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大唐移动王映民:LTE+中的多天线增强技术

2013年09月09日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4048字 ⁄ 字号 评论关闭

12月18日-19日,第二届CNGI工程技术论坛暨移动互联网国际峰会在北京召开,会上,工信部副部长奚国华、中国移动副总裁沙跃家、中国工程院副院长邬贺铨、以及各大设备厂商、终端制造商、内容服务提供商等出席了会议并做了主题演讲。

 以下是大唐移动王映民的演讲实录。

  王映民:谢谢王院长,谢谢各位来宾,我介绍的题目是LTE里面的多天线增强技术。那么现在3G完成的标准成为LTE的标准。那么在LTE里面一
个很重要的技术特点呢就是加入了多天线技术这样一个特点,那么在LTEPLUS里面多天线技术还会得到更多的增强。我就在多天线技术,在LTE+里面做的
工作大家汇报一下。

  我介绍的题目是多天线增强技术,具体内容包括4个方面,一个是上行单用户的MIMO一个增强,我们知道在现有的标准里面上行的多用户已经得到了支持,下一步就是单用户。第二个部分就是下行的高级MIMO,第三部分就是LTEPLUS波速的增强,第四是引入的多点协作。

  首先我们看上行单用户的MIMO的情况,LTEPLUS里面对上行传输的需求,频谱效率要求到15比特每秒每赫兹,支持4层数据的传输,那么这
是一个LTEPLUS的一个需求,同时考虑到终端的它的对于功率,对于复杂度的一些限制,那么对于上行单用户的支持呢,应该是只有某些类型的终端能够支持
上行的多层的传输。那么上行还牵扯到在LT+里面牵扯到一个多子问题,那么在更宽的频带的情况下,单载波怎么样使用多载波,目前的结论是在上行单流传输的
时候,是单载波的FDMA,按照20兆形成一个N倍的方式的多载波的传输,对于上行多流的方式正在讨论,那么一方面需要考虑不同的算法之间的复杂性,它带
来的影响,另一方面也要考虑对于28标准规范本身的影响,希望这个规范能够平滑地引进。目前上行单用户的侯选技术大概有这么几类,这样技术各个公司已经提
出来了,对于TDD方式呢,可以利用TDD方式情况先的信道对称性,利用这个对称性我们上行发送的时候可以借助下行参考符号的,对于信道的估计。这个是我
们做的一个仿真的结果,红线是非码本的这样一个方式,那么蓝线是码本的方式,我们做了两种情况下的对比,我们看到,那么在2×2的情况下,非码本它的吞吐
量能够得到23%的增议,那就是说在实现MIMO的情况下,可以得到吞吐量的一个好处。

  那么当采用这样一个非码本的方式的情况下,免去了测量和反馈的这样一个过程,同时呢,它也需要天线具有智叫者,那么我们在通信过程中找到一些特
定的时期,特定的频段,利用它可以两个天线分别作为收发,通过补偿这个系数就可以对天线进行较准,这已经经过实际系统的验证的。上面就介绍上鞋单用户
MIMO的情况,下面我们来看下行高阶MIMO的情况,在现在的28的情况是这样,它包括发送分级,包括空间服用,包括空分多子,这个是现在的28版本的
LTE标准已经包括的。那么在LTE+里面对下行也提出了相应的效果,首先是分值频谱效率,提到30个比特每秒每赫兹,同时支持8层的数据。那么这样的一
个高阶天线配置在什么情况下部署呢,当然就是通常这种应用的场景应该是在低移动性,本地的一个环境下才使用的,那么同时呢,这样高阶的天线考虑到结构上,
假设上的问题呢,我们觉得首先应该考虑小间距的这样的天线,同时也是这样,对于高阶的MIMO的情况,终端只是部分的高性能的终端分类里面才支持这样的方
式。那么下行高阶MIMO从一般性考虑怎么支持,首先是兼容性的影响,支持28的终端应该是没有问题的,那么28的终端和LTE+的终端可以通过TDM或
者FDM的方式,是28的终端和LTE+的终端将来都可以使用。

  第二个就是参考信号的考虑,我们知道要支持8层数据,相应的断口需要8个,这样的话参考信号带来的对于容量的损失这是必须考虑的,现在基本的考
虑就是在保持断口0到端口3是小区的是不变的,增加的端口主要是针对用户的解调用的参考符号来支持超过10层的数据,同时在这样的情况下保持在11和频1
上是一个低密度的,因为这个需求里我们看到了,他是希望在低移动性本地环境使用的,可以在导频的密度可以降低。那么至于传输方案呢,也是这样,就是在这样
的环境下,当然最基本的就是高阶的MIMO要考虑多天线的间距,另外就是传输方式也有BOOK的方式,那么这么多天线的情况下需要考虑复杂性带来的影响。
那么在多用户的情况下,如果8层数据考虑优化,需要设计的时候考虑跟以前LTE不同的情况,一个干扰数量,同时在这种多用户的情况下,有可能对某一个用户
可能也是一个多层的传输,这是在标准化里面需要具体考虑的。

  第三部分的内容我们讨论一下波速复形的增强。它可以提高小区边缘的吞吐率,那么在28的LTE的规范里面,已经
支持了波速复行,它利用断口5提供的针对用户的信号支持了波速复行,但是28有一个局限,目前还是支持的单流的数据,28这样对于波速的支持需要在后期的
标准里面口扩展。那么28的波速复行可以朝这两个方面考虑,就是类似于单用户的,第二个就是多用户的波速复行,就是利用这个进行演进。那么对于上行,它能
够通过SDMA支持多用户,可以增强上行的覆盖,这个在系统里支持都是很容易的,那么我们看多流波速复行,基本原理就是要结合波速复行的好处和空间复用的
好处,利用复反射的好处得到这样一个系统的增议,那么这样一个环境如果是TDD的方式可能更容易地利用空间的信道的对称性。

  多用户波速复行是利用了不同用户空间信道的差别,实现了多用户分级使用,那么这样的形成下,对于系统容量的提高,对于消除不同用户之间的干扰都
能够起到相应的作用,这个是我们通过仿真做的一个比较,就是在这样的假设条件下,针对8×2的单流的效率,相应地做了8×2做了双流,单用户的MIMO和
多用户的MIMO,我们看到单用户的可以增长23%,多用户的增长69%。那么这个就是波速复行技术,从LTE到LTTE+的增强。

  第四部分我们看多点协作,多点协作是非常重要的技术点,那么多点协作的概念就是说,在地理位置上分开的,多个点之间能够协作地进行数据的收发,
那么这样一个技术呢,可以提高系统的,主要是首先提高系统小区边缘的吞吐量,进而也可以提高整个系统的吞吐率,实现的方法目前在考虑,可能是在之间的,或
者小区之间的或者之内的不同的实现方式。我们首先来看多点协作对于下行的一个应用,下行的应用呢,那么有两类,一类就是协调和调度的这种发送和复行,另外
一种是联合联合处理和发送。是干扰是通过多个点控制和干扰,联合处理和发送是数据的发送也是多点进行发送的,实现了发送的数据的提高,信号的增强,所以有
这么两类方式。对于上行来说呢,简单地说上行的多点协作有点类似于我一个接收点收到了多个信号,从终端的角度来说,这个实际上对规范是没有什么影响,只是
一个实现的技术。那么在多点协作里面,如果是针对TDD方式进行多点协作呢,那么它有它的优势,首先就是进行波速复行和信道的对称性进行干扰和数据的灵活
的调度,尤其在多点的情况下,它的信道信息的测量反馈是很复杂的,那么通过TDD方式的信道的对称性提供了大的方便,可以很容易地充分利用信道的信息,同
时也可以减少反馈和测量带来的开销。那么多点协作在技术上一般考虑呢,现在就是大家的观点,尽量限制它对空口的影响,当然也不排除对性能优较大的技术,同
时希望这种多点协作针对一个用户它的多点的结合应该是动态的,
同时优选用户专用的参考信号进行用来做多点协作。具体的方案这里面给出了三种情况,一种情况就是小区边缘接近的用户用不同的资源,那么这样的话就是小区之
间它的位置信息需要一个共享进行干扰避免,但是数据是不共享的,第二个方式小区边缘的资源也是可以共同的,但是通过零线技术可以复用,这个同时也是共享用
户的位置信息,但是不共享数据信息。那么第三种这就是用的更复杂的情况,就是用户的数据信息和位置信息都是共享的,那么多个点同时发送,同时协调干扰,这
个就是将来使用的各种情况。那么多点协作就是我们介绍了这么三方案。

  通过前面的介绍呢,在LTE里面重要的多天线技术,它在LTE+里面如何演进,如何增强做了一个介绍和讨论,谢谢大家。

  提问:但是实际上如果今后我们无线系统的密度比较大,干扰实际上在上下行是很不一样的,所以这个问题在标准化,以及您个人对这个问题怎么看?

  王映民:你问的这个问题比较深入,就是我们知道TDD方式的话,上下行信道之间有一个对称性,那么这个对称性对于用户的信号,这个对称性可以认
为是对称的,但是干扰呢,因为资源分配的不同,干扰可能就不是对称的,那么这个在实际系统的使用里面,这个就会带来问题,那么有一种应用,我只关心信号,
那么这样的情况下是可以应用的。那么如果想同时又关心干扰又关心信号的话,那么这个呢,就是首先是我们可以通过机站终端的测量,找到一种对应关系,这个就
可以出现最优的信号和干扰的利用。我如果你不能找到的对应方式,那么你这种干扰的意志都要抑制,这个时候你得到的就是下降,也就是说TDD方式信道的对称
性,目前的标准规定这样的方式,对于信号,有线信号本身它的利用是比较简单,比较方便的,对于干扰信号的利用,从实现上可能还需要做一些工作。

  提问:您所说的下行协作的方案跟目前的LTE的干扰协调技术有什么区别吗?

  王映民:这个是这样,相当于这个里面,现在目前LTE里面的干扰协调,比如像DOA的信息,这个信息可能还没有提供,他对于干扰提供的信息还是
比较粗的,如果我们干扰信息在不同的小区,或者是不同的机站之间能够提供更多的信息的话,那么这个就可以利用这些信息,使性能得到更好的增强。

  提问:您刚才提到了多点协作是LTE+的关键技术,在现有的网络里头能不能应用多点协作?

  王映民:多天线的技术实际上在很早以前就开始研究了,可能在LTE里面首先得到了一个应用,多点协作是多天线技术的一个增强,从这个技术本身来说,应该是R4R5的系统里面也可以用的,如果后续继续演进的话是可以做这个工作的。

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