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簡要區分TD自動選擇天線如何與MIMO融合

發布時間:2022-05-06 文章來源:xp下載站 瀏覽:

網絡技術是從1990年代中期發展起來的新技術,它把互聯網上分散的資源融為有機整體,實現資源的全面共享和有機協作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數據庫、網絡、傳感器等。 當前的互聯網只限于信息共享,網絡則被認為是互聯網發展的第三階段。

MIMO作為TD長期演進的主流方案已經基本確立,通過增加發射端和接收端的天線數量來提高頻譜利用率,從而滿足無線通信對容量越來越高的需求。那么TD系統如何從現有的智能天線系統演進到多天線的MIMO呢?MIMO預示著智能天線的末路還是能夠載上智能天線一起前行呢?

融合是喜是憂

智能天線與MIMO能否融合,如何融合?只能說,如果硬要找出一種與MIMO實現不抵觸的融合方案,那就是以單根智能天線替換單根普通天線,并在每根智能天線前加入賦形模塊。每根智能天線間保證10倍的波長間隔。

原理上分析,這樣的融合利用多天線的空時編碼提高信道的可靠性,而智能天線提供的波束賦形提供鏈路覆蓋的提升。假設這套系統已經實現,就能想到的問題來分析一下它的性能。

不難發現,智能天線一個時隙的上限用戶數是受到它陣源數量限制的,只能生成陣源數量個級別的零陷對準用戶,對于超過上限用戶的服務,智能天線的賦形增益無法得到保證,這就大大限制了系統的吞吐量。再者,如果要和普通天線組成的MIMO系統比較,單根智能天線的陣元數遠多于單根普通天線,但帶來的增益是否能比得上多個普通天線,這也是個未知數。毋庸置疑,即使融合方案成立也是喜憂參半。

融合能否實現

單個智能天線替換單個普通天線的方案是大多數贊同融合所提出的融合方案,但其中存在一些問題:

從智能天線端考慮,由于智能天線體積較大,空間的分布相對于普通天線較難有10倍波長的間隔,這對工程布天線是個大的挑戰;

智能天線的波束賦形是個高強度計算單元,多個智能天線的同時計算會給基站端硬件帶來較大的負荷,甚至是基站端無法承載的;

即使基站端能夠承載,多個賦形模塊會帶來的處理延時,對于TD也是一大障礙;

對于多用戶信源,經過空時編碼后的bit流是無序的,波束賦形單元需為每個bit決定其對應的用戶。這無疑又增加了硬件的復雜程度;

對于MIMO而言,增加天線的數量,會指數級增加編碼的復雜度,在致力于降低硬件復雜度的今天,談融合可能有點雪上加霜。

路在何方

對于智能天線與MIMO的融合,也有其他的方案。比如使用智能天線做接收天線,普通天線做發送的方案。在這里不枚舉了,總之即使融合,智能天線對MIMO系統也有所牽絆。對于談融合,更多的是出于對于現有的智能天線的利用考慮,為盡可能減少運營商的運營成本。不可避免的是,智能天線與MIMO理念上的差異帶來的挑戰是巨大的。

例如,如何提高服務用戶數?我們不妨引進MIMO中分組的概念,將所有天線分為若干組,每組天線服務一組固定用戶。如兩天線綁定為一組,服務1-16號用戶,這時用戶數提升了一倍。當然我們付出的代價是分集效果減半甚至更多,上述的是一個極端的效果,我們也可以讓一根天線服務1-8號用戶,而另一根用戶服務4-12號用戶,而每組此時的用戶也可不盡相同。而選擇用戶無疑是智能天線的優勢所在,目的是尋找吞吐量與分集效果的折中。所以在MIMO系統中如何發揮智能天線的優勢需要精心設計。

同樣的,對于硬件復雜度,為了實現融合是會犧牲一定的性能。畢竟MIMO帶給智能天線的是一個出色的領跑,智能天線是緊跟其腳步,還是停下歇息,在無線網絡系統中,智能天線還能走多遠?



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