LTE/LTE-A MIMO原理與應用

2.3 雙流波束賦形=波束賦形+空分復用

波束賦形（智能天線）是否能實現明顯增益，受到無線環境的影響。無線環境可以分為以下2種：

1）直視信道（LOS，line of sight）具有貧散射環境，更有利于智能天線的使用：天線陣元間相關性高、主徑明顯、能量集中、賦形算法簡單、受信道估計精度影響小，智能天線易獲得增益。

2）非直視信道(NLOS，none line of sight)具有富散射環境，智能天線較難獲得明顯增益：天線陣元相關性低、主徑不明顯、能量分散、賦形算法較復雜，受信道估計精度影響大，更適合使用MIMO空間復用。

圖3 雙流波束賦形天線陣列原理

為了協調波束賦形與空分復用的矛盾，雙流波束賦形正是將波束賦形和空分復用結合起來，揚長避短的一種方案。它在一副天線陣元上疊加2套賦形權重，形成2個波 束，在終端角度看來，形成2個等效的“虛擬天線”。2個虛擬天線上可以一個用戶終端傳送不同的數據，即空分復用；也可以給2個不同的用戶終端傳送數據，也就是空分多址。

為了實現雙流波束賦形，中國移動的TDD-LTE基站一般具備8天線，如下圖紅色虛線框中所示。為了實現雙流波束賦形，8根天線分為兩組。

● 兩組天線之間的極化方式為垂直交叉極化：紅色組天線+45°極化，藍色組天線-45°極化。這樣就使組間的天線相關度低，從而易于實現空分復用。

● 每組天線內，天線大約在空間上間隔四分之一波長。這樣就使天線陣列在組內可以實現高度的相關性，從而易于實現波束賦形。

圖4 TDD-LTE八天線波束賦形天線陣列原理（上）和實物（下）