第47卷第10期 2014年10月
通信技术
Communications Technology
doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2014.10.008
未校准天线阵列对其覆盖性能的影响分析
严文发，贾全，刘诗虎1，余想2
Vol.47No.10 Oct.2014
（1.中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，湖北武汉430010；2.华中科技大学电子与信息工程系，湖北武汉430074）摘要：阵列天线以其良好的空间复用与分集特性，成为TD-SCDMA、LTE、LTE-A以及后续移动通信系统标准的关键技术。然而，由于天线阵列位置偏差以及相位抖动，极易带来有效信号波束主瓣指向的偏差，在缩小有效覆盖的同时，带来不必要的千扰。分析天线阵元间距变化与所加载信号失
量相位偏差对覆盖性能的影响，对于未来多用户系统网络规划与布设具有重要的指导意义。关键词：波束相位偏差校准大规模MIMO
中图分类号：TN929
文献标志码：A文章编号：1002-0802（2014）10-1144-05
InfluenceofUncalibratedAntennaArrayonCoveragePerformance
YAN Wen-fa',JIA Quan',LIUShi-hu',YUXiang(1. Design Center, Hubei Co. Lid, CMCC, Wuhan Hubei 430074, China;
2. Department of Electronics & Information Engineering, HUST, Wuhan Hubei 430074, China)
Abstract : Array antenna is the key technology of TD-SCDMA, LTE,LTE-A and future mobile communica tion systems for its excellent spatial multiplexing and diversity characteristics. However, the imperfect spac-ing and phase jitter of antenna array would easily result in direction deviation of main lobe of the signal beam,and cause unnecessary interference while narrowing the effective coverage. This article disusses the influence of imperfect antenna array element spacing and loaded signal vector phase deviation on the cover age performance.This is of great importance to the system planning and deployment of multi-user networks in the future.
Key words :beam; phase offset ;calibration; massive MIMO
0引言
虽然MIMO（Multi-Input-Multi-Output）技术的提出被认为具有通信理论发展史上的里程碑意义信息论的推导与相关实验结果都表明：通过在“点对点”通信两端都引入多天线，可在不额外增加功率和带宽的前提下，实现频谱效率随天线数的线性增长。但是，上述关于MIMO链路的结论是在没有考虑小区自干扰或互干扰的前提下得到的。
MIMO多天线技术被认为是缓解频谱瓶颈的重要技术。在具体的传输策略上，为了降低系统内同频干扰，同时增加小区覆盖，在基站侧引人了波束赋
形技术，以实现波束间的空间隔离。该技术随着 MIMO的研究深人与技术成熟，已在3GTD-SCDMA(Time Division -Synchronous Code Division Multiple Access）【2]、4GLTE系统中得到应用[3]并在未来通信技术，如LTE-A（LongTermEvolution-Advanced）中起着提升频谱效率与降低功耗的核心作用。
在天线阵波束赋形技术中，各天线阵元上人射
或发射信号的波程差，直接表现为各阵的信号相位差。因此，具有相同信号强度（天线阵尺寸与传输距离相比是微不足道的）、不同相位的阵元信号，通过矢量的叠加，总体信号强度表现出不同的空间
收稿日期：2014-05-15；修回日期：2014-08-20
Received date : 20140515 ; Revised date :20140820
基金项目：图家科技重大专项（No.2013ZX03003002-004）；国家高技术研究发展计划863计划（No.2014AA01A701）
Foundation Item; National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China ; National Hightech R&D
Program of China（863Program）
.1144 ·