TD-LTE系统演进中3D-MIMO性能分析

摘要

作为提升频谱效率的关键技术之一，基于多天线的多输入多输出(Muldple—Input Mul邸le—ou中ut，MIMo)技术能极大地改善系统性能，且已在现有的蜂窝移动通信系统中得到广泛应用。波束赋形作为LTE中一项关键MIMo技术，能够集中能量对准用户进行数据传输。研究如何在TD-LTE系统中实现3D-MIMO传输,并评估将3D-MIMO应用于TD-LTE系统后的性能增益,最后分析在现有系统中实现3D-MIMO所面临的问题和挑战，3D—MIMo的硬件复杂度和成本需增加。3D—MIMo的性能增益来源于更多的天线所提供的灵活且精确的波束方向调整，但全数字域、用户级的灵活波束赋形要求收发通道数相应增加，导致功放等器件的数量随之增加，从而使硬件成本上升。一种解决方法是降低3D—MIMo中每个天线的发送功率要求。从而降低收发通道相应器件的成本，尤其是功放的成本；另一种方法是降低波束赋形的灵活性，不采用全数字域波束赋形，而通过引入可调移相器等手段来达到小区级和用户级联合波束赋形，从而减少收发通道的数目，降低硬件成本。其次，如何以低的系统开销获取和反馈信道状态信息是一个挑战。对于基于码本的传输方式，这要求设计灵活且开销低的参考信号。此外3D—MIMo利用更多的天线数增加业务信道的覆盖能力，如何基于3D—MIMo对控制信道覆盖能力进行增强需要深入研究。