TD-SCDMA系统室外空分复用特征分析

无线通信马建涛许波张忖RadNoaon;TD- SCDMA系统室外空分复用特征分析TD- SCDMA系统室外aracteristIc AnalysIs o空分复用特征分析马建涛,许波,张忖(中讯邮电咨询设计院有限公司,河南郑州450007Ma Jiantao, Xu Bo, Zhang Cun( china Information Technology Designing&Consulting Institute Co. Ltd, Zhengzhou 450007, China关键词:阐述了TD- SCDMA系统扇区定向天线室外空分复用的原理及特点,给空分复用时分同步码分多址隔离;固定波束扫面出了GB算法下判断是否开启空外空分复用的最小隔离度并分析了特中圈分类号:TN9295殊情况下的波束赋型瓣零陷点性能码:A文章编号:1007-3043(2011)03-0050-04AbstractIt analyzes the principle of outdoor SDM in TD-SCDMA system, and provides the least isolation degree by GOB, which can determine whether the system opens SDM function. At the same time, it analyzes the performance of side-lobe beam forming andKeywordsSDM: TD-SCDMA; Isolation degree; GOB方向上形成不同的定向波束,即使用户占用相同的频1概述域、时域及码道资源也不会发生相互干扰或干扰很小。随着数据用户规模的不断扩大和通信业务的不在无需增加载频资源、修改用户终端、调整网络规划及断增长,现有的通信资源(如FDMA、CDMA、TDMA)的改变空口技术的情况下,利用智能天线的室外隔离度容量已接近饱和。时分同步码分多址( TD-SCDMA,简(即用户人射角度差)或室内多通道隔离度来实现码道称TD)属码道资源受限系统,提高码道利用率是提升的重复利用,从而达到了提高小区吞吐量的效果。其吞吐量和频率利用率的关键。目前TD系统使用的目前,室内空分复用业已实现它主要是利用室内是B频段,室/内外各有6个频点,由其载频资源少、码楼板及墙体构成的用户天然隔离、使用空分复用和室道数量有限而导致的容量受限尤为突出。内覆盖技术,根据用户在不同通道上的功率值计算用鉴于空分多址(SDMA)技术通过阵列天线提供的户的隔离度,并选取隔离度大的用户进行时隙及码资空间动态控制增加了1个维度,故而能解决上述难源的重复利用来有效地提高室内吞吐量的。中兴通题。通常移动用户位于小区的不同位置,因此在基站讯 HSDPA Mx(倍速)的室内测试结果表明,其吞吐量侧接收到的不同用户的空间特征也是不一样的。SD-能增加2倍。MA就是利用这种差异性,通过阵列天线技术在用户由于室外空分复用实际无线环境的复杂性(如波瓣和旁瓣干扰比、来波方向(DOA)估计精度和信道快收稿日期:201201-19速变化)很容易导致错误的触发空分,其效果并不理50|201203DTPT马建涛许波张忖无线通信cDMA系统室外空分复用特征分析 Radio Communication想。鉴于究竟如何对室外进行复用一直是个难题故对K。—天线标识室外空分复用进行分析具有重要的现实意义。假设基站天线收到第k个用户的信号为R,则信2室外空分复用的原理与特点号相关矩阵R。=RR"。GOB算法是要找出人射方向上最大的信号能量,算法公式为21室外空分复用的原理WR WTD系统室外是以智能天线实现空分复用的。目前主要是采用固定波束扫面(GOB)算法和最大特征值根据最大信号功率准则,找出max(o)所对应的(EBB)算法实现波束赋型来降低用户间干扰的。GOB权值W(第k个用户的天线权值),同时能得到用户的算法通过测量上行用户信号的到达方向,根据信号的DOA方向,而下行波束赋型时只需取就可以了。DOA选取预先设定的波束赋型系数进行加权,将方向室外空分复用主要是通过判断2个用户的隔离度图的主瓣指向用户方向从而提高用户的信噪比:EB来决定系统是否开启的,而用户隔离度主要是通过算法是一种自适应波束赋型算法,其方向图没有固定GOB算法测量DOA进行空分判断的。只要2个用户形状是随信号及干扰的变化而变化的。其原则是,在的空间隔离度到达一定度数要求,用户间的相互干扰期望用户接受功率最大的同时,还要满足对其他用户就可子以忽略,从而可占用相同频点时隙及码道进行干扰最小的要求。下面主要分析GOB算法下空分复用信息传输实现空分复用,最终达到提高整个小区吞吐的特点2。量的目的。室外空分复用演示见图1。22室外空分复用的特点3定向天线GOB算法下的空分复用分析GOB算法的原理如下所述。当前TD系统都是共基站3扇区布网。每个假设一个扇区内多个用户空分复用占用相同的频由8根线阵形式的定向天线组成一组阵列天线,覆盖率、时隙及码道,理想情况下只要用户DOA方向落在围为120°,线阵公式为其他用户的波束零陷位置上(波束复制为0的点),用户间的干扰就可予以忽略(见图2)。(1)由图2可知,当用户的主瓣方向(DOA方向)落在式中其他用户的零陷点处时,用户间的干扰可予以忽略,此W——线阵天线权值时就可空分复用了。经仿真遍历搜索30-150°范围内DOA方向,天线入射角范围为30°-150°的所有入射角零陷点,可发现一个规律:每个人射角都天线间距(一般为半个波长)有几个零陷点位置,而每个零陷点若再做为入射角,则5 ms3.Carrier2. Carrier1.6 MHzTS0鲁44TsiT2Ts3T4TsULULUL DLDL DDwPISUpPTS图1室外空分复用演示邮电设计技术20120351无线通信马建涛许波张忖Radio Communication|TD- SCDMA系统室外空分复用特征分析dB来进行分析的,以最终确定一个合理的隔离度。首先,遍历DOA在30°~150范围内满足干扰大于等于12dB的所有隔离度值(见图3)。DOA50°DOA Ii…NY15射角户图2用户DOA方向的波束干扰它们的零陷点都在相同的零陷点集合内,以集合内所120140入射角(DOA)P°有点为DOA的用户都不会受到彼此干扰。下面是个具体例子。图3不同入射角(DoA)对应的最小隔离度数50°入射角的零陷点:(67829611128由图3可知,在2倍复用条件下,当用户干扰门限67°人射角的零陷点:508296111128满足大于等于12dB要求时,扇区边缘处隔离度最大82°射角的零陷点:[506796111128]为19°中心隔离度最小为12°。这说明,在满足最低干96°人射角的零陷点:[506782111128扰情况下,边缘处性能要差一些,需要更大的隔离度才111射角的零陷点:50678296128能满足要求(其原因是由扇区定向天线本身特性决定128°人射角的零陷点:506782971l的)。定向天线越接近扇区边缘处时,天线辐射能量就实际上,图2就是上述例子中的50°67°82°97°越低。考虑到所有情况,选取的最小隔离度为19°l1128波束赋型图下面分析最小隔离度为19的用户空分复用时的由于扇区内的用户都是随机的,很难满足用户主实际干扰值。为分析方便这里只选取了干扰落在12瓣落在其他用户零陷位置上的要求,所以这种特殊情15dB范围内的观察值(见图4)。况是很少见的。尽管分析零陷空分复用性能不具有普由图4可知,在最小隔离度为19°实现2倍空分遍性但并不代表它没有实际应用价值。当室外进行固复用时用户间干扰的最小值为125dB,大部分集中定波束赋型时(类似于一种小区分裂技术),可选取上在128-13dB间。这比中兴测试规定的最低干扰门限面的零陷点集合作为固定波束赋型参数,此时不同赋12dB至少还要好0.5dB左右,因此室外空分复用的型区域的干扰达到最小,就可进行空分复用了。最近,最小隔离度定为19是能满足空分要求的。基站端通鼎桥提出在TD网络里引人 Cell portion的概念,实际过多个用户汇聚的上行信号按cOB算法进行DOA估上就是一种利用固定波束赋型实现空分复用的技术,计如果判断2个用户的隔离度大于或等于19,就可因此上面的分析对后续研究具有一定的参考价值。以进行2倍空分复用。至于判断2个用户隔离度是否上面是对室外空分复用时特殊情况下的分析。但大于19°,可通过以下方法实现:基站接收每个用户的由于一般情况下用户在小区内位置是不固定的,因此上行信号,根据用户的上行信道信息及GOB算法求波决定用户能否空分复用是通过隔离度(用户DOA角度束赋形向量。COB算法选取的最优赋形向量会对应差)来判断的。中兴外场提供的空分复用参考数据是,个入射角度,这个角度就是每个用户的到达角,2个用当2个用户间的干扰最小为12dB时就可进行2倍空户的角度差就是隔离度分复用。下面的仿真结果是根据干扰门限下限为12但值得注意的是,上面的仿真结果并不能反映用52|201203P建涛,许波,张忖TD- SCDMA系统室外空分复用特征分析4结束语目前,针对室外空分复用的文献尚不是很多,且大多都属于论述性质。本文通过仿真分析了TD系统室外空分复用的特点,并根据中兴外场测试提供2倍空分复用用户干扰参考值为12dB,仿真得到最小隔离度为19°的仿真结果(最小隔离度为19°不是工程数据。在实际外场环境下能否广泛应用,需实测才能确定),同时也对用户处于其他用户零陷点位置时进行了分析,可能对后续研究 Cell Portion的空分复用有一定H的参考价值。本文没有给出另一种波束赋型算法EB1212513如何实现空分复用的结论,目前可考虑的是测量上行用户干扰门限范围AB不同用户的EBB权值的相关性来进行空分复用。图4不同干扰值下出现的所有点数分布参考文献:户间的隔离度越大,空分的效果就越好。因为智能天线11刘群,赵旭灌 TD-SCDMA HSDPA空分复用技术研究1通信世的下行赋型波束并非为递减趋势,而是旁瓣和零陷交21励渊伟陈惠民,牛纲.6阵元智能天线赋型方法性能测试研究[替出现的山形形状。有可能2个用户的位置相距较远,电脑与电信/硬件研究,2008(7)但由于用户各自主瓣(即DOA方向)都落在对方的旁(3)蒋淳,温刚中兴通讯空分复用解决方案U电信技术,20010瓣峰值点处,其干扰也是很大的。如果隔离度超过19°,即使空分用户中用户1的主瓣受到用户2的旁瓣干扰,依然能满足干扰门限大于12dB的要求。正因为如此,这里找到了一个最小隔离度作为判决门限来决作者简介:马建诗毕业于西安电子科技大学,工程师,主要从事移动通信络咨询媛划设计工作定是否开启空分复用,而不是计算旁瓣和零陷的相对昨毕业于武汉理工大学,工程主要从事移动通信网给询设计工作张付位置另外,入射角零陷点集合与天线类型及天线的特毕业华中技大学程主要从事移动通信网热杏询规设计工作性也是有关系的。华为信息华为完成首个LTE4×4MM◎商用网组织网络)功能测试。2011年,德电采用够与内客提供商、服务提供商以及价值测试:华为日前宣布完成首个LTE4×4华为的 SingleRAN LTE解决方案在德国链上的所有其他参与者协同合作,从而MMo(多榆入多輸出)商用网测试。该测开通基于1.8GHz頻段的LTE商用业更加迅速地实现多媒体新业务。(冯晨)试在德电开通的LTE商用网络上进行,务。现在,德电计划部署LTE4×4MIMO华为发布LTE多模 Mobile v-F:华为数据下载速率超过250Mbis4x4M-技术到其LTE商用网络中,从而为用户近日发布了支持 LTE FDD/HSPA+UMTMo是LE技术演进中的一个重要特提供耳目一新的移动宽带体验。(冯晨)的多频多模 Mobile Wi-F终端设备性,将极大地提高频谱效率,减少运营商沙特Mbi公司携手华为推出中东地(E589FDD版本),从而为 eAccess提供在频谱上的投资,帮助运营商提供更高区首个商用业务交付平台: Etisalat旗下了包括LTE网络和终端在内的端到端的带宽能力,支持更丰富的业务和应用的运营商Mdil公司与华为日前联合宣解决方案。E589最多可同时支持10个场景。2009年,德电与华为在奥地利因布中东地区首个下一代商用业务交付平带W-F接入的设备方便地接入LTE斯布鲁克共同完成了首次 LTE SON(自台成功商用。通过下一代 SDP, Mobily能网络。(冯晨)伊顿公司北京办事处新址暨客户体验中心启用近日伊顿公司宣布其位于北京国际包括员工办公区城以及全新打造的伊顿此举进一步表明了伊顿对中国市场财源中心的北京办事处暨华北区总部新体验中心(EEC)和培训中心,可容纳员的长期承诺以及在华业务的持续稳步增址已正式启用,占地面积超过3000m2,工约200名。(兰依)邮电设计技术20120353