智能天線/MIMO/BLAST技術介紹

相關專題: 無線 芯片
貝爾實驗室(中國)無線網絡部研究員 常疆

  近年來,隨著用戶規(guī)模擴大和業(yè)務種類多樣化,無線運營商對無線系統(tǒng)語音和高速數據提供能力的要求也相應提高了許多。為了滿足這些要求,必須有新的技術出現(xiàn)并應用,以最大程度地提高現(xiàn)有帶寬內的容量,提高頻譜利用率。



第三條路



  在為一個CDMA網絡做鏈路預算的過程中,朗訊科技認為必須考慮到小區(qū)負載問題,并且也是這樣去做的。通常情況下,一個CDMA系統(tǒng)的初始小區(qū)負載會設計為最大容量的50%到60%,這在系統(tǒng)初初運營時是必要的。而當系統(tǒng)達到設計容量的滿應用時,運營商就必須考慮增加新的容量點,以彌補小區(qū)覆蓋的損失。



  在此情況下,有兩種方法可以選擇: 一是通過增加新站址來增加覆蓋率和容量,這樣不僅在技術上相當困難,而且代價昂貴; 另一種可行方法則是更為充分地利用現(xiàn)有站址,即在其上增加新的載波,這也會增加相當昂貴的運營成本,因為對運營商來說無線頻譜無疑是非常珍貴的資源。



  從長遠發(fā)展的需要來看,還有第三條路可走,即采用最為經濟高效的方法,通過在最初設計時改進鏈路預算,增加容量。朗訊科技的智能天線技術正是為無線運營商提供的這樣一種選擇。在網絡發(fā)展的過程中適時適地地部署這一解決方案,完全可以避免整個網絡的重新設計,而在原有網絡基礎之上極大提升系統(tǒng)的容量。



技術的三種演進



  目前無線網絡多采用固定波束天線,通常是3扇區(qū)配置。朗訊科技智能天線技術將在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎上,提供指向被服務用戶的動態(tài)波束,改善網絡鏈路預算,提高系統(tǒng)容量。



  依靠貝爾實驗室的強大技術支持,朗訊科技正積極研發(fā)先進的智能天線技術,以期為客戶提供相關服務,尤其是其MIMO/BLAST技術,更可廣泛應用于CDMA2000網絡和UMTS/WCDMA 網絡,提升網絡質量。朗訊科技智能天線解決方案有三種演進技術:一是發(fā)送分集和2-Branch智能接收天線,二是波束賦形發(fā)送分集和4-Branch智能接收天線,三是MIMO/BLAST和多用戶接收。在這三種技術中,后面的技術可以提供較前一種技術更大的系統(tǒng)增益。其對比如圖1所示。





朗訊科技智能天線解決方案三種演進對比
MIMO/BLAST技術



  憑借在提高系統(tǒng)頻譜利用率方面卓越的性能表現(xiàn),多輸入多輸出(MIMO)技術已經成為移動通信技術發(fā)展進程中炙手可熱的課題,而作為MIMO技術的杰出代表,朗訊科技的BLAST技術更以其突破性的優(yōu)異性能成為業(yè)界焦點。



  傳統(tǒng)無線通信理論一直將多徑傳播視為造成無線信號衰落的干擾之一。而朗訊科技BLAST技術則證明,在天線發(fā)送和接收端同時采用多天線陣,更能夠充分利用多徑傳播,達到“變廢為寶”的效果,提高系統(tǒng)容量。就其原理而言,是利用每對發(fā)送和接收天線上信號特有的“空間標識”,在接收端對其進行“恢復”。利用BLAST技術,如同在原有頻段上建立了多個互不干擾、并行的子信道,并利用先進的多用戶檢測技術,同時準確高效地傳送用戶數據,其結果是極大提高前向和反向鏈路容量,如圖2所示。






MIMO/BLAST技術工作原理


  理論研究業(yè)已證明,采用BLAST技術,系統(tǒng)頻譜效率可以隨天線個數成線性增長,也就是說,只要允許增加天線個數,系統(tǒng)容量就能夠得到不斷提升。這也充分證明BLAST技術有著非常大的潛力。



  鑒于對于無線通信理論的突出貢獻,BLAST技術獲得了2002年度美國Thomas Edison(愛迪生)發(fā)明獎。不僅如此,朗訊科技在該技術產品化方面也取得了很大進展。2002年10月,世界上第一顆BLAST芯片在朗訊公司貝爾實驗室問世,隨即成為業(yè)界焦點。這一芯片支持最高4×4的天線布局,可處理的最高數據速率達到19.2Mbps,F(xiàn)在,朗訊科技已經開始將此BLAST芯片應用到其Flexent OneBTS家族的系列基站中,同時還計劃授權終端制造商使用該BLAST芯片,以提高無線3G數據終端支持高速數據接入的能力。



運營商得到好處


  智能天線給運營商帶來非常客觀的收益,具體包括增加系統(tǒng)容量、提高系統(tǒng)覆蓋、提高高速數據業(yè)務覆蓋、降低每語音及數據用戶服務成本,以及保護運營商現(xiàn)有投資等。



  增加系統(tǒng)容量 平均而言,發(fā)送分集和2-Branch智能接收天線,能夠在現(xiàn)有基礎上將系統(tǒng)容量提高10%到25%; 采用波束賦形發(fā)送分集和4-Branch智能接收天線,能夠將這一增長擴大到近一倍;而采用BLAST技術,系統(tǒng)容量的增加還能更高。



  提高系統(tǒng)覆蓋 通過智能天線技術,改善鏈路預算,能夠提高系統(tǒng)的覆蓋。



  提高高速數據業(yè)務覆蓋 在通常情況下,小區(qū)內對高速數據業(yè)務的支持僅限于靠近基站的小部分區(qū)域,而智能天線技術的采用,將使能小區(qū)內支持高速數據的覆蓋面積增加非常大的一塊,或者在原有區(qū)域內支持更多高速數據用戶數,如圖3所示。






  智能天線技術可增加數據傳輸速率和覆蓋面積


降低每語音及每數據用戶服務成本 雖然在網絡中需要增加相應的軟硬件才能支持智能天線技術,但由于系統(tǒng)容量得到很大提高,每語音用戶和每數據用戶的成本和傳統(tǒng)天線系統(tǒng)相比,仍會有大幅的降低。



  保護運營商現(xiàn)有投資 通過平滑的軟硬件升級,運營商可以充分利用現(xiàn)有網絡資源,在不更改網絡結構和增加基站的情況下,實現(xiàn)系統(tǒng)容量的提升。朗訊科技的Flexent OneBTS基站系統(tǒng)可以同時支持CDMA2000系統(tǒng)和WCDMA系統(tǒng),并可以實現(xiàn)到智能天線的平滑升級,最大限度保護運營商的投資。




摘自 計算機世界
   

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