智能天线的性能和应用

曹芳志

【摘要】 随着移动通信的快速发展，多天线技术的使用成为一种必然。LTE采用多种多天线技术，其中TD-LTE是一种智能天线，智能天线的使用给用户带来了更好的体验，文章对该天线的性能与应用做了具体的分析。

【关键词】 智能天线 性能 应用 TD-LTE

一、智能天线的性能

智能天线是多天线技术的一个分支，以TD-LTE为主要特征。智能天线性能良好，与以往的天线相比，具有更快的传输速度，因此能够满足更大的用户需求，带来更好的用户体验。在天线配置的选择上，最有算法MINO存在差别，因此3GPP给出了多种MIMO传输模式，以便于对不同型号智能天线性能进行具体分析。笔者主要通过2天线和8天线的性能和传输方案对比来说明智能天线的使用。

首先：2天线的传输依赖于智能技术TM2、TM3或TM4。其中，TM2 采为2天线的分集方案，主要用于传输信号不稳定或者无法获得真实的信号传输质量时，其主要传输方式为SFBC。TM3 主要通过循环移位进行传输，在无信息反馈通道的情况下获得信道服用和双流传输模式，编码矩阵具有预设性。TM4 是一种支持单双流自适应，但需要UE 上报PMI与和RI。多天线造成的信号互相干扰问题可以采用数字信号处理技术来解决，利用技术层面来调整天线阵元信号发送的权值，使不同信号特性之间的干扰降低。另外，还可以利用诸如波束成形等技术来修改权值，使其产生定向波束，从而提高电网基站的供给容量。利用波束成形技术，可对用户的网络进行跟踪，确保网络流量的最优化使用，提高资源的可利用价值。这样就形成了下行的单用户多流波束成形与下行的多用户多流波速成形。

由于信息反馈方式存在差别，因此波速成形具有不同种类，一种为基于码本的成形方式，一种为基于信道互易性的波速成形方式。前者是依靠基站的信息反馈来获得下次传输的预编码码本，而后者是依据上行发送的探测参考信号，通过信道互异性来获得下一次传输的信息。这种方式相对来说更先进，无需信息反馈，可以节省传输时间，因此主要应用于TDD 系统。8天线可支持2天线的所有运行模式，另外还可以支持TM7和TM8两种传输模式。二者的共同点在于都要通过信道互移获得下行编码，而不同的在于前者只能支持单流传输，而后者可支持双流自适应传输。

二、智能天线的实际应用

1、广播信道无功率加权发送方案。目前所使用的R8版本的TD -LTE可支持 4 个CRS 端口，分别为端口0、1、2、3，对于2天线基站来说，通常可映射到前两个端口，也就是端口0和端口1。只有采用四个端口时才能实现全部映射。但我们在生活中通常使用8天线，这一天线的应用频率甚至高于2天线，这就造成CRS 端口数的不足，因此在8天线基站的使用中，主要考虑的就是其端口的使用问题。虚拟端口时解决办法之一，利用虚拟CRS端口的设立来实现映射和信息的发送，另外还可以采取同一极化方向4根天线满足8个端口的要求。在传统的设计中，主要采取3dB波束宽度为90°的天线阵列，但广播信道需要65°波束宽，为了形成65°波束宽，所有天线的加权系数不能为1，从而造成系统有效发射功率的损失。我们对其优化途径进行如下分析，其主要考虑的就是降低信道加权对于系统功率损耗的影响。在3dB 波束宽度中，要求使用65°的双极化智能天线阵列，为了满足这一要求，应从不同的极化方向的等效叠加，就可以实现近似水平方向65°的广播波束，同时又可以避免等效功率的损失，最终实现广播信道的覆盖。

2、智能天线系统下行链路质量估计的优化。以8天线为例，智能天线的优化主要是针对其下行链路的质量估计进行优化。现行的8天线等效信道智能获得两根逻辑天线，不能够技术获得智能天线的增益，从而导致公共导频端口的映射问题。事实上就是基站依据使用者反馈的虚拟2 天线的CQI 与基站的信道所估计结果相结合，从而得到下行优化的波速成形增益，在该反馈过程中完成优化。通过这一优化过程，还能够确保基站的CQI精度，正确选择CQI调制编码，确保整个系统满足基站运行的基本要求，并适当提升其性能。

3、SRS 多小区协调分配方案设计。在SRS 的的设计中，可以结合宽带的大小。用户量等因素对其进行性能设置，确保性能最优。SRS的有效信噪比主要取决于SRS 的配比用户数，在同一小区的SRS中，用户量增多，则将提高有效信噪比，与此同时，信号就越差。因此，对于SRS来说，最主要问题就是确保其信噪比降低，提高其协调性。尤其是在相邻小区之间的抗干扰设置上，可以设置成SRS资源正交，确保SRS的信道估计的准确性。目前，采用多校区分配协调方案，按时间段轮流发送的方式在一定程度上能够解决这一问题，但要提高信道估计的精确度，还需对信道进行进一步的处理。

三、总结

随着移动通信的快速发展，多天线技术的使用已经成为一种必然趋势。智能天线作为基站主要使用天线之一，在移动通信系统中，智能天线以TD-LTE 为主要特征，为了确保TD-LTE的稳定性，我们要对智能天线的性能进行分析，并且在基站运行过程中对其进行调整。

参 考 文 献

[1]马颖.TD -LTE基站智能天线性能分析[J].电信科学，2012（11）.

[2]饶文彬.TD -LTE室外天馈系统解决方案探究[J].2013年信息通信网络技术委员化年会论文集.2013