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大唐移动王映民:LTE+中的多天线增强技术

  【搜狐IT消息】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。

(责任编辑:张笑)

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