TD—LTE 2/8天线优化与实践

1 TD—LTE整体介绍

TD—LTE作为新一代的通信技术，将追求更大的带宽、更大的容量、更高的传输速率、更低的传输时延和更低的运营成本。TD—LTE可以在1.4MHz～20MHz之间灵活进行带宽配置，降低用户面时延至5ms以下，控制面时延至100ms以下，上行峰值速率达到50Mbps以上，下行峰值速率达到100Mbps以上，降低了每bit的运营成本，并成功融合TDD和FDD的帧结构与协议栈，为后续TDD和FDD的产品共芯片、TD—LTE国际化奠定基础。

TD—LTE相比于FDD—LTE有三点天然的技术优势：

（1）更灵活的时隙配比：根据对国内外现网业务数据的统计，上下行业务的比例均在1：4～1：6之间，大量的业务需求集中在下行。TD—LTE支持7种不同的上下行子帧配置，可以根据移动互联网非对称的业务特性进行灵活的上下行时隙配比。

（2）上下行信道互易性：TD—LTE作为TDD模式，在相同载波上同时承载上下行业务，可以充分利用信道的互易性。信道互易性是TD—LTE使用8天线和增强多天线技术（波束赋型技术）的基础。

（3）更高的频谱资源利用率：TD—LTE不需要对称频谱，可以最大程度地利用所有频谱资源。

2 TD—LTE的多天线技术优势

（1）下行传输方面

TD—LTE作为TDD系统，上下行子帧工作在相同的载波上，利用信道互易性，可以通过前一时刻的上行信道获得下一时刻下行信道的信息。TD—LTE可以利用8天线进行下行的波束赋形和干扰抑制，如下行单用户单流的波束赋形、单用户多流的波束赋形、多用户多流的波束赋形，以及TD—LTE—Advanced的多小区协作传输。系统级仿真表明，在理想信道估计的情况下，下行8天线相比于2天线，其平均频谱效率有22%的增益；8天线采用Rel—9版本中的双流，相比于8天线单流有6%的增益；而当8天线采用多用户MIMO时，又可以进一步提升33%的性能。

（2）上行传输方面

考虑到目前大部分的终端最高只支持16QAM的调制方式，仿真中8天线也能获得很好的性能优势。8天线相比于2天线的单用户，可以获得平均54%的增益；而在8天线的多用户与单用户相比，平均又可以获得65%的增益。上行仿真中，大部分用户均采用较高的MCS等级，表明TD—LTE上行8天线仍有较大的潜力可挖。

（3）规模试验的外场验证

加扰情况下的8天线相比于2天线，下行平均吞吐量有42%的增益，边缘有43%的增益；上行平均吞吐量有22%的增益，边缘有25%的增益。8天线的波束复兴增益能够达到4～9dB。

3 存在的挑战及解决办法

多天线技术作为TD—LTE的技术核心，可以大幅提高系统性能。TDD具有信道互易性的特点，8天线可以更好地发挥TDD的优势。但2/8天线的选择需要综合考虑多方面因素，诸如网络性能和后续发展的潜力、网络建设的难易程度和后续优化维护的难易程度等。TD—LTE的8天线系统的实现仍面临着诸如公共信道的波束赋形、射频通道的校准、TD—LTE和TD—SCDMA共天线设计以及TD—LTE 8天线小型化等方面的挑战，这些都有待产业界携手共同解决。