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MIMO分布式天線系統(tǒng)中的延時(shí)失衡性能分析

作者: 時(shí)間:2011-08-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要 在室內(nèi)中,由于饋線以及極化本身的差異會引入不平衡因素。針對,從理論上系統(tǒng)帶來的影響。通過仿真,定量了MIMO上下行鏈路中,對基帶的不利影響。結(jié)果表明,上行鏈路對延時(shí)差異不敏感;對下行鏈路,在時(shí)延差異達(dá)到0.5CP時(shí),系統(tǒng)會有約2dB損失;當(dāng)延時(shí)差異達(dá)到0.75CP時(shí),性能下降達(dá)到8dB。
關(guān)鍵詞 MIMO;天線;延時(shí)

在不增加傳輸功率和頻率資源的基礎(chǔ)上,為提高傳輸速率和增強(qiáng)小區(qū)覆蓋能力,多入多出(MIMO)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)中,其中包括3GPP長期演進(jìn)(LTE)以及其高級版(LTE-Advanced)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。在LTE標(biāo)準(zhǔn)中,被采納的MIMO技術(shù)主要包括發(fā)送分集、空分復(fù)用、波束賦形等。其中基于用戶專用參考信號的下行波束賦形技術(shù)能夠利用時(shí)分復(fù)用LTE(TD-LTE)系統(tǒng)中上下行信道的互易性,針對單個用戶進(jìn)行動態(tài)地波束賦形,從而有效提高傳輸速率和增強(qiáng)小區(qū)邊緣覆蓋性能。
在目前的LTE室內(nèi)商用系統(tǒng)的基本配置中,一般采用2×2天線配置。下行BS采用雙天線分集或者復(fù)用發(fā)射,UE采用雙天線接收。上行UE采用單天線發(fā)射,BS采用雙天線接收,即接收分集。理論中,大多假設(shè)多天線陣列中各天線單元增益相同且時(shí)延相等。但在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于饋線及器件制造工藝的差異,會引入天線單元的增益與時(shí)延的差異。中國移動企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,對于宏基站天線有明確的規(guī)定:各天線端口的幅度偏差≤0.7dB;相位偏差≤5°。
在實(shí)際的室內(nèi)分布式天線系統(tǒng)中,由于饋線以及極化天線本身的差異會引入天線延時(shí)不平衡因素。文中將對基于LTE系統(tǒng),分析分布式天線系統(tǒng)中延時(shí)失衡對LTE基帶系統(tǒng)帶來的影響,并評估其可行性。

1 延時(shí)分析模型
以LTE 20 MHz帶寬系統(tǒng)分析:采樣周期T=1/30.72MHz=0.032 6μs,對應(yīng)于光速傳播距離約為9.8 m。以10 MHz帶寬分析:采樣率為15.36 MHz,對應(yīng)于光速傳播距離為19.6 m。假設(shè)時(shí)域上采樣點(diǎn)偏移N0,則相應(yīng)在頻域上的變換如式(1)所示。
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從式(1)可以看到,時(shí)域上線性偏移,頻域上疊加線性相偏。時(shí)域上偏移越多,相偏變化越快。偏移兩個采樣點(diǎn)后,等效的頻域信道估計(jì)響應(yīng)如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155837.htm

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從圖1可以看出,頻域等效信道響應(yīng)呈周期性變化;當(dāng)信道偏移量擴(kuò)大時(shí),此變化周期變快;當(dāng)變化周期快于頻域信道估計(jì)周期時(shí),系統(tǒng)性能將會惡化。LTE下行幀結(jié)構(gòu)中,采用每個RB在頻域上包含14個子載波,中間插入兩個Pilot,用于信道估計(jì)。Pilot中間位置則使用插值算法作估計(jì)。如果頻域相偏變化過快,則會導(dǎo)致插值算法估計(jì)不準(zhǔn)確,影響鏈路性能。
假設(shè)LTE 2×2 MIMO系統(tǒng),發(fā)射天線存在不同步的情況如圖2所示。

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