经过近10年的发展,LTE承载了80%的移动数据流量,用户数达到28亿,已经成为移动数据业务的基础承载。随着5G商用的日益临近,LTE网络后续如何发展成为业界热议的话题。
早在3GPPPCG#37会议上,3GPP PCG(Project Coordination Group)就已形成决议:5G始于3GPP R15,涵盖 NR(New Radio)和LTE演进两个部分。二者长期共存,并行演进,共同构成了5G时代网络。
实际上,基于LTE网络覆盖、终端、用户、生态等存量优势,LTE在未来十年仍旧是移动业务的主力承载。据GSMA预测,到2025年,LTE用户数将净增30亿,随着用户对数据消费需求的不断提升,LTE网络的流量将迅猛增长,LTE网络迫切需要演进,承担起5G时代基础网的重任。
基于TM9的多天线技术是LTE后续演进的主要方向,通过增加空间复用,提升频谱效率,在不增加站点、频谱资源的前提下大幅提升网络容量,成为运营商做厚5G时代基础网的主流选择。
TM9是LTE多天线容量演进的必要条件
3GPP R10之前的传输模式小区导频CRS(Cell-specific Reference Signal)需兼顾信道测量和数据解调功能,导频占用时频资源多,发送频次高,导致多天线小区导频开销过大。4天线时导频的资源开销已占14.3%,经推算,若发展到8天线端口,导频开销将高达23.8%,因此R10之前,LTE最多只支持到4个天线端口。
TM9是3GPP从R10开始引入的新的传输模式,它通过引入用户级的导频设计,将信道测量和数据解调导频分开,以闭环反馈的方式高效、精准实现多天线动态Beamforming,实现了单用户多流传输(SU-MIMO)和多用户MIMO(MU-MIMO),成倍提升LTE用户体验和小区容量。
用户级导频和多天线也是5G时代的关键技术,是未来无线网络的演进方向。
TM9在引入用户级导频的同时也考虑了对存量非TM9终端的兼容,非TM9终端可以正常使用TM9网络,但无法启用动态Beamforming,无法获得多天线带来的容量、体验增益。TM9终端则能较好匹配TM9网络能力,将网络能力发挥到最大,终端也相应获得更好的用户体验。
TM9在FDD/TDDMassive MIMO,以及普通LTE小区均能带来不同程度的容量或体验提升
1)FDD Massive MIMO小区:TM9实现动态Beamforming,大幅提升网络容量和用户体验
在Massive MIMO网络下,TM9使基站波束从以往一个较宽的小区级波束变为多个较窄的用户级波束,不相干的波束可以组成配对,实现MU-MIMO(多用户MIMO)。MU-MIMO下,多用户数据的调度从原来的时分频分轮流调度转变为同时调度,从而复用频谱资源,大幅提升网络容量。经过外场验证,相较于传统2T2R LTE网络,Massive MIMO可以获得3-5倍的容量增益。
对于单个用户,即使不能通过用户配对获得MU-MIMO增益,用户也能通过SU-MIMO获得显著体验增益。TM9使能的用户级动态Beamforming机制使波束信号最强点始终对准用户,加上TM9多端口带来的更高复用增益,单用户平均体验比非TM9终端提升25%以上。
2)TDD Massive MIMO小区:TM9增强了Beamforming,提供更高用户体验