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2018年通信領(lǐng)域又一里程碑技術(shù):TM9

發(fā)布時間:2019-06-26 09:11:19

導(dǎo)語 隨著互聯(lián)應(yīng)用的迭代出新、智能手機(jī)的平價化、以及各國運(yùn)營商提速降費(fèi)惠民策略落地,全球通信產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,就LTE而言,截止到2017年,全球共有651張LTE網(wǎng)絡(luò),219張LTE-Advanced LTE-Advanced Pro(4 5G)


     隨著互聯(lián)應(yīng)用的迭代出新、智能手機(jī)的平價化、以及各國運(yùn)營商提速降費(fèi)惠民策略落地,全球通信產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,就LTE而言,截止到2017年,全球共有651張LTE網(wǎng)絡(luò),219張LTE-Advanced /LTE-Advanced Pro(4.5G)網(wǎng)絡(luò)。同時根據(jù)思科第11次年度VNI全球移動數(shù)據(jù)流量預(yù)測,未來五年內(nèi)促使移動數(shù)據(jù)流量增長七倍。

 

  站點(diǎn)和頻譜直接決定了網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋情況,但頻譜和站點(diǎn)資源畢竟是有限的,十分寶貴。MIMO(多入多出)技術(shù)可以在不增加站點(diǎn)和頻譜的條件下,成倍增加容量,從而成為運(yùn)營商持續(xù)關(guān)注的核心技術(shù)。截止目前,全球已經(jīng)規(guī)模部署100多張4T4R網(wǎng)絡(luò)。

 

  Massive MIMO作為MIMO技術(shù)的最高端利器,在2017年全年更是得到了業(yè)界極大的關(guān)注。中國聯(lián)通在2017年1月宣布完成了FDD 制式Massive MIMO的首個外場測試,緊接著,泰國、西班牙、土耳其、荷蘭、印尼、菲律賓、俄羅斯等十多個國家的領(lǐng)先運(yùn)營商都紛紛宣布其完成Massive MIMO的外場測試。經(jīng)過外場驗證,相較于傳統(tǒng)2T2R LTE網(wǎng)絡(luò),Massive MIMO可以獲得3-5倍的容量增益,極大緩解了熱點(diǎn)區(qū)域的擁塞,尤其適用于CBD、商場、學(xué)校等場景。同時,Massive MIMO也是5G的核心技術(shù)之一,多個領(lǐng)先運(yùn)營商已經(jīng)將FDD LTE Massive MIMO在2018年列入其商用計劃,構(gòu)筑極致用戶體驗??梢灶A(yù)見, Massive MIMO的商用將成為2018年運(yùn)營商的弄潮兒,風(fēng)風(fēng)火火行走全球各地。

 

  FDD 高階MIMO的最佳搭檔,TM9助力MIMO技術(shù)發(fā)揮最大價值

 

  FDD Massive MIMO的規(guī)模商用,需依仗TM9產(chǎn)業(yè)的成熟。從技術(shù)原理帶來的網(wǎng)絡(luò)增益來看,這種相輔相成的依賴關(guān)系,主要有三方面原因組成:

 

  原因一:TM9提供用戶級的Beamforming,實(shí)現(xiàn)MU-MIMO,提升網(wǎng)絡(luò)容量

 

  TM9是在3GPP Rel-10中定義的一種傳播模式,相較以往,它增加了新的參考信號CSI-RS,負(fù)責(zé)用戶級的信道測量/反饋。不同的用戶可以有不同的CSI-RS配置,結(jié)合用戶級導(dǎo)頻DMRS,可以一起形成針對用戶的波束,達(dá)到波隨人動的效果。同時,基站的波束可以從以往一個較胖的小區(qū)級波束變?yōu)槎鄠€較窄的用戶級波束,不相干的波束可以組成配對,實(shí)現(xiàn)MU-MIMO(多用戶MIMO),從而復(fù)用頻譜資源,提升網(wǎng)絡(luò)容量。

 

  原因二:只有引入TM9才能突破導(dǎo)頻對天線端口的約束,實(shí)現(xiàn)多天線技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)

 

  在3GPP Rel-10之前,LTE空口只用一種小區(qū)級導(dǎo)頻CRS,同時處理信道測量/反饋以及數(shù)據(jù)解調(diào)。多天線技術(shù)傳播的傳播中,每個天線信號的傳播途徑都不同,為了對每路天線傳播信道進(jìn)行準(zhǔn)確測量,需要為每一個天線端口分配一組CRS資源。隨著天線端口數(shù)的增多,導(dǎo)頻對空口資源的開銷就越來越大,2端口時,導(dǎo)頻資源開銷占9.5%,4端口時,導(dǎo)頻的資源開銷占14.3%,天線發(fā)展到8端口及以上時,導(dǎo)頻開銷已經(jīng)無法支撐多天線技術(shù)所帶來的增益,從而,CRS最大只支持到4端口。TM9將信道測量/反饋和數(shù)據(jù)解調(diào)的導(dǎo)頻分開,改為2個新的參考信號CSI-RS和DMRS,CSI-RS負(fù)責(zé)信道測量/反饋,DMRS負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)解調(diào)。導(dǎo)頻分開的好處是CSI-RS可以用較少的空口開銷滿足信道測量/反饋的要求,而DMRS只需要伴隨數(shù)據(jù)隨路發(fā)送,按需分配。因此TM9的引入能突破導(dǎo)頻對天線端口數(shù)的約束,達(dá)到8端口以上,并持續(xù)向更多端口數(shù)演進(jìn)。

 

  原因三:引入TM9可大幅發(fā)揮下行協(xié)同技術(shù),邊緣用戶下行體驗可以提升20%-40%

 

  通常小區(qū)邊緣用戶體驗較差,其中很重要的一個原因為鄰區(qū)干擾造成。通過下行CoMP(Coordinated Multi-Point) 協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù)即可以大幅改善邊緣用戶的體驗。CoMP包括聯(lián)合發(fā)送和干擾協(xié)同兩種,聯(lián)合發(fā)送是指相鄰小區(qū)之間都向邊緣用戶發(fā)送數(shù)據(jù),獲得功率增益和陣列增益;干擾協(xié)同是指通過調(diào)整同頻相鄰小區(qū)間用戶的波束調(diào)度,規(guī)避對邊緣用戶的干擾,提升邊緣用戶體驗。

 

  

  由于TM9的測量導(dǎo)頻CSI-RS可以是用戶級配置,從而能更精準(zhǔn)的對相鄰小區(qū)發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行測量,并協(xié)調(diào)調(diào)度。根據(jù)實(shí)驗室結(jié)果來看,基于TM9的下行 CoMP技術(shù)可使邊緣速率提升20%-40%。

 

  基于上述理由,我們可以發(fā)現(xiàn),其實(shí)TM9不僅僅只是適用于Massive MIMO,它是整個多天線技術(shù)的最佳搭檔。在2T2R以及4T4R網(wǎng)絡(luò)條件下,引入TM9,可以提升邊緣用戶的增益;在Massive MIMO網(wǎng)絡(luò)中,TM9可以大幅發(fā)揮Beamforming和MU- MIMO的能力,網(wǎng)絡(luò)側(cè)配置32端口Massive MIMO時,若基于Rel-14的四天線手機(jī),網(wǎng)絡(luò)容量最高可達(dá)2T2R的6.5倍??梢哉fTM9將多天線的用戶體驗提升到新的層次,TM9也真正充分發(fā)揮了多天線技術(shù)的價值。

 

  TM9用戶級通道提供專屬體驗,規(guī)模商用蓄勢以待

 

  TM9的3GPP標(biāo)準(zhǔn)于2011年推出,高通、海思等主流芯片廠商其實(shí)已經(jīng)于2014年開始陸續(xù)推出了支持TM9的芯片,從終端來看,只需要使用了能夠支持TM9的芯片硬件就具備了開通的功能,也即是說,終端廠家推送軟件給用戶,用戶一鍵升級支持TM9。市面上已經(jīng)有20多款手機(jī)硬件支持TM9。也就是說,只待TM9商用網(wǎng)絡(luò)開啟后,手機(jī)通過軟件升級,用戶一鍵即可享受專屬通道的體驗。

 

  再看網(wǎng)絡(luò),諸如中國移動、美國Verizon、韓國SKT等十余家領(lǐng)先運(yùn)營商已經(jīng)開始進(jìn)行專門針對TM9的測試。可以預(yù)計,2018年是多天線技術(shù)的不斷演進(jìn)的一年,更是TM9規(guī)模商用的一年。


 

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