TD-LTE系统双流Beamforming技术
Beamforming技术
Beamforming是发射端对数据先加权再发送，形成窄的发射波束，将能量对准目标用户，从而提高目标用户的解调信噪比，这对改善小区边缘用户吞吐率特别有效。
Beamforming可以获得阵列增益、分集增益和复用增益。
Beamforming 通常有两大类实现方式：MIMO Beamforming和DOA Beamforming。
MIMO Beamforming（简称MIMO-BF）技术。
利用信道信息对发射数据进行加权，形成波束的一种波束赋形方法。
MIMO-BF技术又可分为开环和闭环两种模式。
开环Beamforming技术利用上行信道信息，对发射信号进行加权，不需要接收端反馈信道信息给发射端，发射端通过上行信道自行估计得到。
开环Beamforming技术对覆盖和吞吐量的提升都有比较明显的效果。
但是，由于需要利用上行信号估计下行发送权值，处理时延大，因此适用于低速场景。
另外，开环Beamforming技术利用了上下行信道的互易特性，故系统实现时需要对各个收发通路进行校正。
闭环Beamforming技术需要终端反馈信道信息如码本（Codebook）给发射端，利用反馈信息对发射信号进行加权。
同样由于受反馈时延的影响，闭环Beamforming技术也只在低速场景有较好的性能。
另外，由于受反馈精度的影响，闭环Beamforming技术总体上比开环的性能要略差，但系统实现相对简单，不需要对天线收发通道进行校正。
根据业界情况，目前TDD系统只使用开环Beamforming技术，而闭环Beamforming技术则应用于FDD系统。
DOA Beamforming（简称DOA-BF）技术。
通过估计信号的到达角（DOA：Direction of Arrinal），利用DOA信息生成发射权值，使发射波束主瓣对准最佳路径方向的一种波束赋形方法。
与MIMO-BF相比，DOA-BF有以下特点：1）DOA-BF技术要求天线阵列间距小（通常小于一个载波波长），在多径丰富的场合分集效果比较差，在非直视径（NLOS：Non Line of Sight）场合，由于DOA估计不准也会使性能下降。
TD-LTE系统中MIMO技术的应用场景与介绍
1 引言日前，上海贝尔股份有限公司参加工业和信息化部和中国移动共同组织的多项实验室和外场验证及测试，并首批成功完成了该测试。作为第一批成功完成该项测试的厂商之一，上海贝尔将为中国移动在上海开展的大规模4G TD-LTE试验网部署项目提供端到端LTE解决方案。大规模外场测试在真实环境下布网，边界条件复杂，与实验室环境有诸多不同。TD-LTE技术采用多天线的发射接收技术，利用不同的传输模式来适配复杂的自然环境从而达到性能最优。在LTE系统的研发过程中，经过几年的摸索与实践，上海贝尔阿尔卡特朗讯公司积累了众多经验。下面以大规模试验网络需要的布网技术角度，对几种MIMO的原理及应用场景进行描述，对波束赋形的天线模式、物理层过程、波束赋形在TD-LTE基站系统中的实现和原理以及几种波束赋形算法的特点和应用场景进行介绍与分析。在LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)标准中，被采纳的MIMO技术主要包括发送分集、空分复用、波束赋形等。其中基于用户专用参考信号的下行波束赋形技术能够利用时分复用LTE(TD-LTE)系统中的上/下行信道的互易性，针对单个用户进行动态的波束赋形，从而有效提高传输速率和增强小区边缘覆盖性能。这些都在阿尔卡特朗讯的解决方案中得到了验证。本文对此进行了总结，对真实的网络部署有参考意义。2 TD-LTE MIMO应用场景在本次中国移动大规模外场测试主要选用以下3种MIMO技术适配不同的应用场景。2.1 发射分集(Tx Diversity)LTE的多天线发送分集技术选用SFBC(Space Frequency Block 声所导致的符号错误率。SFBC通过在发射端增加信号的冗余度，使信号在接收端获得分集增益。发射分集方案不能提高数据率。LTE采用的SFBC技术对编码矩阵进行了改进，能保证在有天线损坏的情况下也可以正常传输，传输数据更为简单，图1为SFBC发送端基本框图。 图1 SFBC发送端基本框图对发射信号以发送分集进行传输可以获得额外的分集增益和编码增益，从而可以在信噪比相对较小的无线环境下使用高阶调制方式，但无法获取空间并行信道带来的速率红利。空时编码技术在无线相关性较大的场合也能很好地发挥效能。SFBC可以较普遍地应用于表1所示场景。表1 SFBC应用场景 发送分集发射方式对信道条件要求不高，对SNR，信道相关性，移动速度均不敏感。但是该发射方式无法获取空间并行信道带来的速率红利，发送分集方案不能提高数据率。当信道间相关性大且SNR较低或移动速度过高情况下(对应无线信道条件差)，会考虑切换到发送分集的发射方案，例如信道恶化的场景下。当信道处于理想状态或信道间相关性小时，发射端采用空分复用的发射方案，例如密集城区、室内覆盖高SNR条件等场景。2.2 空分复用技术(Spatial Multiplexing)空分复用技术是在发射端发射相互独立的信号，接收端采用干扰抑制的方法进行解码，此时的理论空口信道容量随着收发端天线对数量的增加而线性增大，从而能够显著提高系统的传输速率。空分复用允许在同一个下行资源块上传输不同的数据流，这些数据流可以来自于一个用户(单用户MIMO/SU-MIMO)，也可以来自多个用户(多用户MIMO/MU-MIMO)。单用户MIMO可以增加一个用户的数据传输速率，多用户MIMO可以增加整个系统的容量(见图2)。 图2 空间复用基本框图空分复用能最大化MIMO系统的平均发射速率，但只能获得有限的分集增益，在信噪比较小时使用可能无法使用高阶调制方式。无线信号在密集城区、室内覆盖等环境中会频繁反射，使得多个空间信道之间的衰落特性更加独立，从而使得空分复用的效果更加明显。无线信号在市郊、农村地区多径分量少，各空间信道之间的相关性较大，因此空分复用的效果要差许多。无线信号在密集城区、室内覆盖等环境中会频繁反射，使得多个空间信道之间的衰落特性更加独立，从而使得空分复用的效果更加明显。对于适用于密集城区地区的MIMO应用，可以用OpenLoop MIMO和CloseLoop MIMO两种MIMO模式选择，其中CloseLoop MIMO对环境要求较高，由于拥有PMI/RI的反馈调整，其数据可靠性较强，对于OpenLoop MIMO，其健壮性较强，对SNR要求和信道相关性要求不如前者严格(见表2，表3)。无线信号在市郊、农村地区多径分量少，各空间信道之间的相关性较大，因此空间复用的效果要差许多。表2 CL-MIMO应用场景 表3 OL-MIMO应用场景 2.3 波束赋形(Beam Forming)波束成型技术又称为智能天线，通过对多根天线输出信号的相关性进行相位加权，使信号在某个方向形成同相叠加，在其他方向形成相位抵消，从而实现信号的增益。系统发射端能够获取信道状态信息时(例如TDD系统)，系统会根据信道状态调整每根天线发射信号的相位(数据相同)，以保证在目标方向达到最大的增益；当系统发射端不知道信道状态时，可以采用随机波束成形的方法实现多用户分集(见图3)。图3 定向智能天线的信号仿真效果系统发射端能够获取信道状态信息时(例如TDD系统)，系统会根据信道状态调整每根天线发射信号的相位，以保证在目标方向达到最大的增益。波束成型技术在能够获取信道状态信息时，可以实现较好的信号增益及干扰抑制使的小区边缘性能提升(见表4)。波束成型技术不适合密集城区、室内覆盖等环境，由于反射的原因，接收端会收到太多路径的信号，导致相位叠加的效果不佳。表4 波束成型应用场景 波束赋形技术对环境要求严格，不适用于密集城区。在阿尔卡特朗讯的LTE-TDD的系统方案中，针对波束赋形技术能够适配的场景的无线信道情况不同，应用不同的波束赋形算法，从而获得最大的增益与健壮性，达到性能最优。下面对阿尔卡特方案中的几种典型的算法做简单的介绍。(1)per-RB-MRT(窄带加权)per-RB-MRT是基于EBB(Eigen Beam Forming，SEBB)波束赋形算法的一个子类；利用对每个子载波/资源块瞬时信道状态信息的特征值分解成对应的下行波束加权向量。可适用于角度扩展比较大的应用场合(如城区微小区覆盖、基站天线架设不太高的场合)；复杂度高；在信道移动性较低，信道估计质量较好的情况下，可以获得最优的波束赋形增益；在移动性较高，信道估计交差的情况下，性能不是很健壮。(2)Full-BW-EBB算法(宽带加权)Full-BW-EBB是基于EBB波束赋形算法的另一个子类，利用对每个子载波/资源块的瞬时信道状态信息“统计特性”的特征值分解形成对应的下行波束赋形的加权向量。可适用于角度扩展较大的应用场合；复杂度低于基于MRT的波束成形；在信道移动性较低，信道估计质量较好的情况下，相对于基于MRT的波束成形可获得的波束赋形增益较低；在信道移动性较高、信道估计质量较差的情况下，性能比较健壮。(3)DOA算法(基于到达方向估计)DOA基于对用户信号到达方向的估计形成下行波束赋形的加权向量。适用于具有视距路径(Line Of Sight，LOS)或角度扩展(Angle Spread，AS)较小的应用场合(如郊区宏小区覆盖、基站天线架设较高的场合)，获得高的波束赋形增益；复杂度较低；对于角度扩展较大的应用场合，有效性不高。2.4 应用场景大规模外场测试中无线通信环境边界条件复杂，布网期间众多因素均可导致网络性能的差异，应该依照不同的边界环境具体权衡与选择(见图4)。阿尔卡特朗讯也做了大量的针对各种场景的仿真与测试工作，力求提高其健壮性以适应复杂场景。 图4 MIMO多种模式的切换门限考虑MIMO的几种模式分别适用于不同的场景，按照切换的边界件来分，从离城市中心到郊区以及小区边缘，分别可以用如下传输方式布网：离基站比较近、信号较强、靠近市中心、多径衰落较强的城市中心地区，可以使用传输模式4(CL-MIMO)，由于有闭环的RI/PMI反馈，其速率稳定、误码率较低，可以获得多天线增益，但是对边界条件要求比较严格；如果环境较为恶劣，SNR较低，信道相关性稍低，可以适应传输模式3(OL-MIMO)方式；在城市郊区较为开阔、信道相关性较高的郊区地区，依照速度的不同，选择对应算法的Beam Forming算法(传输模式7)。以上各种模式均可切换成发射分集模式，发射分集模式的健壮性强，对速度、信道环境与SNR要求均不高，但是无法产生多天线速率增益，只可以享受由于多天线并行传输带来的分集增益。LTE-TDD外场大规模布网，信道边界条件复杂，使用不同的传输技术以适配不同的应用场景尤为重要。如果选择不当，不仅不能达到网络性能最优，而且会造成网络干扰加大等恶劣影响。阿尔卡特朗讯在长期的研发与测试过程中，通过多种技术来适配各种不同的无线应用场景，每种技术在相应的场景下能有效地提高其数据健壮与性能增益，波束赋形技术更可以利用时TD-LTE系统中上/下行信道互易性，针对单个用户动态地进行波束赋形，从而有效提高传输速率和增强小区边缘的覆盖性能。
lte的原理及应用
LTE的原理及应用1. 引言近年来，随着移动通信技术的迅速发展，移动互联网的普及使得人们对于更快速、更稳定的网络连接有了更高的需求。
LTE（Long Term Evolution，长期演进）作为第四代移动通信技术，具备更高的数据传输速度、更低的时延以及更好的网络覆盖能力，成为了现代移动通信领域的主流技术。
2. LTE的原理LTE基于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术，通过将数据分成多个子载波进行传输，实现高速数据传输。
其关键技术包括：2.1 多天线技术LTE系统中采用多天线技术，包括MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）和Beamforming技术。
MIMO技术允许同时使用多个发射天线和接收天线，通过空间复用和空间多路径效应提高了信号的传输速度和可靠性。
Beamforming技术则通过根据接收信道的信息对信号进行调整，使得信号传输更加稳定。
2.2 资源分配与调度LTE系统采用动态资源分配和调度技术，根据用户需求和网络状况动态分配网络资源，实现更好的网络性能。
资源分配包括频谱资源和时域资源的分配，调度算法根据用户的需求和网络负载情况，在空闲资源中为用户分配资源。
2.3 链路适应技术LTE系统通过链路适应技术，根据用户的信道条件和数据需求自适应地调整传输的调制方式和编码方式，从而在不同的信道条件下实现高效的传输。
3. LTE的应用LTE的高速数据传输和低时延特性使其在各个领域都有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 移动通信LTE作为第四代移动通信技术，已在全球范围内广泛应用。
用户可以通过LTE网络实现高速的移动通信、视频通话、网络游戏等应用。
3.2 物联网物联网是指通过互联网将各类物品相互连接并实现信息的交互。
LTE的高速数据传输和低功耗特性，使得其成为连接物联网设备的理想选择。
TD-LTE题库解析大全
1、判断题1.X2接口是E-NodeB之间的接口（对）2.一个时隙中，频域上连续的宽度为150kHz的物理资源称为一个资源块（PRB）（错）（一个PRB在频域上包含12个连续子载波，在时域上包含7个连续的OFDM符号。
即，频域宽度为180kHz，时间长度为0.5ms（1个时隙））3.对于每一个天线端口，一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元（RE）（对）4.LTE的天线端口与实际的物理天线端口一一对应（错）1.1天线端口（天线逻辑端口与天线物理端口）一个天线端口（antenna port）可以是一个物理发射天线，也可以是多个物理发射天线的合并。
在这两种情况下，终端（UE）的接收机（Receiver）都不会去分解来自一个天线端口的信号，因为从终端的角度来看，不管信道是由单个物理发射天线形成的，还是由多个物理发射天线合并而成的，这个天线端口对应的参考信号（Reference Signal）就定义了这个天线端口，终端都可以根据这个参考信号得到这个天线端口的信道估计。
L TE定义了最多4个小区级天线端口，因此UE能得到四个独立的信道估计，每个天线端口分别对应特定的参考信号模式。
为了尽量减小小区内不同的天线端口之间的相互干扰，如果一个资源元素（Resource element）用来传输一个天线端口的参考信号，那么其它天线端口上相应的资源元素空闲不用。
LTE还定义了终端专用参考信号，对应的是独立的第5个天线端口。
终端专用参考信号只在分配给传输模式7（transmission mode）的终端的资源块（Resource Block）上传输，在这些资源块上，小区级参考信号也在传输，这种传输模式下，终端根据终端专用参考信号进行信道估计和数据解调。
终端专用参考信号一般用于波束赋形（beamforming），此时，基站（eNodeB）一般使用一个物理天线阵列来产生定向到一个终端的波束，这个波束代表一个不同的信道，因此需要根据终端专用参考信号进行信道估计和数据解调。
2021LTE初级认证考试-考前冲刺题150道13
2021LTE初级认证考试-考前冲刺题150道13考号姓名分数一、单选题(每题1分,共80分)1、寻呼消息映射到哪个信道？A.PCCHB.PUCCHC.PUSCHD.PRACH答案：A2、在一个小区中SDMA最多支持（）个UEA.4B.6C.8D.10答案：C3、假定小区输出总功率为46dBm，在2天线时，单天线功率是？A.46dmB.43dbmC.49bmD.40dbm答案：B4、TM7的应用场景是（）A.主要应用于单天线传输的场合。
B.主要用来提高小区的容量C.单天线beamforing，主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰。
D.适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用于高速的情况。
答案：C5、协调经理职责是_________A.负责对规划站点进行勘察，整理提交站点勘察报告B.负责对规划站点勘察结果进行初审；整理输出规划结果及规划站点勘察报告；对客户负责人反馈的问题站点进行确认；C.负责对规划站点进行仿真验证工作，确定规划结果是否符合项目需求；D.对规划站点勘察工作负项目管理协调责任，协调项目组内外人力资源；负责规划站点勘察计划以及每日站点勘察任务书的制定与下达；负责规划站点勘察工作整体进度的把握判断。
答案：D6、（LTE）2012年10月中国政府首次正式公布了FDD频谱规划方案，将原3G FDD规划的1.9G 和（），可作为LTE-FDD和LTE-A FDD系统使用频率。
A.1.9GB.2.3GC.2.6GD.2.1G答案：D7、LTE系统核心网不包括（）网元A.MMEB.SGWC.PGWD.eNB答案：D8、Solaris操作系统中创建目录命令____A.mvB.rmdirC.mkdirD.cp答案：C9、UE收到RRC连接拒绝后等待RRC连接请求重试的定时器是:A.T300B.T301C.T302D.T304答案：C10、查询小区状态的MML命令A.DSP CELLB.C.D.答案：A11、PCFICH表示的是A.物理广播信道B.物理HARQ指示信道C.物理下行控制信道D.物理控制格式指示信道答案：D12、基于竞争的随机接入过程中在哪个步骤中发送RAR,用于识别检查前导序列的时频时隙A.步骤1：传输前导序列B.步骤2：随机接入响应C.步骤3：发送Layer2/Layer3消息D.步骤4：发送竞争方式决议消息答案：B13、若某室内覆盖天线的功率为0dBm，则其对应的功率为（）瓦。
通信系统中的波束成形与波束跟踪技术
通信系统中的波束成形与波束跟踪技术随着通信技术的不断发展，波束成形与波束跟踪技术在通信系统中扮演着重要的角色。
本文将介绍这两种技术的基本概念、原理和应用，并讨论它们在现代通信系统中的重要性和前景。
一、波束成形技术波束成形技术（Beamforming）是一种利用多个天线元件合并信号以形成一个指向特定方向的束束的技术。
通过调整每个天线元件的相位和幅度，波束成形技术可以实现对信号波束进行定向性变化，以增强信号的传输效果。
波束成形技术可以分为数字波束成形和模拟波束成形两种。
数字波束成形主要依靠数字信号处理技术，通过调整每个天线元件的权重来实现波束的形成。
模拟波束成形则是通过模拟电路和单个天线元件之间的相位和幅度差异来实现波束形成。
波束成形技术在通信系统中具有广泛的应用。
例如，在移动通信系统中，波束成形技术可用于增强蜂窝基站与移动终端之间的信号传输效果。
通过将波束集中在特定的方向，可以减少多径效应和干扰，提高信号的传输质量和覆盖范围。
二、波束跟踪技术波束跟踪技术（Beam Tracking）是一种用于自适应波束成形的技术。
它通过不断监测信号的传输环境和目标位置的变化来调整波束的指向，以保持最佳的信号传输效果。
波束跟踪技术主要包括两个关键步骤：信道估计和波束选择。
在信道估计阶段，系统通过收集和分析接收信号的特征，估计出当前的信道状态信息（Channel State Information, CSI）。
在波束选择阶段，根据估计的CSI，系统选择最佳的波束形成方向，并调整各个天线元件的相位和幅度。
波束跟踪技术在移动通信系统和物联网等领域具有广泛的应用前景。
由于当前通信环境和用户位置的动态性，采用波束跟踪技术可以通过实时调整波束方向来提高信号的传输效果和系统容量。
三、波束成形与波束跟踪技术的重要性和前景波束成形与波束跟踪技术在现代通信系统中具有重要意义和广阔前景。
首先，它们可以提高信号的传输效果和系统容量，通过有效减少多径效应和干扰，并改善信号的覆盖范围和质量。
无线局域网关键技术之一：波束成形技术
无线局域网关键技术之一:波束成形技术今年以来通信运营商竞相提高无线局域网（WLAN）的地位，不仅视其为有线宽带接入的辅助手段,更不吝将其上升到战略高度。
从中国移动的部署来看,似有四架马车GSM，TD-SCDMA, TD-LTE， WLAN齐头并进之趋.于是，提升无线局域网的网络质量和用户体验成为关注焦点。
本文介绍无线局域网关键技术之一＆mdash；—波束成形（Beamforming)，包括基本概念和发展趋势。
背景由来波束成形是天线技术与数字信号处理技术的结合，目的用于定向信号传输或接收.波束成形，并非新名词，其实它是一项经典的传统天线技术。
早在上世纪60年代就有采用天线分集接收的阵列信号处理技术,在电子对抗、相控阵雷达、声纳等通信设备中得到了高度重视。
基于数字波束形成（DBF）的自适应阵列干扰置零技术，能够提高雷达系统的抗干扰能力，是新一代军用雷达必用的关键技术。
定位通信系统通过传声器阵列获取声场信息，使用波束成形和功率谱估计原理，对信号进行处理,确定信号来波方向，从而可对信源进行精确定向。
只不过,由于早年半导体技术还处在微米级，所以它没有在民用通信中发挥到理想的状态.而发展到WLAN阶段，特别是应用在个人通信中，信号传输距离和信道质量以及无线通信的抗干扰问题便成为瓶颈。
支持高吞吐是WLAN技术发展历程的关键.802。
11n主要是结合物理层和MAC层的优化，来充分提高WLAN技术的吞吐.此时，波束成形又有了用武之地.基本原理波束成形,源于自适应天线的一个概念。
接收端的信号处理，可以通过对多天线阵元接收到的各路信号进行加权合成,形成所需的理想信号.从天线方向图（pattern)视角来看，这样做相当于形成了规定指向上的波束。
例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图.同样原理也适用用于发射端。
对天线阵元馈电进行幅度和相位调整，可形成所需形状的方向图.如果要采用波束成形技术, 前提是必须采用多天线系统。
TD-LTE网络技术介绍
D
U D D U
D
D D D D
S
D D D S
U
D D D U
D
D D D U
D
D D D D
转换周期为10ms表示每10ms 有一个特殊时隒。返种配置对 时延癿保证略差一些，但是好 处是10ms只有一个特殊时隒， 所以系统损失的容量相对较小
5:3 17
TD-LTE帧结构-特殊子帧
特殊子帧配 置 0 1 2 3 4 5 Normal CP DwPTS 3 9 10 11 12 3 GP 10 4 3 2 1 9 UpPTS 1 1 1 1 1 2 最大覆 盖距离 104.11 39.81 29.11 18.41 7.7 93.41 29.11
性能（D频段）
TD-LTE技术性能达到系统设计目标，在相同频率下，可接入距离不LTE FDD基本相当 在20MHz载波，上下行时隙配置为2DL:2UL,特殊时隙配置为10:2:2时，性能不LTE FDD (10MHz×2)相 当，较TD- SCDMA有显著提升 在20MHz载波，上下行时隙配置为3DL:1UL, 特殊时隙配置为10:2:2时 •终端峰值速率：等级3癿终端下行最高80Mbps（理论峰值80Mpbs）优亍FDD等级3终端癿峰值 75Mbps;上行最高8.3Mbps（理论峰值10Mbps），低亍FDD上行理论25Mpbs •小区吞吐量：下行38.3Mbps，优亍FDD 27.4Mbps；上行为6.9Mbps, 理论小亍FDD（测试结果暂缺） •业务时延：21-30ms，比LTE FDD多2-7ms ，迖小亍TD-SCDMA 时延150ms •并发业务用户数：目前各厂家设备每小匙可以支持200个上/下行速率均满足50/100kbps癿用户，约为 TD-SCDMA癿33俰
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0.081
0.059 0.065
ESE(bps/Hz)
ESE(bps/Hz)
case2-4
case2-5
case2-6
case2-7
case2-4
case2-5
case2-6
case2-7
内部资料 注意保密
性能增益
小区边缘频谱效率
Ericsson 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 case2-4 case2-5 case2-6 case2-7 0.077 0.080 0.072 0.075 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 0.075 普天
Case2-7
基站侧： • 下行8x2 Beamforming • Rank-1/2（自适应 双流） • 下行发射功率 46dBm • eNB 侧双极化8 天 线 • 下行EBB 算法波束 赋形 终端侧： • 天线双极化 • 下行双天线接收 • 上行双天线轮流发射
基站侧： • 下行8x2 • 下行8x2 Beamforming Beamforming • Rank-1（单流） • Rank-1（单流） • 下行发射功率46dBm • 下行发射功率46dBm • eNB 侧双极化8 天线 • eNB 侧双极化8 天线 • 下行EBB 算法波束赋 • 下行EBB 算法波束 形 赋形 终端侧： • 天线垂直极化 •下行双天线接收 • 上行双天线轮流发射 终端侧： • 天线双极化 • 下行双天线接收 • 上行双天线轮流发射
内部资料 注意保密
标准内容
终端反馈：w/wo PMI/RI feedback
重用R8中UE reporting modes
终端上报PMI/RI(tm4)：
非周期：mode1-2、2-2、3-1 周期：mode1-1、2-1
终端不上报PMI/RI(TxD or tm7)：
非周期：mode2-0、3-0 周期：mode1-0、2-0
0.069
0.065
0.061
ESE(bps/Hz)
case2-4
case2-5
case2-6
case2-7
结论
和tm7相比，tm8的小区均值频谱效率增益约为10~15%左右。小区边缘频谱 效率无明显增益，且由于rank自适应调整依赖于对干扰的测量准确度，tm8的边 缘SE略有下降。
注：由于当用户处于小区边缘时，网络对干扰的测量准确度不高，会发生 tm8模式内自适 应切换到rank2传输（边缘传输效率不及rank1），从而反而使边缘SE有所下降。 可通过简单的算法优化（如，对用户位置进行预先判断），使边缘用户始终保持 rank1传输模式，从而使边缘SE达到tm7的水平。
1.850
2.500 2.000 SE(bps/Hz) 1.500 1.000 0.500 0.000 case2-4 case2-5 case2-6 1.823 2.036 1.800
2.108
case2-7
内部资料 注意保密
性能增益
小区边缘频率效率
CMCC 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.071 0.068 0.059 小区均值频谱效率
ESE(bps/Hz) 0.088 0.086 0.086
Huawei
0.086
0.054
0.084 0.082 0.080 0.078 0.076 0.074 0.072 case2-4 case2-5 case2-6 case2-7 0.077 0.079
ESE(bps/Hz)
0.000
case2-4
ZTE
1.817 1.896
CATT
1.993
2.000
1.833
1.824
2.021
2.087
SE(bps/Hz)
1.500 1.000 0.500 0.000 case2-4 case2-5 case2-6 case2-7
内部资料 注意保密
性能增益
小区均值频谱效率
Ericsson 2.000 1.500 小区均值频谱效率 1.000 0.500 0.000 case2-4 case2-5 case2-6 case2-7 1.770 1.790 1.800 普天
MAC L3
• RRC：支持BF UE能力查询及BF天线模式RRC重配
• SRS配置：Sounding分配算法考虑BF权值估计需要 • UE reporting配置：配置终端是否进行PMI/RI反馈
内部资料 注意保密
设备改造分析
终端设备
终端设备的改造主要涉及到如下几个方面： 下行接收：
Tm8及DCI 2B的接收：
两天线交替发送有性能增益
VA-PA (MS BF)
same time-frequency
CodewordLayer Mapping Channel Encoder MOD MUX
SU-MIMO based on 注：eNodeB如何参考PMI/RI生成赋值矢量取决于设备具体实现。 Dual-stream beamforming 内部资料 注意保密
波束赋形技术发展
Rel-8: tm 7 Rel-9: tm8 Rel10: TBD
• • • • •
单天线端口（port 5） UE专用RS解调 波束赋形（单流） 基于非码本 天线数量大于4
• 双天线端口（port 7和 8） • 新UE专用RS设计 • 波束赋形+空分复用 （最多双流） • 基于非码本 内部资料 注意保密 • 天线数量大于 4
终端始终上报CQI，PMI/RI是否上 报依据网络配置
终端基于小区RS计算 CQI/PMI/RI
内部资料 注意保密
技术原理
8天线双流波束赋形技术
• 基站侧
– 获取上行信道状态
• 通过SRS， 辅以PMI/RI • 依据信道状态，确定单/双流传输
终端侧
终端双天线接收 终端计算并上报CQI
基于小区RS提升吞吐量 提升覆盖半径 降低小区间干扰
双流BF技术结合了智能天线赋形技术和MIMO的空间复用技术，同时 传输多个数据流实现空分复用，并能够保持传统单流下实现的广覆盖， 提高小区容量和减少干扰。
内部资料 注意保密
标准进展
双流波束赋形的R9标准化已于2009年12月基本完成
复杂度增加不大
端口7和8的导频接收和信道估计：
Port 7/8导频时域密度较集中，若信道估计粒度同tm7，则信道估计复杂 度比tm7增加
下行双流数据检测：
数据检测复杂度同tm4（空间复用）相当 直接估计等效信道矩阵，复杂度比tm4略低
上行发送：
SRS发送：
依据网络高层配置，开启上行双天线选择发送SRS，则复杂度增加
设备规范建议
网络设备要求
序号
TD-LTE_Dual Layer_BF_1 TD-LTE_Dual Layer_BF_2 TD-LTE_Dual Layer_BF_3
2007～2008年，双流BF的整体解决方案在IMT-A技术组和标准子组上分别 提交并获得了通过 2008年6月，双流BF开始在LTE-A（Rel-10）技术范围内推动 2009年3月，中国移动推动双流波束赋形技术在LTE R9立项完成，相关标准 化工作在RAN1展开讨论 2009年12月，双流BF技术的标准化工作已基本完成
单用户双流 BF • 信道相关矩阵特征向量
• 赋形矢量利于降低流间干扰
– 生成下行赋形矢量
依据网络配置，计算上报PMI/RI
基于小区RS， 发送端口数有限， 无法全面反映信道 PMI离散性，无法准确反映信道
– 计算波束赋形CQI
• 结合终端反馈CQI和赋形增益 • 计算每数据流的CQI，确定MCS
依据网络配置，发送SRS
0.000
case2-4
2.500 2.000 SE(bps/Hz) 1.500 1.000 0.500 0.000 case2-4 case2-5 case2-6 case2-7 1.813
case2-5
case2-6
case2-7
2.500
case2-4
case2-5
case2-6
case2-7
PMI/RI发送：
依据网络高层配置，若UE上报PMI/RI，复杂度同tm4，比tm7有所增加
内部资料 注意保密
厂商支持情况
网络设备厂商
2010 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 2011 Q3 Q4 Q1 Q2 2012 Q3 Q4
ZTE
大部分网络设备厂商计划于2011年底前支持R9单用户双 流波束赋形技术，于2012年Q1之前支持多用户双流波束 SU-MIMO MU-MIMO 赋形 内部资料 注意保密
0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000
case2-5
case2-6
case2-7
0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000
ZTE
0.089
CATT
Cell Specific RS for port 1~4
UE Specific RS for port 5
内部资料 注意保密
UE Specific RS for port 7,8
标准内容
新的独立传输模式（tm8），新的DCI format
下行控制信令
基于DCI format 2A设计：
去掉swap flag 增加加扰ID（动态指示导频序列）