于网络的整体性也没有太大的影响。

3 结论与展望

通过对本文的研究，8天线与2天线相比有较强的网络的吞吐量与覆盖能力，同时可增强网络的传输速率，从而有效降低干扰信号。在此基础上，本文对未来TD-LTE网络多天线技术的使用提出了相关参考建议，并对TD-LTE网络的整体性能进行了研究。

参考文献

[1]杨博.TD-LTE 2/8天线性能对比的研究[J].中国新通信，2016，18（14）：38-39.

[2]陈旭.TD-LTE 2/8 通道天线性能对比及建议[J].信息通信，2017（6）.2017，（6）：216-217+220.endprint