LTE多天线技术交流
TD-LTE室内多天线模式探讨
ＴＤ—ＬＴＥ
梁晋仲
中兴 通讯股份 有 限公 司
Ⅱ 前 言
ＴＤ— Ｅ网 络 的 优 势 在 于 能 够 更 好 地 支 ＬＴ 撑 高速 数 据业 务 与多媒 体 业务 。国 内外３ Ｇ业 务 的 发 展 规 律 表 明 ，视 频 电 话 、视 频 流 媒 体 、 在 线 游 戏 等 高 速 数 据 业 务 ，７ ％都 发 生 在 室 内 Ｏ 环 境 中 。 作 为 解 决 室 内覆 盖 的 主 要 方 式 ，ＴＤ— Ｌ Ｅ 内分 布 系 统 建 设成 为 Ｔ Ｌ Ｅ网络 建 设 Ｔ 室 Ｄ－ Ｔ
２１ 单 通 道 模 式 。 单 通 道 模 式 是 指 通 过 合 路 器将 Ｔ Ｌ Ｅ Ｄ— Ｔ 系 统 馈 入 现 有 单 通 道 室 内分 布 系 统 。该 模 式 工 程 改 造 量 小 ，施 工 成 本 低 。 由 于 采 用 单 通 道 ， 因
此 实 现 的 天 线 模 式 较 少 ，虽 然 能 够 提 高 ＵＥ 值 峰
３２
０ ＮＳ Ｔ基ＣＨＮｏ ｌ ｏＧ Ｙ， ２ｏ啃Ｏ ・ 啃２
电佑技
表 １ 定点 测 试 吞 吐量 情 况
测试 场豢 走廊 会 议 室群 （ 开门 ） 会议室群 （ 门 ） 关 大会议室
大 办 公室
ＵＥ Ｍｂ ｓ １（ ｉ ） Ｖ 单通道 ４６ ３ ９
３９ ．
４０
４ ５
４７
４ ５
４７
１＿ Ｏ ２
５６
２ ５７
２ ５９
４４ ７
３ ６９
单通道 、移动测试Ｌ 吞吐量 （ １ 平均吞吐量 ：７８ ４ ｉ １ ２Ｍｂ ／ ｔ ｓ）
１ Ｏ
TD-LTE网络中的多天线技术
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
LTE车地无线通信系统中的多天线合作与信号处理技术研究
LTE车地无线通信系统中的多天线合作与信号处理技术研究在LTE车地无线通信系统中，多天线合作和信号处理技术是实现高质量和稳定通信的关键技术。
本文将重点研究LTE车地无线通信系统中多天线合作和信号处理技术的应用与研究。
首先，介绍LTE车地无线通信系统。
LTE是第四代移动通信技术，其特点是高速率、低时延和大容量。
它被广泛应用于车辆通信领域，为车辆提供高速稳定的通信服务。
多天线合作技术在LTE车地无线通信系统中起到了重要的作用。
多天线合作技术可以利用车载天线的多样性，提高系统的信号质量和容量。
传统的LTE系统通常采用单天线传输信号，容易受到车身等遮挡因素的影响，导致信号弱化和传输速率下降。
而多天线合作技术可以通过多个车载天线同时传输和接收信号，有效抵抗遮挡因素的影响，提高系统的通信质量和容量。
多天线合作技术的核心是天线的选择和分集。
车载天线的选择需要考虑天线的布局和天线间的干扰情况。
合理的车载天线布局可以提高系统的信号覆盖范围和通信质量。
同时，天线间的干扰问题也需要采取相应的信号处理方法来解决。
例如，可以使用信道估计和预编码技术来消除多路径干扰和多天线间的干扰，提高系统的抗干扰性能。
另一个重要的技术是信号处理技术。
车载通信系统中，信号受到多径衰落和多普勒效应等影响，传统的信号处理方法难以应对复杂的无线传输环境。
因此，需要采用先进的信号处理技术来提高信号的可靠性和鲁棒性。
例如，可以采用自适应调制和编码技术来根据信道条件动态调整调制和编码方式，提高系统的抗干扰性能和传输速率。
除了多天线合作和信号处理技术，LTE车地无线通信系统中还涉及其他关键技术。
例如，无线资源的优化分配和调度算法是实现高效通信的重要技术。
传统的无线资源分配方法通常是静态的，不能适应车辆通信环境的动态变化。
因此，需要采用动态的无线资源优化分配和调度算法，根据车辆的移动速度和通信需求，实时调整无线资源的分配方案，提高系统的通信效果。
此外，还需要考虑LTE车地无线通信系统的安全性和隐私保护。
TD—LTE室内多天线模式探讨
外 ， 虽 然 单 通 道模 式 能 够 对 ＵＥ峰 值 速 率 进 行 一 定 程 度 的 提 和 楼 宇 ，可 以 采 用 双 通 道 单 极 化 室 内天 线模 式 ．在 此 模 式 下 。
升 ．但 相较 于 双 通道 模 式 而 言 ，单 通道 模 式 下 的 系统 容 量 则 没 ＭＩＭＯ 双 流 能够 有 效 提 升 系统 的 容 量 ． 这 对 于 用 户获 得 良好
只 需要 对 室 内分 布 系统 进 行 一 定 改造 ．之 后 对 ＬＴＥ进行 引入 即 式 的原 理 基 本 一 致 ，只是 在 双 通 道 双 极 化 天 线 模 式 下 ．原 本 的
可 。有 一 些楼 宇 中 室 内分 布 系统 已经存 在 ．因此 不 需要 再 进 行 两 个单 极 化 天 线 被 一 个 双 极 化 天线 所替 代 ． 这也 是 双 通 道 两
势 。当前 大 部 分 多媒 体 业 务 以及 高速 数 据 业务 都 在 室 内进 行 。 就 对 天 线 的数 量 有 了更 高 的 需 求 ，一 般 来 说 。需要 对 原 室 内单
ＴＤ—ＩＪＴＥ 室 内分 布 系统 是 ＴＤ—ＬＴＥ 网络 建 设 的 重 点 内容 ．其 与 通 道 ＴＤ—ＬＴＥ 网络 系统 的 天 线数 量进 行 计 算 ．之 后 新 增 同样
有提 升 。
的感 知 度 有 着重 要 的 作 用 。
如 果 在 ＴＤ—ＬＴＥ网络 的初 始 建 设 时 期 ．能 够 用 于 系统 的 频 ２．２ 双通 道 双极 化室 内天线 模 式
谱 资 源丰 富 ，不会 产 生 匮乏 ，则 不 需要 对 ＭＩＭＯ 双 流进 行 引入 ，
双 通 道 双 极 化 室 内天 线模 式 与 双通 道 单极 化 室 内天 线 模
LTE中多天线
５ 空间复用
ＬＴＥ系统中多天线技术领域的一个主要应用是空间复
用，利用空域提高信号传输速率。空间复用是在发送端的不
同天线上发送多个编码的数据流，增大容量，其带宽利用率 增加。
ＬＴＥ系统中空间复用技术分为开环空间复用和闭环空
间复用，其中开环空间复用不要求事先知道信道的状态信
息．闭环空间复用技术则要求事先知道信道的状态信息。 （１）开环空间复用
闭环模式需跟踪信道Ｈ的瞬时变化．要求很高的反 馈速度。量化损失和控制延迟是闭环反馈模式中主要的误 差来源．快衰落信道下反馈延迟会恶化闭环模式的工作性 能。如果信道变化慢，进行闭环空间复用预编码可提高链 路性能。
６ 波束赋形
五＼／象厩ｉ 即ｉ＝＼／鲁Ａｔ．ｇ～ｉ＋茁郇，…”
ＬＴＥ标准支持波束赋形技术．该技术是针对基站使 用小间距的天线阵列，为用户形成特定指向的波束。当天 线之间高度相关时，信道具有结构性．在结构化的信道中 有一个很强的主特征值，其他大部分的特征值都几乎为 零，主特征值对应集中了大部分的信道能量，此时，最佳 的方法是在主特征值方向发射一个数据流．终端收到的 信号有最大的接收功率，并降低对其他方向的干扰，如 图４所示。
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虚天线
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TD-LTE多天线技术应用
通信技术• Communications Technology28 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】TD-LTE 系统 多天线技术 应用研究LTE 是一种移动宽带网络标准，它是在3GPP 定义下产生的。
多天线（MIMO ）技术最早由国外学者Marconi 于1908年提出，该技术能够通过利用多天线对信道衰弱进行相应的抑制，其中信道的容量与天线的数量成正比。
无线通信相关技术不断发展，多天线技术在TD-LTE 系统中得到广泛应用。
多天线（MIMO ）技术有丰富的传输模式，对系统容量和小区的峰值速率能有效提高。
MIMO 系统能加倍增加信道的容量，保障信号传输的稳定性，并极大提高频谱的利用率。
针对LTE 存在的高传输速率特点，多天线技术在LTE 网络系统的建设中会发挥出重要的作用。
1 TD-LTE多天线（MIMO）技术概念和相应原理1.1 TD-LTE多天线（MIMO）技术相关概念对于LTE 系统而言，其能够改善小区边缘用户系统的相关性能，将多天线技术应用到LTE 系统中，空间维度资源能够得到充分的利用，相关发射功率和带宽在不受到改变的情况下，无线通信系统的传输容量可以得到成倍的提高。
对于多天线技术而言，其包含了天线分集、空间复用和波束赋型等三种应用技术，通过在无线通信系统中使用大规模的多天线（MIMO ）技术，可以有效提高空间的分辨率，能够对各类资源进行深度挖掘，涉及维度更加广泛。
同时，多天线技术能够有效提高天线接收端的信噪比，从而达到更好的网络覆盖效果，天线分集和波束赋型技术发挥了重要的作用。
通过使用多天线技术中的空间复用技术，还能够有效提高小区的吞吐率和峰值速率，在特定的环境下空间复用技术还能够提高数据的速率。
通过将多天线（MIMO ）技术应用到LTE 通信系统中，能够有效保证LTE 系统的高峰值速率和高频谱效率。
TD-LTE多天线技术介绍
TX
MIMO
y21
y22
RX
H=sqrt(|h11|2+|H12|2+|h21|2+|h22|2)
x2 x1
TX
更稳健的等效SISO RX
0
-1 0
x
o k j_
y1
a i j ng
y2
i e nw
h11 h12 v1 * * − h x h 12 v2 11 1 = ⋅ + h h x v 22 21 2 3 * * h − h v 22 21 4 | h11 | 2 + | h12 | 2 + | h 21 | 2 + | h 22 | 2 ⋅ x i , i = 1, 2
LTE多天线方案介绍
方案一 8天线 Beamforming
n n n
eNB采用双极化8天线阵列
下行UE 2天线接收，上行轮流发射 上行eNB 8天线接收，下行采用EBB算 法实现波束赋形
n n nxj来自o k _a i j ng
n
方案二 8天线 2x2 MIMO
同极化的4天线组成某一子阵，即Ant1~Ant4 和Ant5~Ant8分别构成两个子阵 子阵内采用广播波束赋形 两个子阵间实现MIMO 双流
空间复用技术分类
n 在发射端和接收端同 时 采 用多天线， 可以 进 一步提 高 信 噪比和/或获得分集增益。灵活实现空间复用和空间分集 /波束赋形的切换和整合，需采用自适应MIMO方法。
Ø开环（Open-Loop）空间复用
•不管信道条件，采用固定的复用流数。 •由于MIMO信道的相关性有各种差异，开环 空间复用的流间串扰有时很难消除，可能造 成多流并行传输的性能比单天线传输还差。
浅析LTE 系统的多天线技术
浅析LTE 系统的多天线技术摘要：多天线技术能够在不增加带宽的条件下，大幅提高系统容量和链路可靠性，因而成为LTE 的关键技术之一。
多天线技术性能不仅取决于空时信号处理，天线本身的指标也很大程度上影响其网络部署。
LTE的多天线技术包含了分集、空间复用和波束赋形技术。
与之相对应，LTE规定了8种传输模式。
文章介绍了多天线技术的分类，对TM3与TM7的切换做了简要分析，探讨了波束赋形与发送分集的性能对比。
关键词：LTE；多天线；传输模式；波束赋形1 LTE多天线技术的分类在下行链路，LTE的多天线发送方式可分为发射分集、空间复用和波束赋形等传输模式。
1.1发射分集发射分集方案有多种实现方法，例如延迟发射分集、循环延迟发射分集、切换发射分集、空时（频）编码等；LTE标准中采用空频编码（SFBC）作为两天线端口的发射分集方案、4天线端口的发射分集方案为SFBC+FSTD（空频编码+频率切换发射分集）。
其中，两天线端口的发射分集方案- 空频编码SFBC：待发送信息经过星座映射后，以两个符号为单位进入空频编码器。
在第一个频率（子载波），天线端口1传输符号c1，天线端口2传输符号c2；在另一个子载波上，天线端口1与天线端口2分别传输符号- c2与c1。
两天线端口的SFBC发射机结构如图1所示。
4天线端口的发射分集方案- SFBC+FSTD：在FSTD中，发射天线按照不同的子载波进行切换，不同的天线支路使用不同的子载波集合进行发送，减小了子载波之间的相关性，使等效信道产生了频率选择性。
SFBC+FSTD方案将待传输的数据符号以4个为一组进行编码操作，记为c1、c2、c3、c4，这4个符号按照表1所示的关系映射到子载波0、1、2、3和天线端口0、1、2、3上。
在子载波0和1上，天线端口0和2传输数据，端口1和3不传输数据；类似的，子载波2和3上，天线端口1和3传输数据，端口0和2不传输数据。
子载波0与1、2与3构成了两个子载波组，天线端口0与2、1与3构成了两个天线组，两个天线组使用不同的子载波，形成FSTD。
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四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
包含LTE系统的POI
GSM900 BTS GSM1800 BTS
室内
Tx/Rx
GSM900
Tx/Rx
GSM1800
TD-SCDMA BTS
LTE BTS 其他系统
Tx/Rx TD-SCDMA
Tx/Rx
LTE1
POI
Tx/Rx
LTE2
用户天线 用户天线
与其他系统共天线的考虑
LTE
五、多天线研发考虑及技术产品路标
FDD-LTE系列
700/800MHz MIMO 800/900MHz MIMO 1710-2170MHz MIMO
1710-2690MHz MIMO 820~960MHz+1710-2170MHz MIMO
五、多天线研发考虑及技术产品路标
A:1880~1920 B:2010~2025 C:2300~2400
F:1880~1920 （只用于室外）
A:2010~2025 E:2300~2400 （只用于室内）
D:2500~2690
二、在网TD天线种类
移动网络建设使用产品演进路线
B频段8通道单极化 B频段6通道单极化
AB频段8通道单极化 AB频段8通道双极化
内容纲要
一、中国移动多天线技术方案推进工作介绍 二、在网TD天线种类 三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案 四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进 五、多天线研发考虑及技术产品路标
五、多天线研发考虑及技术产品路标
LTE多天线技术要点
阵列数与天线体积的考虑
单极化空间隔离与 双极化极化隔离的考虑
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
➢ 采用一体化盲插接头排
➢ 接头保护装置
➢ 整体框架模具制作
与
➢ 有效防水密封措施
RR
U
连
接
效
接头保护
果
图
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
• 最大限度减少系统电缆连接
– 提高系统可靠性
一
• 采用光纤拉远
体
– 减小射频损耗
➢ 天线尺寸小，长度在2米以内， 易于市区建站安装。
目前已在广东、新疆、湖南、江 西、湖北、江苏、浙江等区域进 行了部分应用。
内容纲要
一、中国移动多天线技术方案推进工作介绍 二、在网TD天线种类 三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案 四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进 五、多天线研发考虑及技术产品路标
宽度：320mm
二、在网TD天线种类
三期TD智能天线（FAE:1880~1920MHz+2010~2025MHz+2300~2400MHz）
二
八
合 一
F+A
通 道
双
双
极
极
化
化
智
A+E
能
智 能
天 线
天 线
二、在网TD天线种类
四期TD智能天线（FA:1880~1920MHz+2010~2025MHz）
BMA
RRU1 A+B
合路器
LTE
RRU2
四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
2、TD+LTE共天线：FA+AE(E为LTE频段）二合一智能天线
优点
➢ 天线及RRU实现难度 降低
缺点
➢ 天线长度增加一倍
“一背一挂”式安装效果图
四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
现有TD智能天线存在问题：
➢接口头，工程施工效率低； ➢智能采用机械调节，不便于网络优化及隐蔽处理； ➢无法与GSM天线共用，物业协调困难。
RRU一体化智能天线
电调智能天线
TD+GSM共用天线
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
RRU一体化智能天线
门板 辫子
瘤子
辫子 瘤 子
一体化智能天线
内容纲要
一、中国移动多天线技术方案推进工作介绍 二、在网TD天线种类 三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案 四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进 五、多天线研发考虑及技术产品路标
二、在网TD天线种类
频段演进路线
1
2
3
A:1880~1920 B:2010~2025
4、 TD与LTE不共天线：单频LTE天线
优点
➢ 天线及RRU实现难度降低； ➢ 两系统天线独立可调，便
于网络规划及优化调整。
缺点
➢ 天线数量多，天面资源紧 张，物业协调困难。
TD天线 TD-RRU
LTE天线
LTE-RRU
四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
第二部分：室内分布 1、 其它系统与LTE不共天线：单频LTE双极化天线
3、 TD+LTE共天线： FAD宽频合路天线
优点
➢ 减少天线数量； ➢ RRU实现难度降低。
缺点
➢ 天线实现难度大大增加； ➢ 合路器的引入带来损耗，
同时天线体积及重量将增 加。
FAD 天线
9进18出 合路器
RRU1
F+A频段
LTE
RRU2
四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
推进模式
项目提出
与各厂家进行项 目合作及开发
样机检测、系统 联调及规范制定
现网测试（视 条件而定）
引入集采或 淘汰
一、中国移动多天线技术方案推进工作介绍
相关项目
在网 运用 项目
➢8通道TD双极化智能天线 ➢8通道TD+TD-LTE(E频段)宽频双极化智能天线 ➢8通道TD+TD-LTE(E频段)二合一双极化智能天线
已终 止项
目
➢8通道塔放一体化TD智能天线 ➢7通道“前四后三”单极化TD智能天线 ➢8通道紧凑型单极化TD智能天线
正在 预研 项目
➢8通道TD+TD-LTE(D频段)宽频双极化智能天线 ➢8通道TD-LTE(D频段)双极化天线 ➢2通道TD+TD-LTE(E频段) 双极化天线 ➢2G+3G+LTE宽频 双极化室分天线 ➢电调TD智能天线
TLE
优点：减少馈线及天线数量，降低物业协调难度及工程投资。 缺点：天线较难实现，体积较大。
四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进
LTE合路器应用类型一：其它系统与LTE共天线
800~2700MHz
合路器 TLE
其它系统 LTE基站
合路器方面，由于在现有的2G/3G室分系统中合路接入TD-LTE系统种类 相对较多，需要综合参考现有的2G/3G合路器类型；现规划的高端合路器 已涵盖800-2700MHz频段范围可满足TD-LTE要求。
TD一期
TD二期
TD三期
TD四期
ABC频段8通道双极化 AB+BC频段8通道二合一双极化
FA频段8通道双极化 RRU一体化FA频段8通道双极化
二、在网TD天线种类
二期TD智能天线(FA:1880~1920MHz+2010~2025MHz)
八 通 道 单 极 化 智 能 天 线
宽度：650mm
八 通 道 双 极 化 智 能 天 线
八
通
八
道
通
R
道
R
双
U
极
一
化
体
智
化
能
智
天
能
线
天
线
内容纲要
一、中国移动多天线技术方案推进工作介绍 二、在网TD天线种类 三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案 四、TD-SCDMA网络智能天线如何向TD-LTE演进 五、多天线研发考虑及技术产品路标
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
室内分布
可支持2×2MIMO的双极化室内分布天线；包括窄1880~2400， 宽频800~2700频段
THANKS !
TD-SCDMA及其LTE系列
常规板状
低风阻
单极化系列
常规双极化 电调双极化
RRU一体化 综合解决方案
LTE
双极化系列
五、多天线研发考虑及技术产品路标
TD-LTE后续产品规划
室外
FAD频段的超宽带智能天线（八通道双极化）； D频段天线（八通道双极化）；
室外、小区室外往室内覆盖
可支持F+A+E频段的双极化天线（双通道），包括电调天线。
电调智能天线：解决进行隐蔽处理时带来的体积大问题
机械下倾的隐蔽外形
电调下倾的隐蔽外形
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
GSM+TD多频共用天线
➢ 有效解决建站选址困难、天面资源紧张等问题,降低物业协调难度； ➢ 各系统均可实现下倾角独立可调，便于进行网络优化。
三、TD-SCDMA网络智能天线面临的主要问题及优化方案
合路器应用类型二：其它系统与LTE不共天线
两单极化吸顶组成MIMO
其它系统 LTE基站
LTE
800~2700MHz
合路器方面，由于在现有的2G/3G室分系统中合路接入TD-LTE系统种 类相对较多，需要综合参考现有的2G/3G合路器类型；现规划的高端合 路器已涵盖800-2700MHz频段范围可满足TD-LTE要求。
LTE多天线技术交流
京信通信 天馈事业部 2011年2月
内容纲要