迎候八天线LTE测验的应战

现在，TD-LTE、FDD-LTE和LTE-Advanced(LTE-A)无线技能运用了几种不同的多入多出(MIMO)技能。鉴于MIMO体系的复杂性正在日益进步，相关的测验办法也将愈加具有应战性。例如，当时布置的MIMO技能运用两个天线来改进信道功能；还有一些LTE安排正首先选用八天线技能来取得更高的功能。这些先进的技能将使测验办法的挑选变得更至关重要。

要想找到正确的办法，必需求充沛了解每一版别的LTE所运用的天线技能，例如，波束是TD-LTE的一项要害特性。虽然它在某些场景下是一种极具吸引力的传输计划(例如敞开的村庄区域或热门掩盖区)，但它却并不总是最佳的办法。波束赋形可以进步蜂窝接纳信号的信噪比(SNR)，然后扩展掩盖规模或改进蜂窝边际区域的用户体会。它还可以从空间上对信号进行约束，然后将搅扰降至最低。但是，在信噪比满足的区域，波束赋形并不能使数据速率得到进步。

经过在空间上复用同步数据流，MIMO可以在低相关、高信噪比信道条件下进步数据吞吐量。为了优化MIMO数据速率，TD-LTE运用了八天线组件。在图1中，有四个天线(以蓝色显现)在物理上构成了相同视点的极化，而别的四个天线(以绿色显现)则与前面四个构成了物理正交关系。


图1：此图显现的是一个TD-LTE eNodeB天线装备，可以用于优化MIMO数据速率。

经过构成一个指向详细用户设备(UE)的波束，这两组四天线组件可以增强信噪比。两个正交极化的波束可以有用地仿照出两个存在较低相关的天线，即便实践的空间相关较高也没问题。因而，这种天线装备可以扩展掩盖规模，然后使高数据速率传输成为或许(图2)。


图2：一个8×2波束赋形体系构成正交极化波束。

除TD-LTE外，八天线技能还可用于FDD-LTE。网络运营商可以经过补偿小功率用户设备的链路预算约束，运用该天线装备来增强上行链路的接纳效果。3GPP的RAN1工作组正在活跃评论八天线技能在LTE-A的实践布置。

在传统的功能测验中，天线形式(或一个天线阵列在每个方向上的信号增益)一般都被忽视。这部分是因为，在单入单出(SISO)体系的传统测验中，人们往往假定天线是全向性的。但关于大都基站来说，现实并非如此。信号强度的方向性在MIMO空间信道中发挥着重要的效果，而在波束赋形运用中的效果则更为要害。因而，在测验八天线体系时，仔细考虑天线的形式将至关重要。

为了发挥八天线阵列的悉数优势，LTE和LTE-A体系会运用双流波束赋形等先进传输计划，以及搅扰按捺和兼并(IRC)等接纳机技能。运用IRC技能时，eNodeB基站收发机(BTS)运用从多种用户设备收集到的信息(一般是各噪声源之间的穿插协方差)，以智能化的办法对噪声加以按捺。这类计划会添加MIMO信道仿真的复杂性。此外，它们还会带来如下的测验应战：

信道的数量：要想对一个波束赋形体系进行测验，就有必要树立起MIMO信道。在TD-LTE中，上行和下行链路在特性上是相同的。在FD-LTE中，信道的相关程度或许较高或许较低——这要依频率区间或观察到的(Rayleigh式微、暗影式微等)式微水相等要素而定。在实验室中为测验用处而创立的任何RF信道，都有必要将这些细节考虑在内。

关于八天线体系来说，此类测验明显触及很多的RF信道，例如，一个8×2双向MIMO信道就需求16个RF信道。在许多实验室中，空间是一个重要要素。因而，供给这种才干上的重要添加而又不导致测验台尺度出现成份额的添加值得考虑。
此外，信道互易性需求对8×2双向MIMO测验体系进行相位校准，而对体系的波束赋形才干进行测验。有用的信道相位校准和调整都是完成牢靠和高效测验的要害要素。信道数量的这种添加，还要求将RF硬件更密布地集成到体系中。不然，将很难完成RF信道与外部分路器、组合器和环行器等很多器材的准确和牢靠衔接。

先进的信道建模：因为八天线LTE体系运用了先进的天线技能，测验所用建模信道有必要复现这些技能中所用信道的物理特性。如果在仿真中没有将每一细节都包括在内，则有或许树立不正确的基准，而无法对实在体系功能进行点评。例如，极化会影响用户设备接纳到的信号功率。与非极化的事例比较，该接纳信号的视在功率较低。这种因为极化直接形成的损耗取决于用户设备相关于eNodeB天线阵列的方向。

天线形式也对信号强度有直接的影响。接纳信号的功率会随信号传达方向的不同而改动。因为每种或许场景都有仅有的一组别离角(AoD)，因而功率将会再次随方向的不同而改动。当天线形式和极化结合在一起时，这个问题会变得愈加难以敷衍。表1显现了双信道场景下不同组合的功率损耗。表中的“X”代表一个穿插极化天线对，而竖线(||)代表的是无极化的天线组件。


表1：极化和天线形式对接纳功率发生的影响。

动态场景：关于一个波束赋形体系而言，仅在静态(非移动)条件下进行测验远远不够。波束赋形本质上包括两个过程：估量用户设备的方向，以及将波束指向该方向。当用户设备移动时，它(相关于eNodeB天线阵列)的方向也会改动。在了解体系功能的过程中，这种现象会带来两个基本问题：体系盯梢用户设备移动的速度有多快，以及体系的功能会因而遭到怎样的影响？为了回答这些问题，咱们有必要运用可以代表实践运转条件的动态场景来对波束赋形体系进行测验。

测验办法

鉴于前文中所评论过的原因，行之有用的测验办法有必要可以应对所描绘的这些应战：在紧凑尺度中供给数量较大的互易性RF信道，考虑到天线形式和极化的信道建模，以及在动态(运动)场景中测验波束赋形的才干。双向8×N体系测验所需的信道数量会带来史无前例的应战。图3显现了8×2双向测验所用的现代体系。传统的信道仿真器或许占用一个40U机架，而且需求很多的外部RF硬件才干完成相同的信道场景。