智能天線技術(shù)

單流：發(fā)射端利用上行信號(hào)來(lái)估計(jì)下行信道的特征，在下行信號(hào)發(fā)送時(shí)，每根天線上乘以相應(yīng)的權(quán)值，使其天線陣列發(fā)射信號(hào)具有波束賦形效果。

單流：TM2、TM7傳輸模式；RANK=1；

雙流：結(jié)合復(fù)用和智能天線技術(shù)，進(jìn)行多路波束賦形發(fā)送，既可以提高用戶的信號(hào)強(qiáng)度，又可以提高用戶的峰值和均值速率。

雙流：TM3、TM8傳輸模式；RANK=2；特征：速率可以大于等于120Mbps

單通道：?jiǎn)瓮ǖ郎漕l單元只有一個(gè)射頻通道，也就是只有一個(gè)天線接口；

雙通道：雙通道射頻單元有兩個(gè)射頻通道，這兩個(gè)射頻通道可以使同頻也可以是異頻，同頻時(shí)可以單獨(dú)使用也可以互為分集，異頻時(shí)可以作為相互的補(bǔ)充。

1 關(guān)于流的一些定義

1、流指的是數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N形式，而“單雙流”是指有多少路數(shù)據(jù)在同時(shí)傳輸。

2、RI（Rank Indicator），秩指示，用來(lái)指示PDCSH有效的數(shù)據(jù)層數(shù)。如果秩為1，代表只能傳一路獨(dú)立的信號(hào)；秩為2，代表能同時(shí)傳兩路獨(dú)立的信號(hào)。如在TM3模式下，可根據(jù)RI的數(shù)值判斷UE的單雙流狀態(tài)。若RI=1，UE處于單流的傳輸狀態(tài)；若RI=2，UE處于雙流的傳輸狀態(tài)。

3、CQI（Channel Quality Indicator），信道質(zhì)量指示。CQI用來(lái)反映下行PDSCH的信道質(zhì)量，用0-15來(lái)表示，15表示信道質(zhì)量最好。UE會(huì)上發(fā)CQI給eNodeB，eNodeB得到CQI值后會(huì)判斷當(dāng)前的PDSCH信道條件從而調(diào)度PDSCH。

4、雙流是否啟動(dòng)，是由終端上報(bào)的CQI決定的，而終端上報(bào)的CQI又是由SINR值決定，所以優(yōu)化單雙流最關(guān)鍵的是進(jìn)行SINR值的優(yōu)化。

2 怎樣看是否運(yùn)用到雙流？

1、華為的前臺(tái)測(cè)試軟件Probe可以看到是否運(yùn)用雙流，具體如下：

（1）radio parameters窗口，從傳輸模式（transmission mode）可以看，tm3為雙流，tm1、tm2和tm7只支持單流。

（2）還可以在mcs窗口觀察，窗口內(nèi)有兩列數(shù)字；當(dāng)兩列數(shù)字都不為0時(shí)，則說(shuō)明是雙流；當(dāng)左邊一列的不全為零，右邊的一邊全為0，則說(shuō)明是單流。

（3）還可以通過(guò)RANK SINR來(lái)判斷，如果是單流的話，則SINR值對(duì)應(yīng)的是RANK 1 SINR項(xiàng)有顯示；如里是雙流的話，RANK 1 SINR、RANK 2 SINR項(xiàng)都有顯示。

2、后臺(tái)網(wǎng)管可以通過(guò)查天線收發(fā)模式配置，一發(fā)一收就是單流，兩發(fā)兩收是雙流。

3 什么是多天線

多天線技術(shù)是一種統(tǒng)稱，可根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方式分為普通天線傳輸、分集傳輸、MIMO空間復(fù)用和波束賦形。eNodeB不但能支持多天線接收，還支持多天線發(fā)射，而UE暫只能支持多天線接收，不支持多天線發(fā)射。

（1）普通的單天線傳輸，數(shù)據(jù)流只有一路，所以是單流；

（2）分集傳輸，雖然有多路數(shù)據(jù)在傳輸，但兩路數(shù)據(jù)流傳輸?shù)捻樞虿煌?，傳輸?shù)膬?nèi)容相同，所以對(duì)用戶來(lái)講，還是單流，只是提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行裕?/p>

（3）MIMO空間復(fù)用利用多個(gè)天線，同時(shí)傳輸不同的內(nèi)容，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于一次有多路數(shù)據(jù)流，所以稱為雙流；空分復(fù)用一般運(yùn)用在一定的高SINR環(huán)境中。

（4）波束賦形是指利用發(fā)射端或接收端的多根天線，以一定的方式形成一個(gè)特定波束，使目標(biāo)方向上天線增益最大以及抑制/降低干擾，從而提高系統(tǒng)容量。分為單流波束賦形和雙流波束賦形。

4.1 MIMO（Multiple Input Multiple Output多輸入多輸出）

MIMO（Multiple Input Multiple Output多輸入多輸出）是LTE系統(tǒng)的重要技術(shù)，它是指在發(fā)送端和接收端同時(shí)采用多根天線，能成倍提升系統(tǒng)頻譜效率的技術(shù)。 MIMO信道容量隨發(fā)送端和接收端最小天線數(shù)目線性增長(zhǎng)，故MIMO模式下信道容量大于單天線模式下的信道容量。同時(shí)MIMO還能夠通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)提高無(wú)線鏈路傳輸?shù)目煽啃院托盘?hào)質(zhì)量。因此，MIMO技術(shù)不僅可以提升系統(tǒng)容量和覆蓋，還可以帶來(lái)更高的用戶速率體驗(yàn)。

4.2 MIMO的增益

(1)功率增益 假設(shè)每根天線的發(fā)射功率相等，則采用M根天線發(fā)射相對(duì)單天線發(fā)射可獲得的功率增益為10log(M) dB。

(2)復(fù)用增益 復(fù)用增益來(lái)源于空間信道理論上的復(fù)用階數(shù)。 MxN的MIMO系統(tǒng)提供的理論上的系統(tǒng)容量能力為SISO系統(tǒng)的min（M，N）倍。

(3)分集增益 分集增益來(lái)源于空間信道理論上的分集階數(shù)，可以提高接收端信噪比穩(wěn)定性，從而提升無(wú)線信號(hào)接收可靠性。 相同條件下MxN的MIMO系統(tǒng)的收發(fā)信號(hào)錯(cuò)誤概率為SISO系統(tǒng)的1/(M*N)。

(4)陣列增益 理論上，1xN的SIMO系統(tǒng)和Mx1的MISO系統(tǒng)相對(duì)于SISO可獲得的陣列增益分別為10log(N) dB和10log(M)dB。

5.1 傳輸模式和MIMO方案對(duì)應(yīng)關(guān)系

TM，Transmission mode，傳輸模式，代表下行信號(hào)的發(fā)射方式。LTE的發(fā)射模式分為發(fā)射分集、MIMO空間復(fù)用、波束賦形等種類。TM模式與LTE的天線類型密切相關(guān)。

1. TM1，單天線端口傳輸：主要應(yīng)用于單天線傳輸?shù)膱?chǎng)合。

2. TM2，發(fā)射分集模式:（2根天線發(fā)射相同數(shù)據(jù)量，接收端通過(guò)最大比合并信息，降低了誤碼率，提高了傳輸?shù)目煽啃?。）：適合于小區(qū)邊緣信道情況比較復(fù)雜，干擾較大的情況，有時(shí)候也用于高速的情況，分集能夠提供分集增益。

3. TM3，開(kāi)環(huán)空分復(fù)用（終端不反饋信息，發(fā)射端通過(guò)預(yù)定義的信道信息來(lái)發(fā)送信息）：合適于終端（UE）高速移動(dòng)的情況。

4. TM4，閉環(huán)空分復(fù)用（終端反饋信息，發(fā)射端通過(guò)反饋信息來(lái)計(jì)算通過(guò)什么調(diào)制方式發(fā)送）：適合于信道條件較好的場(chǎng)合，用于提供高的數(shù)據(jù)率傳輸。

5. TM5，MU-MIMO傳輸模式（多用戶MIMO，基站使用相同的頻域資源將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同的用戶，接收端根據(jù)多根天線對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行取消和零陷）：主要用來(lái)提高小區(qū)的容量。

6. TM6，Rank1的傳輸（單層閉環(huán)空分復(fù)用，當(dāng)終端反饋RI=1時(shí)，發(fā)射端采用單層預(yù)編碼，以適應(yīng)當(dāng)前信道）：主要適合于小區(qū)邊緣的情況。

7. TM7，Port5的單流Beamforming模式（單流波束賦型，具有8天線陣子，發(fā)射端利用上行信號(hào)來(lái)估計(jì)下行信道的特性，在下行發(fā)送信號(hào)時(shí)，每根天線上乘以相應(yīng)的特征權(quán)值，使發(fā)射信號(hào)具有波束賦型特性）：主要也是小區(qū)邊緣，能夠有效對(duì)抗干擾。

8. TM8，雙流Beamforming模式：可以用于小區(qū)邊緣也可以應(yīng)用于其他場(chǎng)景。

9. TM9， 傳輸模式9是LTE-A中新增加的一種模式，可以支持最大到8層的傳輸，主要為了提升數(shù)據(jù)傳輸速率。

5.2 TD-LTE 中支持的多天線傳輸模式

1、LTE 目前設(shè)備主要用到的傳輸方式包括TM1、TM2、TM3、TM7 和TM8。ENodeB自行決定某一時(shí)刻對(duì)某一終端采用什么傳輸模式，并通過(guò)RRC信令通知終端。傳輸模式是針對(duì)單個(gè)終端的，同一個(gè)小區(qū)的不同終端可以有不同的傳輸模式, 現(xiàn)網(wǎng)一般開(kāi)啟TM3模式。模式3到模式8都含有發(fā)射分集，當(dāng)信道質(zhì)量快速惡化時(shí)，eNodeB可以快速切換到模式內(nèi)的發(fā)射分集模式。

2、TM2雖然有雙層傳輸，但它是分集，2層傳輸?shù)膬?nèi)容是相同的；我們說(shuō)的雙流一般是指2層傳輸?shù)膬?nèi)容是不同的。所以TM2可以說(shuō)是雙層傳輸，但是是單流。

3、現(xiàn)華為網(wǎng)管對(duì)傳輸模式的配置分為固定配置模式和自適應(yīng)配置模式，主要有固定配置-TM2、固定配置-TM3和開(kāi)環(huán)自適應(yīng)，默認(rèn)配置為TM3。

6 LTE 中多天線解決方案

（1）宏站 LTE宏站2/8 天線均可以獨(dú)立組網(wǎng)。TD-LTE 中2 天線可以獲得分集和復(fù)用增益，8 天線可綜合獲得3 種增益：賦形增益、分集/復(fù)用增益。波束賦形一方面能提高覆蓋能力，另一方面可以降低小區(qū)內(nèi)/間干擾，從而提升系統(tǒng)吞吐量。

LTE宏站天線應(yīng)用問(wèn)題：

a）8 天線在容量和覆蓋性能方面有一定優(yōu)勢(shì)，在同等站距情況下可以提升網(wǎng)絡(luò)容量。

b）8 天線施工實(shí)施難度稍大于2天線，但現(xiàn)網(wǎng)大部分站址具備8天線實(shí)施條件。8天線在容量和覆蓋性能方面有一定優(yōu)勢(shì)，建議在大部分基站采用8 天線。

（2）室內(nèi)站 LTE 室分站建設(shè)可以分為單路和雙路2 種模式。單路模式是指通過(guò)合路器，將LTE 系統(tǒng)饋入現(xiàn)有單路室內(nèi)分布系統(tǒng)，RRU只用一個(gè)通道形成單流（如果是雙通道RRU的話，此時(shí)另一通道需接上負(fù)載堵?。?；雙路模式是指LTE 系統(tǒng)一路通過(guò)合路器饋入現(xiàn)有單路室內(nèi)分布系統(tǒng)，另外新建一路通道，通過(guò)雙路的方式實(shí)現(xiàn)MIMO雙流。

LTE室內(nèi)天線應(yīng)用問(wèn)題：

a）組成MIMO線陣的2 個(gè)單極化天線盡量采用10λ以上間距（約為 1.25m），如實(shí)際安裝空間受限雙天線，間距不應(yīng)低于4λ（約為0.5 m），以保持足夠的天線隔離度。

b）對(duì)支持MIMO的雙路分布系統(tǒng)，組成MIMO天線陣的2 個(gè)單極化天線口功率之差要求控制在5 dB以內(nèi), 2個(gè)天線之間功率差值不能太大，否則就會(huì)退出雙流。

7 日常優(yōu)化排查方法及例子

LTE室分系統(tǒng)雙通道不平衡排查方法： 針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中的雙流系統(tǒng)的室分站點(diǎn)無(wú)法占用到雙流，只能占用到單流的情況，可將站點(diǎn)配置了單流（1T1R）或者閉塞RRU的某個(gè)通道，現(xiàn)場(chǎng)分別測(cè)試對(duì)比，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RSSI，結(jié)合雙向情況排查是否為RRU的問(wèn)題或者是室分系統(tǒng)某段線路導(dǎo)致。