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1、中国电信CHIWA TELECOM闭环空间复用模式对速率和CQI指标提升的研究金华电信无线维护中心2019年04月目录一、技术介绍31.1、MIMO 原理31.2、MIMO工作模式31.3、TM3 与 TM4 区另|4二、试验计划52.1、试验目的:52.2、试验区域：52.3、试验参数设置： 62.4、性能验证：6三、推广与总结10摘要网络质量以及系统的容量一直是移动通信最为重要的关注点，良好的用户体验是保证用 户量持续增长的根本，故也是运营商最关心的指标。CQI作为CSI(Channel State Information)的重要组成部分，反映出当前UE处于的下行信道环境，直接影响下行编码
2、、调 制方案的选择，进而影响整个系统性能。CQI是由UE通过对接收到的信号解调计算后上报 给eNB的，直接反映了当前终端处于的无线质量情况.UE在对当前信道质量在做解调估算的 时候将会使用PMI值做信道估计,而PMI值主要在MIMO技术中TM模式为TM3和TM4相关. 所以本章主要对MIMO技术里TM模式中的TM3和TM4的设置去研究对CQI指标的影响。一、技术介绍1.1、MIMO 原理在对 TM 模式阐述之前需要了解 MIMO 技术，MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)多 天线技术是LTE关键技术与OFDM技术相结合，有效的对抗了频率选择性衰落，提高了分集
3、增益和系统容量，增加频谱利用率。MIMO技术是针对多径无线信道来说的，它是指在发射端和接收端分别使用多个发射天 线和接收天线，它与传统的信号处理方式的不同之处在于其同时从时间和空间两个方面研究 信号的处理问题，从而能够在不增加带宽与发射功率的前提下，提高系统的数据速率、减少 误比特率，改善无线信号的传送质量。1.2、MIMO工作模式MIMO系统可根据不同的系统条件、变化的无线环境采用不同的工作模式，3GPP协议中 定义了以下九种TM模式：参数名称MO CLASS Range and stepModification 原始4dlMimoModeLNCELSingleTX (0),TXDiv (1
4、0),4-way TXDiv (11),Dynamic Open Loop MIMO (30),Closed Loop Mimo (40),Closed Loop MIMO (4x2) (41),Closed Loop MIMO (4x4) (43)Conditional BTS restartDynamicOpen LoopMIMO (30)ClosedLoop Mimo(40)Mode传输模式技术描述应用场景1单天线传输信息通过单天线进行发送无法布放双通道室分系统的 内站室2发射分集统一信息的多个信号副本分别通过多个衰落， 相互独立的信道进行发送信道质量不好时，如小区边-缘3开环空间复用终
5、端不反馈信道信息，发射端根据预定义的， 信息来确定发射信号信道质量高且空间独立性强时4闭环空间复用需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息: 信号预处理以产生空间独立性信道质量高且空间独立性强 。终端静止时性能好时5多用户MIMO基站使用相同时频资源将多个数据流发送给: 用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进; 消和零陷。不同行取6单层闭环空间复用终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码， 适应当前的信道吏其7单流 Beamforming发射端利用上行信号来估计下行信道的特征 下行信号发送时，每根天线上乘以相应的特; 值，使其天线阵发射信号句号波束赋形效果在征槌质量不好使，如小区边缘8双流 Be
6、amforming结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋: 送，既提高用户信号强度，又提高用户的峰， 均值速率形熨质量较高切具有一定空 独立性时（信道质量介于单 Beamforming与空间复用之间 流 间9Beamforming 和分集LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到 的传输主要为了提升数据传输速率1.3、TM3 与 TM4 区别 TM3与TM4区别：TM3和TM4两种不同的传输模式，最大的区别在于是否需要终端反馈PMI信息。PMI涉及到预编码技术的实现，在实现过程中引入了码本的，3GPP定义了一系列V矩阵 （即码本），eNodeB和ue侧均可获得，应用时根据PMI选择一个可以使
7、信道矩阵H容量最 大的V，就是在发射端对发射信号S乘以V，与后面SVD过程匹配，这样在接收端需要处理 的复杂性与开销大大减少了，这样降低接收机消除信道间影响，同时减少系统开销，最大提 升MIMO的系统容量。在这实际实现过程中就会涉及到码本里面预编码矩阵（PMI）的选择， 好的PMI选择决定了 MIMO系统的性能. PMI作用：TM3，不需要UE反馈PMI值，终端侧使用eNode B下发的PMI值进行信道质量的估算. 同时在3GPP协议中规定，对于两路天线端口只能使用预编码编号为0的预编码矩阵，根据 映射表可知，单流一个，双流一个.这样更适合快速移动场景，信号环境变化较快的场景。 TM4,需要U
8、E反馈PMI，UE根据公共导频（CRS）测量下行信道，得到信道矩阵。基于预先 设定的码本，UE可以按照某种优化准则，从码本中选择与当前信道条件最为匹配的预编码 矩阵（PMI），并通过反馈链路将其标号反馈给eNodeB，同样在3GPP协议中规定，对于两路 天线端口 TM4传输模式下行只有在双流情况下index0不能选择，那么根据映射表可知，TM4 可根据当前测量值去去选择不同的预编码矩阵，单流选择4个预编码，双流可选择2个.UE同时使用该PMI值解码出当前信道质量，并上报信道质量指示（CQI）给基站，但同 时由于需要终端反馈PMI值，就需要当前无线信道质量变化比较稳定，这样在对信号进行编 码和解
9、编码的时候才是最适合的显然在信道质量稳定的TM4模式下，当前UE上报的CQI 值对于当前信道的无线质量也是最精确的。二、试验计划2.1、试验目的：通过修改宏站点MIMO模式,双流站点从TM3修改到TM4,来评估对CQI质差小区比例影 响以及其它相关性能KPI的影响，同时通过路测评估对外场DT测试的影响程度。2.2、试验区域：试验区域如下图，区域内共13个站点:金华白理析何T金年咿析竹园实业怛由龙概吒第测试点要求:测试区域需同时具备：好（SINR 15dB左右）中（510dB左右）差（0-10左右），三种质差情况。2.3、试验参数设置：参数名称MOClassRange and stepModif
10、ication原值修改值dlMimoModeLNCEL0:SingleTX;10:TXDiv;11:4-way TXDiv;30:Dynamic Open LoopMIMO;40:Closed Loop Mimo;41:Closed Loop MIMO (4x2);43:Closed Loop MIMO (4x4)ConditionalBTS restartDynaic Open Loop MIMO(30)修改为ClosedLoopMIMO(40)2.4、性能验证:2.4.1、后台KPI指标对比如下表所示，通过三个时间段的对比分析，除双流占比下降外，其它相关指标均呈上升趋势:对比时间流量（GB
11、）平均用 户数平均 CQICQI 等于 大于7占 比64QAM 占 比双流占 比下行用户感 知速率17.93修改前早 忙时68.072410.1289.82%26.07%67.18%修改后早 忙时71.452610.9590.69%28.68%63.49%18.01修改前午 忙时39.05810.0689.59%27.65%64.03%15.16修改后午 忙时40.95910.9291.33%29.82%60.47%15.65修改前晚 忙时74.722810.0284.94%25.27%65.60%16.86修改后晚 忙时81.852610.8586.18%27.30%61.19%18.06指
12、标对比表2.4.2、DT指标对比通过两个时间段的对比分析，相关指标均呈相同趋势.下面为早忙时指标对比情况:对比图如下：早忙时DT测试对比文件 名测试里 租km ）测试 时长平均RSRP平均SINR（dB）下行平均CQI64QAM 占比双流占 比（时 长）下行平均 速率 （Kbps）下行速 率 = 12Mbps 比例改前17.823.53-83.5711.6710.4230.70%78.44%3124581.70%改后17.8224.06-83.8511.3911.1233.44%67.98%3493589.30%表卬.沁q力 UQ.FCtFmpJt 叫血,seIp洲 网：,网0|1228B,2
13、0DDq) |2DOOO.Oq) Im.wnj 州 6 的J折Wh-，霎=修改前速率图修改后速率图晚忙时DT测试对比:文件 名测试里 租km）测试 时长 （分 钟）平均RSRP平均SINR（dB）下行平均CQI64QAM 占比双流占 比（时 长）下行平均 速率 （Kbps）下行速 率 = 12Mbps 比例改前17.3424.1-84.2910.9510.1128.70%79.85%3250282.10%改后17.1223.25-83.5711.2610.8931.85%70.32%3530585.30%表2修改前速率图修改后速率图2.4.3 CQI测试定点情况对比通过选取不同质量点（好、中、差）对参数修改前后进行对比分析，好点和中点速率都 有明显提升，差点无影响.CQI点好点中占1八、差点SINR速率SINR速率SINR速率改前1768.856.610.581.99.08改后22.375.836.920.431.67.89表3好点对比选取好点SINR 17dB，测试时段均为晚忙时，所占小区PRB利用率35%左右，对比参数修改后速率提升7M。*5?ruai S B!taunhHg* JhnA Eh网
