技术标签: 5g空分复用技术
自从5G商用后,外场测试会发现4流(RI=4)情况很难达到,不像LTE网络,RI=2很常见。这其中的原因就需要从空分复用原理说起。
目前的基站以4个逻辑端口、UE以2个接收端口为例,形成的收发矢量图如下:
M根发送天线,N根接收天线,信道系数矩阵可以计为HNxM,上图的信道系数矩阵可以表示为H2x4。
该矩阵又可以进行SVD分解,也就是分解为接收端、发送端以及信道特性,比如H2x4 = U2x2 * A2x4 * V4x4 ,U2x2表示的就是接收端向量矩阵,A2x4 表示空口的特性值矩阵,V4x4 是发送端的向量矩阵。
这样拆分的意义在哪里呢?
每功率谱密度通过空分复用形成的增益如下:
从公式来看,红色曲线是效果最好的,可以形成SINR值快速增长。所以说双流的空分复用效果是最好的,单流次之(这里会有分集增益),而双层只使用一层,效果是最差的。
这里还有一个其他概念,目前的天线都是极化天线,拆开天线面板,天线内部的天线布防是正负45°交叉布防,形成一个极化方向,如下图:
在LTE网络中,极化天线的扩展角度普遍使用8和15度,5G全网主要使用15度,8个SSB波束,这样就可以形成120度的覆盖范围,通过现网测试来看,四收终端形成双流很普遍,但形成三流和四流难度大幅度增加,需要的SINR如下:
原因就是双流的形成其实不需要空分复用,只要极化就能形成。而要形成四流,需要的SINR达19dB,基本只能在小区中心区域。
目前5G的波束较4G越来越窄,其实从单用户的角度来看,波束越细就需要越精确的信道信息反馈和越低的移动速度,波束对不准UE的话,性能反而会下降。
5G的四流形成必需使用空分复用,也就是在极化的两个方向上形成传输的双流,所以小区边缘的用户还是以双流为主,四收终端的功能在于邻小区干扰消除,而非进行四流传输。
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