天线端口到底有什么用呢,或者设计的初衷出于什么考量呢?

网优雇佣军 发表于 2018-04-19 15:30:33 收藏 已收藏
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天线端口到底有什么用呢,或者设计的初衷出于什么考量呢?

网优雇佣军 发表于 2018-04-19 15:30:33

在4G LTE系统中,由于天线引入了MIMO技术,在网络优化日常工作中一个耳熟能详的名词“天线端口”经常会被提及,那么这个天线端口到底有什么用呢,或者设计的初衷出于什么考量呢?别急,听小编慢慢道来。

23G系统中是没有天线端口这个概念的,一般经常提到通道的概念,比如3G TD-SCDMA系统中最引以自豪技术之一就是8通道天线赋型。而通道指的是物理射频单元(RRU)的内部物理划分,每一路划分独立承载了一个射频信号,因此也同样需要有8根独立的物理线缆馈入天线单元(现在的极化天线从外观上看是4根天线,但是物理上仍然上8个射频)。

图1 8通道天线和RRU

4G LTE中引入的天线端口是逻辑上的概念,与刚刚提到的通道是两个不同的概念,所以一般也可以以天线逻辑端口这样的命名的进行代称。3GPP协议36.211对于天线逻辑端口的定义是这样的:

同一天线端口传输的不同信号所经历的信道环境是一样的,每一个天线端口都对应了一个资源栅格。天线端口与物理信道或者信号有着严格的对应关系。

相信一部分吃瓜群众看了这样抽象的定义之后也如小编最开始看到这句话一样一头雾水,其实这句话对于天线逻辑端口概念表达了下面这两层深层的含义:

1、天线逻辑端口虽然在发射机进行配置,但是其本质含义是辅助接收机进行解调的,天线逻辑端口是物理信道或物理信号的一种基于空口环境的标识,相同的天线逻辑端口信道环境变化一样,接收机可以据此进行信道估计从而对传输信号进行解调;

2、接收机对于不同逻辑端口的并发接收解码需要有不同的并发解码机制。

另外,天线逻辑端口虽然是逻辑上不同传输信号的一种划分机制,但是与物理层面的天线通道概念却有着对应关系,例如如需要将天线进行逻辑端口的划分,一定需要有对应的物理通道划分作为基础能力支持,例如2个天线逻辑端口就至少对应了2个天线物理通道,当然也可以对应以2为整数倍数的通道,例如4通道或者8通道,所以经常遇到的LTE系统中4T2R天线或者4T4R天线指的是天线物理通道,4T2R天线在下行逻辑上可以分别划分为1、2、4个逻辑端口,但是1个物理通道就无法进行2个逻辑端口的区分,因此天线逻辑端口与物理通道虽是两个不同的概念,却彼此存在辩证的关系。

为了更好的了解天线逻辑端口的概念,我们再一起研究一个小实例,以下是3GPP 36.211中对于PSS/SSS物理信道所属天线逻辑端口的描述:

The UE shall not assume that the primary synchronization signal is transmitted on the same antenna port as any of the downlink reference signals. The UE shall not assume that any transmission instance of the primary synchronization signal is transmitted on the same antenna port, or ports, used for any other transmission instance of the primary synchronization signal.

这段描述表明了两层意思,

1、PSS/SSS的天线逻辑端口与下行参考信号(例如CRS)的天线逻辑端口不同,终端在基于天线逻辑端口的CRS天线图样解码时不应该能够同时解码PSS/SSS,反之亦然;

2、终端不应该同时解码不同的PSS/SSS。

基于不同天线逻辑端口的CRS天线图样是图2这样的,

图2 天线逻辑端口数1、2、4对应的小区参考信号图样

下图表征了FDD无线帧格式的PSS/SSS物理信号时频域位置,

图3 FDD无线帧格式下PSS/SSS的时频域位置

4G LTE协议没有明确为PSS/SSS划分具体的天线逻辑端口号(5G NR中对于同步信号以及PBCH块划分了具体的天线逻辑端口p=4000),基于以上对于天线逻辑端口以及PSS/SSS与参考信号逻辑端口关系的认知,可以知道终端通过周期性解码PSS/SSS实现下行时频域同步时(一般认为是DRX之后),在时隙0或者10上,不应该“看”到图2的CRS天线图样。

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