大唐移動王映民：LTE+中的多天線增強技術(shù) 12月18日-19日，第二屆CNGI工程技術(shù)論壇暨移動互聯(lián)網(wǎng)國際峰會在北京召開，會上，工信部副部長奚國華、中國移動副總裁沙躍家、中國工程院副院長鄔賀銓、以及各大設(shè)備廠商、終端制造商、內(nèi)容服務(wù)提供商等出席了會議并做了主題演講�！∫韵率谴筇埔苿油跤趁竦难葜v實錄。
　　王映民：謝謝王院長，謝謝各位來賓，我介紹的題目是LTE里面的多天線增強技術(shù)。那么現(xiàn)在3G完成的標準成為LTE的標準。那么在LTE里面一個很重要的技術(shù)特點呢就是加入了多天線技術(shù)這樣一個特點，那么在LTEPLUS里面多天線技術(shù)還會得到更多的增強。我就在多天線技術(shù)，在LTE+里面做的工作大家匯報一下。
　　我介紹的題目是多天線增強技術(shù)，具體內(nèi)容包括4個方面，一個是上行單用戶的MIMO一個增強，我們知道在現(xiàn)有的標準里面上行的多用戶已經(jīng)得到了支持，下一步就是單用戶。第二個部分就是下行的高級MIMO，第三部分就是LTEPLUS波速的增強，第四是引入的多點協(xié)作。
　　首先我們看上行單用戶的MIMO的情況，LTEPLUS里面對上行傳輸?shù)男枨�，頻譜效率要求到15比特每秒每赫茲，支持4層數(shù)據(jù)的傳輸，那么這是一個LTEPLUS的一個需求，同時考慮到終端的它的對于功率，對于復(fù)雜度的一些限制，那么對于上行單用戶的支持呢，應(yīng)該是只有某些類型的終端能夠支持上行的多層的傳輸。那么上行還牽扯到在LT+里面牽扯到一個多子問題，那么在更寬的頻帶的情況下，單載波怎么樣使用多載波，目前的結(jié)論是在上行單流傳輸?shù)臅r候，是單載波的FDMA，按照20兆形成一個N倍的方式的多載波的傳輸，對于上行多流的方式正在討論，那么一方面需要考慮不同的算法之間的復(fù)雜性，它帶來的影響，另一方面也要考慮對于28標準規(guī)范本身的影響，希望這個規(guī)范能夠平滑地引進。目前上行單用戶的侯選技術(shù)大概有這么幾類，這樣技術(shù)各個公司已經(jīng)提出來了，對于TDD方式呢，可以利用TDD方式情況先的信道對稱性，利用這個對稱性我們上行發(fā)送的時候可以借助下行參考符號的，對于信道的估計。這個是我們做的一個仿真的結(jié)果，紅線是非碼本的這樣一個方式，那么藍線是碼本的方式，我們做了兩種情況下的對比，我們看到，那么在2×2的情況下，非碼本它的吞吐量能夠得到23%的增議，那就是說在實現(xiàn)MIMO的情況下，可以得到吞吐量的一個好處。
　　那么當采用這樣一個非碼本的方式的情況下，免去了測量和反饋的這樣一個過程，同時呢，它也需要天線具有智叫者，那么我們在通信過程中找到一些特定的時期，特定的頻段，利用它可以兩個天線分別作為收發(fā)，通過補償這個系數(shù)就可以對天線進行較準，這已經(jīng)經(jīng)過實際系統(tǒng)的驗證的。上面就介紹上鞋單用戶MIMO的情況，下面我們來看下行高階MIMO的情況，在現(xiàn)在的28的情況是這樣，它包括發(fā)送分級，包括空間服用，包括空分多子，這個是現(xiàn)在的28版本的LTE標準已經(jīng)包括的。那么在LTE+里面對下行也提出了相應(yīng)的效果，首先是分值頻譜效率，提到30個比特每秒每赫茲，同時支持8層的數(shù)據(jù)。那么這樣的一個高階天線配置在什么情況下部署呢，當然就是通常這種應(yīng)用的場景應(yīng)該是在低移動性，本地的一個環(huán)境下才使用的，那么同時呢，這樣高階的天線考慮到結(jié)構(gòu)上，假設(shè)上的問題呢，我們覺得首先應(yīng)該考慮小間距的這樣的天線，同時也是這樣，對于高階的MIMO的情況，終端只是部分的高性能的終端分類里面才支持這樣的方式。那么下行高階MIMO從一般性考慮怎么支持，首先是兼容性的影響，支持28的終端應(yīng)該是沒有問題的，那么28的終端和LTE+的終端可以通過TDM或者FDM的方式，是28的終端和LTE+的終端將來都可以使用。
　　第二個就是參考信號的考慮，我們知道要支持8層數(shù)據(jù)，相應(yīng)的斷口需要8個，這樣的話參考信號帶來的對于容量的損失這是必須考慮的，現(xiàn)在基本的考慮就是在保持斷口0到端口3是小區(qū)的是不變的，增加的端口主要是針對用戶的解調(diào)用的參考符號來支持超過10層的數(shù)據(jù)，同時在這樣的情況下保持在11和頻1上是一個低密度的，因為這個需求里我們看到了，他是希望在低移動性本地環(huán)境使用的，可以在導(dǎo)頻的密度可以降低。那么至于傳輸方案呢，也是這樣，就是在這樣的環(huán)境下，當然最基本的就是高階的MIMO要考慮多天線的間距，另外就是傳輸方式也有BOOK的方式，那么這么多天線的情況下需要考慮復(fù)雜性帶來的影響。那么在多用戶的情況下，如果8層數(shù)據(jù)考慮優(yōu)化，需要設(shè)計的時候考慮跟以前LTE不同的情況，一個干擾數(shù)量，同時在這種多用戶的情況下，有可能對某一個用戶可能也是一個多層的傳輸，這是在標準化里面需要具體考慮的。
　　第三部分的內(nèi)容我們討論一下波速復(fù)形的增強。它可以提高小區(qū)邊緣的吞吐率，那么在28的LTE的規(guī)范里面，已經(jīng) 支持了波速復(fù)行，它利用斷口5提供的針對用戶的信號支持了波速復(fù)行，但是28有一個局限，目前還是支持的單流的數(shù)據(jù)，28這樣對于波速的支持需要在后期的標準里面口擴展。那么28的波速復(fù)行可以朝這兩個方面考慮，就是類似于單用戶的，第二個就是多用戶的波速復(fù)行，就是利用這個進行演進。那么對于上行，它能夠通過SDMA支持多用戶，可以增強上行的覆蓋，這個在系統(tǒng)里支持都是很容易的，那么我們看多流波速復(fù)行，基本原理就是要結(jié)合波速復(fù)行的好處和空間復(fù)用的好處，利用復(fù)反射的好處得到這樣一個系統(tǒng)的增議，那么這樣一個環(huán)境如果是TDD的方式可能更容易地利用空間的信道的對稱性。
　　多用戶波速復(fù)行是利用了不同用戶空間信道的差別，實現(xiàn)了多用戶分級使用，那么這樣的形成下，對于系統(tǒng)容量的提高，對于消除不同用戶之間的干擾都能夠起到相應(yīng)的作用，這個是我們通過仿真做的一個比較，就是在這樣的假設(shè)條件下，針對8×2的單流的效率，相應(yīng)地做了8×2做了雙流，單用戶的MIMO和多用戶的MIMO，我們看到單用戶的可以增長23%，多用戶的增長69%。那么這個就是波速復(fù)行技術(shù)，從LTE到LTTE+的增強。
　　第四部分我們看多點協(xié)作，多點協(xié)作是非常重要的技術(shù)點，那么多點協(xié)作的概念就是說，在地理位置上分開的，多個點之間能夠協(xié)作地進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，那么這樣一個技術(shù)呢，可以提高系統(tǒng)的，主要是首先提高系統(tǒng)小區(qū)邊緣的吞吐量，進而也可以提高整個系統(tǒng)的吞吐率，實現(xiàn)的方法目前在考慮，可能是在之間的，或者小區(qū)之間的或者之內(nèi)的不同的實現(xiàn)方式。我們首先來看多點協(xié)作對于下行的一個應(yīng)用，下行的應(yīng)用呢，那么有兩類，一類就是協(xié)調(diào)和調(diào)度的這種發(fā)送和復(fù)行，另外一種是聯(lián)合聯(lián)合處理和發(fā)送。是干擾是通過多個點控制和干擾，聯(lián)合處理和發(fā)送是數(shù)據(jù)的發(fā)送也是多點進行發(fā)送的，實現(xiàn)了發(fā)送的數(shù)據(jù)的提高，信號的增強，所以有這么兩類方式。對于上行來說呢，簡單地說上行的多點協(xié)作有點類似于我一個接收點收到了多個信號，從終端的角度來說，這個實際上對規(guī)范是沒有什么影響，只是一個實現(xiàn)的技術(shù)。那么在多點協(xié)作里面，如果是針對TDD方式進行多點協(xié)作呢，那么它有它的優(yōu)勢，首先就是進行波速復(fù)行和信道的對稱性進行干擾和數(shù)據(jù)的靈活的調(diào)度，尤其在多點的情況下，它的信道信息的測量反饋是很復(fù)雜的，那么通過TDD方式的信道的對稱性提供了大的方便，可以很容易地充分利用信道的信息，同時也可以減少反饋和測量帶來的開銷。那么多點協(xié)作在技術(shù)上一般考慮呢，現(xiàn)在就是大家的觀點，盡量限制它對空口的影響，當然也不排除對性能優(yōu)較大的技術(shù)，同時希望這種多點協(xié)作針對一個用戶它的多點的結(jié)合應(yīng)該是動態(tài)的， 同時優(yōu)選用戶專用的參考信號進行用來做多點協(xié)作。具體的方案這里面給出了三種情況，一種情況就是小區(qū)邊緣接近的用戶用不同的資源，那么這樣的話就是小區(qū)之間它的位置信息需要一個共享進行干擾避免，但是數(shù)據(jù)是不共享的，第二個方式小區(qū)邊緣的資源也是可以共同的，但是通過零線技術(shù)可以復(fù)用，這個同時也是共享用戶的位置信息，但是不共享數(shù)據(jù)信息。那么第三種這就是用的更復(fù)雜的情況，就是用戶的數(shù)據(jù)信息和位置信息都是共享的，那么多個點同時發(fā)送，同時協(xié)調(diào)干擾，這個就是將來使用的各種情況。那么多點協(xié)作就是我們介紹了這么三方案。
　　通過前面的介紹呢，在LTE里面重要的多天線技術(shù)，它在LTE+里面如何演進，如何增強做了一個介紹和討論，謝謝大家。
　　提問：但是實際上如果今后我們無線系統(tǒng)的密度比較大，干擾實際上在上下行是很不一樣的，所以這個問題在標準化，以及您個人對這個問題怎么看？
　　王映民：你問的這個問題比較深入，就是我們知道TDD方式的話，上下行信道之間有一個對稱性，那么這個對稱性對于用戶的信號，這個對稱性可以認為是對稱的，但是干擾呢，因為資源分配的不同，干擾可能就不是對稱的，那么這個在實際系統(tǒng)的使用里面，這個就會帶來問題，那么有一種應(yīng)用，我只關(guān)心信號，那么這樣的情況下是可以應(yīng)用的。那么如果想同時又關(guān)心干擾又關(guān)心信號的話，那么這個呢，就是首先是我們可以通過機站終端的測量，找到一種對應(yīng)關(guān)系，這個就可以出現(xiàn)最優(yōu)的信號和干擾的利用。我如果你不能找到的對應(yīng)方式，那么你這種干擾的意志都要抑制，這個時候你得到的就是下降，也就是說TDD方式信道的對稱性，目前的標準規(guī)定這樣的方式，對于信號，有線信號本身它的利用是比較簡單，比較方便的，對于干擾信號的利用，從實現(xiàn)上可能還需要做一些工作。
　　提問：您所說的下行協(xié)作的方案跟目前的LTE的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)有什么區(qū)別嗎？
　　王映民：這個是這樣，相當于這個里面，現(xiàn)在目前LTE里面的干擾協(xié)調(diào)，比如像DOA的信息，這個信息可能還沒有提供，他對于干擾提供的信息還是比較粗的，如果我們干擾信息在不同的小區(qū)，或者是不同的機站之間能夠提供更多的信息的話，那么這個就可以利用這些信息，使性能得到更好的增強。
　　提問：您剛才提到了多點協(xié)作是LTE+的關(guān)鍵技術(shù)，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)里頭能不能應(yīng)用多點協(xié)作？
　　王映民：多天線的技術(shù)實際上在很早以前就開始研究了，可能在LTE里面首先得到了一個應(yīng)用，多點協(xié)作是多天線技術(shù)的一個增強，從這個技術(shù)本身來說，應(yīng)該是R4R5的系統(tǒng)里面也可以用的，如果后續(xù)繼續(xù)演進的話是可以做這個工作的