MIMO分布式天线系统中的延时失衡性能分析
时间：2011-08-29 | 栏目：RF/无线技术 | 点击：次
在目前的LTE室内商用系统的基本配置中，一般采用2×2天线配置。下行BS采用双天线分集或者复用发射，UE采用双天线接收。上行UE采用单天线发射，BS采用双天线接收，即接收分集。理论分析中，大多假设多天线阵列中各天线单元增益相同且时延相等。但在实际工程应用中，由于馈线及器件制造工艺的差异，会引入天线单元的增益与时延的差异。中国移动企业标准中，对于宏基站天线有明确的规定：各天线端口的幅度偏差≤0.7dB;相位偏差≤5°。
在实际的室内分布式天线系统中，由于馈线以及极化天线本身的差异会引入天线延时不平衡因素。文中将对基于LTE系统，分析分布式天线系统中延时失衡对LTE基带系统带来的影响，并评估其可行性。
1 延时分析模型
以LTE 20 MHz带宽系统分析：采样周期T=1/30.72MHz=0.032 6μs，对应于光速传播距离约为9.8 m。以10 MHz带宽分析：采样率为15.36 MHz，对应于光速传播距离为19.6 m。假设时域上采样点偏移N0，则相应在频域上的变换如式(1)所示。
从式(1)可以看到，时域上线性偏移，频域上叠加线性相偏。时域上偏移越多，相偏变化越快。偏移两个采样点后，等效的频域信道估计响应如图1所示。
从图1可以看出，频域等效信道响应呈周期性变化;当信道偏移量扩大时，此变化周期变快;当变化周期快于频域信道估计周期时，系统性能将会恶化。LTE下行帧结构中，采用每个RB在频域上包含14个子载波，中间插入两个Pilot，用于信道估计。Pilot中间位置则使用插值算法作估计。如果频域相偏变化过快，则会导致插值算法估计不准确，影响链路性能。
假设LTE 2×2 MIMO系统，发射天线存在不同步的情况如图2所示。
以接收端天线1为例，在FFT窗内对接收数据作变换，设r1(i)，r2(i)分别为来自发送端天线1和天线2的：Data区域的时域信号抽样点，其中0≤i≤NFFT-1，并设r2(i)为接收端FFT窗内的时域信号抽样点，时延为p个抽样点。
由于下行DMRS并非在频域上连续分布，因此φ与k不一定相等，即由天线2时延造成的相位偏差不一定可以消除，从而造成接收端解调性能的下降。