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TM9為5G LTE能帶來(lái)什么？
發(fā)表時(shí)間:2018/06/29 14:08:02 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng),RF技術(shù)社區(qū) 瀏覽次數(shù):11062
經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，LTE承載了80%的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量，用戶數(shù)達(dá)到28億，已經(jīng)成為移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)承載。隨著5G商用的日益臨近，LTE網(wǎng)絡(luò)后續(xù)如何發(fā)展成為業(yè)界熱議的話題。
早在3GPP PCG#37會(huì)議上，3GPP PCG(Project Coordination Group)就已形成決議：5G始于3GPP R15，涵蓋 NR（New Radio）和LTE演進(jìn)兩個(gè)部分。二者長(zhǎng)期共存，并行演進(jìn)，共同構(gòu)成了5G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)。
實(shí)際上，基于LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋、終端、用戶、生態(tài)等存量?jī)?yōu)勢(shì)，LTE在未來(lái)十年仍舊是移動(dòng)業(yè)務(wù)的主力承載。據(jù)GSMA預(yù)測(cè)，到2025年，LTE用戶數(shù)將凈增30億，隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)消費(fèi)需求的不斷提升，LTE網(wǎng)絡(luò)的流量將迅猛增長(zhǎng)，LTE網(wǎng)絡(luò)迫切需要演進(jìn)，承擔(dān)起5G時(shí)代基礎(chǔ)網(wǎng)的重任。
基于TM9的多天線技術(shù)是LTE后續(xù)演進(jìn)的主要方向，通過(guò)增加空間復(fù)用，提升頻譜效率，在不增加站點(diǎn)、頻譜資源的前提下大幅提升網(wǎng)絡(luò)容量，成為運(yùn)營(yíng)商做厚5G時(shí)代基礎(chǔ)網(wǎng)的主流選擇。
TM9是LTE多天線容量演進(jìn)的必要條件
3GPP R10之前的傳輸模式小區(qū)導(dǎo)頻CRS（Cell-specific Reference Signal）需兼顧信道測(cè)量和數(shù)據(jù)解調(diào)功能，導(dǎo)頻占用時(shí)頻資源多，發(fā)送頻次高，導(dǎo)致多天線小區(qū)導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)過(guò)大。4天線時(shí)導(dǎo)頻的資源開(kāi)銷(xiāo)已占14.3%，經(jīng)推算，若發(fā)展到8天線端口，導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)將高達(dá)23.8%，因此R10之前，LTE最多只支持到4個(gè)天線端口。
TM9是3GPP從R10開(kāi)始引入的新的傳輸模式，它通過(guò)引入用戶級(jí)的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)，將信道測(cè)量和數(shù)據(jù)解調(diào)導(dǎo)頻分開(kāi)，以閉環(huán)反饋的方式高效、精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多天線動(dòng)態(tài)Beamforming，實(shí)現(xiàn)了單用戶多流傳輸（SU-MIMO）和多用戶MIMO（MU-MIMO），成倍提升LTE用戶體驗(yàn)和小區(qū)容量。
用戶級(jí)導(dǎo)頻和多天線也是5G時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)，是未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向。
TM9在引入用戶級(jí)導(dǎo)頻的同時(shí)也考慮了對(duì)存量非TM9終端的兼容，非TM9終端可以正常使用TM9網(wǎng)絡(luò)，但無(wú)法啟用動(dòng)態(tài)Beamforming，無(wú)法獲得多天線帶來(lái)的容量、體驗(yàn)增益。TM9終端則能較好匹配TM9網(wǎng)絡(luò)能力，將網(wǎng)絡(luò)能力發(fā)揮到最大，終端也相應(yīng)獲得更好的用戶體驗(yàn)。
TM9在FDD/TDD Massive MIMO，以及普通LTE小區(qū)均能帶來(lái)不同程度的容量或體驗(yàn)提升
1）FDD Massive MIMO小區(qū)：TM9實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Beamforming，大幅提升網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗(yàn)
在Massive MIMO網(wǎng)絡(luò)下，TM9使基站波束從以往一個(gè)較寬的小區(qū)級(jí)波束變?yōu)槎鄠€(gè)較窄的用戶級(jí)波束，不相干的波束可以組成配對(duì)，實(shí)現(xiàn)MU-MIMO（多用戶MIMO）。MU-MIMO下，多用戶數(shù)據(jù)的調(diào)度從原來(lái)的時(shí)分頻分輪流調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)調(diào)度，從而復(fù)用頻譜資源，大幅提升網(wǎng)絡(luò)容量。經(jīng)過(guò)外場(chǎng)驗(yàn)證，相較于傳統(tǒng)2T2R LTE網(wǎng)絡(luò)，Massive MIMO可以獲得3-5倍的容量增益。
對(duì)于單個(gè)用戶，即使不能通過(guò)用戶配對(duì)獲得MU-MIMO增益，用戶也能通過(guò)SU-MIMO獲得顯著體驗(yàn)增益。TM9使能的用戶級(jí)動(dòng)態(tài)Beamforming機(jī)制使波束信號(hào)最強(qiáng)點(diǎn)始終對(duì)準(zhǔn)用戶，加上TM9多端口帶來(lái)的更高復(fù)用增益，單用戶平均體驗(yàn)比非TM9終端提升25%以上。
2）TDD Massive MIMO小區(qū)：TM9增強(qiáng)了Beamforming，提供更高用戶體驗(yàn)
由于上下行信道的互易性，TDD Beamforming并不依賴于TM9，然而TM9能使TDD Massive MIMO小區(qū)用戶體驗(yàn)更優(yōu)。
首先TM9模式單用戶傳輸能力支持到4流以上，而以往基于TM7/8的Beamforming最多只支持2流，TM9單用戶峰值體驗(yàn)比TM8高出近一倍，是TM7用戶峰值的4倍；
其次在CA組網(wǎng)下，原來(lái)基于TM7/8模式只能實(shí)現(xiàn)主載波的Beamforming，輔載波由于沒(méi)有上行測(cè)量無(wú)法實(shí)現(xiàn)Beamforming，引入TM9后，終端可以反饋輔載波下行信道測(cè)量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)輔載波Beamforming，使能輔載波多用戶配對(duì)，進(jìn)一步提升CA用戶的體驗(yàn)和CA小區(qū)的容量。
3）普通小區(qū)：TM9使能下行聯(lián)合發(fā)送（JT），邊緣用戶下行體驗(yàn)提升20%-40%
通常小區(qū)邊緣用戶體驗(yàn)較差，很重要的一個(gè)原因?yàn)猷弲^(qū)干擾造成。聯(lián)合發(fā)送技術(shù)通過(guò)相鄰小區(qū)向邊緣用戶同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，提升邊緣用戶體驗(yàn)。
R10之前的傳輸模式，由于采用的是小區(qū)級(jí)公共導(dǎo)頻CRS，邊緣用戶無(wú)法識(shí)別鄰區(qū)導(dǎo)頻，無(wú)法實(shí)現(xiàn)下行JT，TM9模式下，采用的是獨(dú)立的用戶級(jí)的解調(diào)參考信號(hào)DMRS，DMRS隨數(shù)據(jù)流發(fā)送，邊緣用戶可以成功解調(diào)相鄰小區(qū)的數(shù)據(jù)流，并進(jìn)行合并，從而化干擾為增益，提升邊緣用戶體驗(yàn)。
TM9產(chǎn)業(yè)成熟，2018年規(guī)模商用
經(jīng)過(guò)多年的演進(jìn)，TM9產(chǎn)業(yè)已逐漸成熟，高通、海思、聯(lián)發(fā)科技等主流芯片廠家已推出支持TM9的手機(jī)芯片，目前已有20余款終端加載了這些芯片，做到了TM9硬件ready，后續(xù)只需終端廠家遠(yuǎn)程推送軟件，用戶即可一鍵升級(jí)激活TM9。今年起，主流終端廠家紛紛默認(rèn)激活TM9，不到6個(gè)月時(shí)間，已有6款新機(jī)型默認(rèn)激活TM9，覆蓋了5個(gè)主流終端廠家，預(yù)計(jì)今年年底全球TM9終端滲透率將達(dá)到20%以上。
網(wǎng)絡(luò)側(cè)，運(yùn)營(yíng)商積極開(kāi)展TM9商用試點(diǎn)，進(jìn)一步助推TM9終端產(chǎn)業(yè)成熟，目前已開(kāi)通TM9的商用網(wǎng)絡(luò)達(dá)9張，涉及中國(guó)、日本、香港、泰國(guó)、土耳其、科威特、法國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，預(yù)計(jì)今年年底，TM9商用網(wǎng)絡(luò)將達(dá)30張。在北美，部分運(yùn)營(yíng)商未雨綢繆，將TM9列為終端采購(gòu)的強(qiáng)制要求，為將來(lái)Massive MIMO部署和LTE長(zhǎng)期演進(jìn)打下生態(tài)基礎(chǔ)。
可以預(yù)見(jiàn)，2018年將是TM9規(guī)模商用的一年，TM9也將成為終端競(jìng)爭(zhēng)力的新標(biāo)志。隨著TM9產(chǎn)業(yè)的成熟，LTE網(wǎng)絡(luò)能力將突破天線端口的束縛，大踏步開(kāi)啟下一個(gè)飛躍，承擔(dān)起5G時(shí)代基礎(chǔ)網(wǎng)的重任。
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