TD-LTE組網(wǎng)8天線(xiàn)不可或缺

多天線(xiàn)技術(shù)（MIMO）是LTE系統的核心技術(shù)之一，能夠在不增加頻譜帶寬和天線(xiàn)發(fā)射功率的情況下，大幅提高信道容量、頻譜利用率和數據的傳輸質(zhì)量。試驗驗證，對于TD-LTE，8天線(xiàn)相比2天線(xiàn)、4天線(xiàn)更能夠充分發(fā)揮TDD的性能優(yōu)勢，發(fā)揮空間復用和干擾抑制的優(yōu)勢，進(jìn)一步提升TD-LTE小區的吞吐量，同時(shí)8天線(xiàn)接收也會(huì )增強上行的業(yè)務(wù)速率。

一、頻譜危機下的8天線(xiàn)優(yōu)勢

在頻譜資源日益緊張的今天，全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入爆炸式增長(cháng)階段。面對爆炸性增長(cháng)的無(wú)線(xiàn)數據寬帶需求，如何利用現有的TDD頻譜資源，實(shí)現LTE產(chǎn)業(yè)規模效益最大化，已成為全球LTE產(chǎn)業(yè)的重要課題。TD-LTE 8天線(xiàn)的技術(shù)特性使之成為緩解頻譜資源壓力、顯著(zhù)改善頻譜利用率的有效方法之一。

以密集市區場(chǎng)景為例，子幀配置為2D2U，特殊子幀配置為10:2:2時(shí)，不同天線(xiàn)形態(tài)的小區平均速率和小區邊緣用戶(hù)速率的仿真對比如圖1所示。

對于上行鏈路的性能，8天線(xiàn)相比于2天線(xiàn)和4天線(xiàn)有更大的接收分集增益。

對于下行鏈路的性能，小間距8天線(xiàn)相比4天線(xiàn)的空間自由度更大，能夠形成更窄、指向性更強的波束，提高有用信號，有效降低干擾，相比小間距4天線(xiàn)有更大的賦形增益。

從上述數據可以看出，天線(xiàn)數越多，頻譜效率越高，8天線(xiàn)能夠顯著(zhù)提升上下行速率。

二、8天線(xiàn)應對上行業(yè)務(wù)帶寬需求

隨著(zhù)用戶(hù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，微信、視頻電話(huà)等新業(yè)務(wù)導致上行業(yè)務(wù)的比重日益增加。在LTE系統中，由于UE在發(fā)送功率上顯著(zhù)低于基站側，根據鏈路預算，上行業(yè)務(wù)信道相比下行業(yè)務(wù)信道更受限。同時(shí)，由于終端上行只有1根天線(xiàn)發(fā)送，對于接收側來(lái)說(shuō)，采用多天線(xiàn)將能夠利用空間自由度獲得更大的處理增益，因此8天線(xiàn)能夠使其增益達到最優(yōu)。

同時(shí)，8天線(xiàn)具有良好的干擾消除功能，通過(guò)IRC（干擾抑制合并）算法，能夠有效提高小區上行平均吞吐量。經(jīng)現網(wǎng)充分驗證，在上行存在鄰小區終端加載時(shí)，8天線(xiàn)開(kāi)啟干擾抑制算法能夠提高70%的總吞吐量，相對4天線(xiàn)不足30%的提升量，具有明顯優(yōu)勢。此外，8天線(xiàn)在上行引入MU-MIMO能夠更充分發(fā)揮空間自由度大的優(yōu)勢，極大提升上行性能。

三、針對對稱(chēng)業(yè)務(wù)8天線(xiàn)性能更具優(yōu)勢

基于IMS的VoLTE話(huà)音方案是LTE網(wǎng)絡(luò )支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的重要演進(jìn)路徑，VoLTE能夠提供高質(zhì)量的音視頻業(yè)務(wù)體驗，將成為全球主流的語(yǔ)音方案。

由于語(yǔ)音業(yè)務(wù)是對稱(chēng)業(yè)務(wù)，而LTE受限于上行，因此語(yǔ)音業(yè)務(wù)的容量將取決于上行。TD-LTE下行能力超過(guò)上行，通過(guò)使用8天線(xiàn)，在上行具有天然的分集增益，保證上行覆蓋不受限，從而有效提升上行能力，可更好地匹配下行業(yè)務(wù)，如圖2所示。

TD-LTE基站側采用8天線(xiàn)形態(tài)，能夠有效解決TD-LTE系統上行受限的問(wèn)題，滿(mǎn)足語(yǔ)音類(lèi)業(yè)務(wù)包的時(shí)延抖動(dòng)要求，并大幅提高語(yǔ)音業(yè)務(wù)的承載用戶(hù)數，全面保障LTE后續全面接管2G、3G的語(yǔ)音和分組業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)路線(xiàn)，降低運營(yíng)商管理和運維多制式網(wǎng)絡(luò )的投入成本。

四、工程部署8天線(xiàn)與4天線(xiàn)建設難度相當

通過(guò)對比8天線(xiàn)與4天線(xiàn)的主要參數，可以得出，8天線(xiàn)與4天線(xiàn)在重量和體積上幾乎相當。。

同時(shí)，對于2.6G單頻段的8天線(xiàn)在體積和重量上還要更小。由于TD-LTE（2.6GHz)頻率較高，天線(xiàn)半波陣子的尺寸只有800MHz的1/3左右，通過(guò)采用雙極化天線(xiàn)，8通道天線(xiàn)尺寸也較垂直極化時(shí)顯著(zhù)減小。

目前，8天線(xiàn)已經(jīng)成功應用于中國移動(dòng)的TD-SCDMA現網(wǎng)和TD-LTE擴大規模試驗網(wǎng)絡(luò )，經(jīng)過(guò)多年的組網(wǎng)實(shí)踐和優(yōu)化，開(kāi)發(fā)了包括集束線(xiàn)纜等工程實(shí)施新方法，在工程可實(shí)施性和故障率上均已滿(mǎn)足商用需求。

綜上所述，室外基站建設采用8天線(xiàn)相比采用4天線(xiàn)整體更具優(yōu)勢。在城區及密集城區等典型LTE覆蓋場(chǎng)景中，針對不同場(chǎng)景，可對2、8天線(xiàn)進(jìn)行靈活部署，互相補充。對于站間距大、可新建天面的情況建議采用8天線(xiàn)建設；對于站間距大但天面緊張的情況，建議補站，根據補站后的情況，采用8天線(xiàn)或2天線(xiàn)建設；對于站間距較近（比如300米以?xún)龋?，且天面建設困難的情況，建議采用2天線(xiàn)，并與現網(wǎng)2G或3G天線(xiàn)采用雙頻天線(xiàn)的建設方案。

相比于LTE傳統4天線(xiàn)技術(shù)，8天線(xiàn)在容量和覆蓋能力上都有明顯的性能增益，同時(shí)考慮到站點(diǎn)方案、運維復雜度、以及CAPEX/OPEX等因素，全球最大的TD-LTE網(wǎng)絡(luò )目前正在采用8天線(xiàn)方案廣泛部署。