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中移动研究院马欣:TD与LTE天馈融合技术与应用

  【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。

会上,中国移动通信研究院马欣做了主题演讲,其演讲的主题是“TD-SCDMA与TD-LTE与天馈融合技术与应用方案”,以下为其演讲实录:

  马欣:各位专家,各位来宾上午好,接下来我为大家共同地探讨一下,我们在面向未来TD-SCDMA与TD-LTE在整合天馈融合方面的一些研究。

  主要的内容我们想先从真正天馈融合的技术需求以及工程需求的角度出发来探讨天馈和可行的方式,同时我们也对于天馈在TD和LTE方面的性能方面进行探索,最后我们也提出天馈融合的应用解决方案。

  我们需要探讨一下在TD-SCDMA和TD-LTE阶段都需要考虑到天馈融合的技术,第一个最重要的点,在工程需求方面的驱动,我们主要在TD-SCDMA方面我们有认识,由于传统的TD的智能的天线,天线的面积比较大,这样可能会导致第一在工程安装过程当中,我们一般的民众会认为这样宽的天线会不会带来更多的电子辐射,在实际的网络建设过程当中确实也出现过诸多的抵制的情况,这样对于我们工程建设的进度和难度也是一个潜在的风险,另外由于迎风面积比较大的情况,会导致整个天馈安装的固定的难度比较高,尤其是在很多的安装条件下,可能需要对于楼顶的防水可能会有一些破坏性的作用。方面对于我们选点或者安装也是造成了比较大的困难。

  另外对于上塔调整的难度以及网络优化的难度,另外一个比较突出的特点,由于这样宽的方式对于天线美化也是难做到的,尤其是塔型的或者是树干型的优化的方式可能在TD这样的过程当中很难实施,在LTE方面我们需要考虑到如果说将来的频段进一步扩展,LTE在更高的频段使用,在这种情况下如果我们利用现有的站点和覆盖,必须要新增一套全新的天馈的系统,随着这种3G的进程,以及将来LTE进程的加快,我们可以毫无疑问地说,这种天馈的资源这种站点的资源会变得越来越难获得,在这种情况下对于将来的网络建设的难度,应该是非常大的挑战。

  从这种技术需求的驱动来看,在TD方面我们知道在传统的TD它这种上下型连路之间会有比较大的平衡的差异,可能下行相对于上行更好一些,在这种情况下我们需要有一些技术能够对于上行有更好的改善的措施,在LTE方面我们也希望说能够尽量地把TDSCDMA发展当中,无论是运营商或者是系统制造商我们共同积累出来的对各方面的技术研究的成果,能够在TD技术演进的过程当中,能够为LTE也能够带来更多的增益,或者说更多的发展的一些融合的一些方向。

  可能最关键的点,我们希望通过这样一种多天线的技术对于小区,比如说边远或者是中心的改善,能够通过在TD当中相对成熟的技术把LTE当中的一个发展能够进一步地提升我们对于TD、LTE在整个产业界的竞争的能力。

  另外其实刚才也提到了,我觉得整个的宽带化是未来发展的趋势,也包括对于天馈发展也是同样的道理,将来我们面临更宽的频段或者更广泛的频段应用的要求,这都是技术驱动的趋势。

  在这两方面的驱动的基础上,我们也对于TD和LTE在天馈方面如何来进行融合也有一定的考虑,首先从技术的角度来讲,我们目前考虑这样一种双极化的智能天线的形式,对于TD可以考虑这种作用,同时通过一级化的作用也能实现分级这样的效果,极化分级的增益在里面,对于TD、LTE除了这种传统的分级的方式我们也希望引入Beamfoming技术的形式,分别能获得下面提到的增益,对于TD最主要的联合复行的增益,同时也能够获得极化分级的效果。

  在LTE方面我们也希望通过Beamfoming更加的增益,综合的考虑是天线和技术融合的形式能够把所有的方向都能够达成。

  我们总结它的四大技术特别,第一是双级化,通过空间的独立性的引入能够获得一些更多的增益,同时可能TD方面也是最有吸引力的一点,能够把天线的尺寸降低50%,这样的话对于TD天线小型化的革命性的变化;第二个点认为需要支持宽频化,我们希望能够把TDD的A、B、C三个频段都能够全部覆盖住;第三个方面我们希望能够通过我们技术的研究能够支持到Beamfoming的多天线的技术,这需要我们业界做一些支持标准化的工作。

  我们希望从分布式和一体化塔放技术能够实现天馈系统的减负,将来的RU什么样位置的放置,怎么样实现小型化,另外同电条技术实现结合,我们相信未来人工的成本会越来越高,能够实现网络的电条调整,或者是自动调整、远端调整这样的方式,对于运营商降低整个网络成本也是非常有必要的,我们的目标是希望这样的新型的天馈形式,最终从性能上能够坚固TD和TD、LTE的需求,从用户感知上基本上是一样的。

  后面接着两个部分会介绍TD-SCDMA,我们更多的是关注引入双极化这样的形式后,会不会对已有的TD的系统造成什么挑战,会不会对于网络或者是终端造成什么挑战,这一部分我们除了理论分析,仿真分析也有一些实证的结果。

  在LTE我们可能更多的考虑到在我们能够考虑到的一些多天线技术的方式下,更多地做一些仿真方面的评估,在TD方面我们也做了应该说是中国移动联合很多的合作厂家做了这样的联合的仿真,从基本结论来看,双极化天线的引入会造成很多的特点,比如我们如何来界定极化损失在其中的作用,另外在量预算当中考虑到新的EBBN0的要求是什么,另外包括在应用到网络规划当中以后,怎么样跟已有的网络规划的工具能够达成一些融合,或者说可以利用现有的规划工具来做相关的工作。

  基本上从我们已有的大量的工作来看,基本上能有一些一致的结论,就是说新的天线形式的引入,从系统及连路级来看,基本上接近或者是达到我们已有的天线的水平,另外一方面在电器指标方面我们也做了一个推动,从已有的测试的情况来看,我们看到双极化天线和已有天线的指标,我们今年也联合天线和系统厂家做了五轮的系统研究和产品推动,最后形成的产品,包括这种窄带的双级化天线和支持ABC共网的天线,我们认为从天线的性能指标是可以满足我们基本的应用的要求。

  引入双级化天线以后,另外一个重要的特点就是说,可能传统的复型算法会有一些微调,毕竟是不同的极化方向是不同的发射方式,在这个过程当中我们也做了两种情况的分析,其中的A,我们称之为延迟发送的方式,可能是模拟一种多境的情况,图中B看到的不同的极化方向做的联合的复型,我们在实际的网络验证过程当中,对于这两种方式也做了一些大量的验证,我们在多个实验外场做了很多的验证,同时在后期可能部分厂家也在自己的厂也做了一些工作,基本上我们认为这个结论还是比较一致的,就是说双级化天线如果采用联合复型的算法的方式是可以达到普通八天线或者是接近的水平。

  相对于延迟发送的方式,它的这种效果我们可以看到有一个明显的落差,从这个角度来看,我们是不是也可以验证到这种虽然是分不同的极化方向,但是联合复型的方式仍然是能够相当于八天线的效果,这种延迟发送的方式是相当于接近一个4天线的效果,这个我觉得这样的经验可能值得将来在LTE,或者将来整个的多天线技术的应用过程当中,我觉得是可以参考的。

  在工程应用方面,这张图也是直观地看出了天线的应用的效果,双级化天线可以降低50%以上的迎风面积,同时从节约成本来看,大概双级化成本比普通天线的成本降低20%,如果说在考虑到由于迎风面积降低导致的我可以重用或者是用我们已有的GSM的包干的资源我不需要再做更多的加固的措施,以及对于这种天线面积宽造成的安装困难的因素的话,我们也相信这种双级化天线将会在我们二期或者在今后的发展过程当中,我觉得成本降低的作用,我相信会有一个非常明显的效果。

  接下来我们会把重点再放到对于这种多天线的技术在TD、LTE方面的性能的验证,我们基本的思路首先是希望说,双级化的窄荐举的阵列形式在LTE当中是能够满足它的一个要求的,我们也做了这种对于信道相关性的仿真,基本的结论我们可以看到这种双级化天线相对于普通天线对于满足复用各方面的要求是有它的优势的。

  另外我们也对于双级化加Beamfoming这样的方式,对于小区的能力提升也做了一个仿真,从蓝色的线条是有提升的作用,可能最为明显的,或者说对运营商非常有吸引力的是,这对运营商很有吸引力,另外也对不同速度的影响也做了分析,基本上我们认为说由于它一定的相关性,对一定程度的高速移动下的性能是有提升的,对覆盖方面的能力也做了比较,LTE采用这种多天线的技术相对于采用两天线的技术,我们看到对于覆盖的改善还是有一个比较明显的作用。

  当然这是初步的仿真的结果,另外在引入双级化这种方式以后,对于上行连路会有很多的改善,包括由于多天线接受带来的合并的增益,另外一方面就是极化分级的增益,在TD系统当中已经做过有效的验证,我们也相信同样的演进也是对于LTE也是有好处的。

  另外这张片子只是双级化天线支持LTE的多种的技术的方案,实际可能有很多复杂的形式,但是我们基本上认为双级化的形式是可以拷贝到主流的LTE的主流的发展形式,将来会有一些新的形式,将来可以做进一步的探讨,时间关系我也不再展开讲这部分的内容。

  另外一个比较对于我们有吸引力的,我们希望通过这种TD和TD共平台的方式,我觉得对于运营商降低成本也是很重要的方面。落实到天馈方面我们看到,无论说是同频段或者是异频段的工作方式,采用这样的融合技术,天馈基本上不需要做太多的变化,对运营商网络升级、网络融合有非常大的吸引力,我不需要说我要在将来建很大的重新建设一个很大的天馈的系统,因为可能我觉得一期建设已经给很多的经验,天馈建设或者说这些主干建设对于整个网络的建设的影响确实还是值得关注的,所以我觉得这个方面对于我们整个运营商能够加快建网速度,减少网络成本是有好处的。

  最后我做一个总结,通过我们前期的大量的工作,包括说跟天线厂家、系统厂家的合作,我们也认为说,双级化这样的多天线技术是能够融合到TD和TD-LTE无论是工程和技术上发展的需求,基本上同我们整个的发展的要求能够相匹配的。

  另外天线的特别它本身分别有利于性能的达成,可能很重要的一个点,双级化的形式不一定在TD和LTE当中是最优的解决方案,但是它应该是综合到工程的实现,综合到两个系统的要求一个最优的实现的方式。

  TD的发展当中这样的形式也得到了初步的验证,在LTE方面我们也做了仿真,之前的结论也可以看到,对系统是有一些对我们有吸引力的改善,这方面可能在LTE将来还要做更多的工作,能够把这样形式真正能够落地,能够实现真正的发展。

  最后我们的观点认为这样的一种双级化多天线的融合的技术应该也是代表了TD、LTE未来发展的形式,它对于把TD应用的已经成熟的技术融合到LTE当中来改善TDD的技术水平有非常重要的价值,我的介绍就到这儿,谢谢。

  主持人:报告非常精彩,看看大家有什么问题吗?

  提问:我有两个问题,你斯赖斯关于双级化天线的性能分析里面,展示的结果是单流还是,还是有四个不同的应用模式;还有一个问题现在你们双级化天线,这个天线是强强关的还是非强关的?

  回答:我们仿真的内容应该目前来讲还是,我放到上面的应该还是单流的结构,就是说这种一个双流的仿真的结果有,但是没有放到里面去,目前看到的是双级化天线能够支持到,LTE当中Beamfoming单流的结果。

  谈到一个融合的方式,基本上仿真的结果是依据这样的融合的天线形式来做的仿真,比如说我可以重用这样的八天线的双级化的,某一个端口是根据这样的情况来看的,我们从仿真当中可以看到这样的条件。说到使用的天线的相关性应该来讲目前的这样的天线形式在同极化是有比较强的相关性,异级化相关性比较弱,这方面我们也做了一些基于现在已有的双级化天线的形式,我们做了一些信道相关性的实测,基本上实测的结果跟我们理论分析的结果是比较一致的。

  提问:在TD-SCDMA现在主要的业务是在室内,现在TD-SCDMA存在的问题是室内覆盖不足,在重点的TD覆盖的居民小区业主对TD部署抵制情绪很强烈,在未来的TD覆盖解决室内覆盖和居民小区覆盖可能采取的解决方案,解决的不足的问题?

  回答:对,大家如果说有直观的认识,传统的天线像一个大的面板一样,一般的民众体积越大辐射越大,但是实际情况也许不是这样的,但是很难向民众所解释,之前也看到了对比的图片,采用了双级化的形式面积缩小到原来的一半,就是300这样的情况,基本上跟2G的双级化的天线做过直接的对比,我们的实验都有比较,我们基本上不会看太出来这两种天线的差别,这就意味着我们在居民小区来做覆盖的时候,我们可以有更多的这种美化的形式,包括说我们今年也花了很大的力气,希望把低增益的天线能够推出来,我们也做了一些测试,相对于来讲除了它的宽度减少以外,它的高度进一步减少一半,这种情况下做隐蔽性比较强的站,应该来讲目前来看技术条件已经完全成熟了。我觉得这样的突破性的变化也是有利于TD在将来建设过程当中能够有效地来解决这些问题。谢谢。

  主持人:好,谢谢。

  刚才介绍得非常好,但是还有很多需要研究的地方,天线以上海为例地铁里面的覆盖,地铁用到的是线路电缆,在这种情况下如何去弥补我们在失去智能天线所失去的争议,这些都是要研究的方向。

  讲到TD我们必然会讲到TD的LTE问题,TD-LTE是我国未来向3G发展的方向之一,现在TD-LTE发展非常的迅速,作为新的移动通信制式无限组网是起关键技术之一,在TD开始大规模建网的时候我们也碰到过一些问题,同频组网是否可以,经过一些实际的验证有一些新的认识。

(责任编辑:水涨船高)

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