摘要：首先討論了在LTE FDD系統中的上行發射天線選擇算法，然后分析了上行發射天線的各種選擇方案，并提出一種上行發射天線的選擇方法，最后給出該天線選擇方案的性能分析。性能分析結果表明，使用該選擇方法可以獲得較大的分集增益。
關鍵詞：LTE；選擇算法；性能分析；分集增益

0 引言
    LTE FDD系統支持上行應用MIMO技術，包括空間復用和發射分集。在LTE FDD系統中應用MIMO技術的上行基本天線配置為1*2，即終端側配置一根發射天線，基站側配置兩根接收天線。上行可以考慮支持更高階的MIMO傳輸，但由于擔心終端實現的復雜度過高，所以現階段上行不支持一個終端同時使用兩根發射天線，只考慮存在單元上行傳輸鏈的情況。因此，上行僅支持上行發射天線選擇和多用戶MIMO。

1 發射天線配置
    為了節省功率和降低射頻開銷，在終端側期望使用更少數目的功放。另一方面，為了改善可達到的數據速率和提供更大范圍的覆蓋，需要使用天線選擇技術。
    單輸入、多輸出(SIMO)方法(也常被稱為接收分集技術)采用一個發射天線和兩個或多個接收天線。與發射分集方法一樣，它也很適合工作在低SNR條件下，當采用兩個接收器時，理論上可實現3 dB增益。因為只發射一個數據流，所以數據速率不變。
    從圖1中可以看出，第二個天線也有雙工器，故存在一定的插入損耗。另外，天線選擇器也存在插入損耗(約0．5～0．7 dB，即，約損失了11％～15％的能量)。

    基站根據一定的準則(上行信道狀況、下行信道狀況等)來指示UE使用哪一個發射天線來發射。

2 發射天線選擇方案
    對于LTE FDD系統而言，存在兩種發射天線選擇方案，即開環天線選擇和閉環天線選擇。
2．1 開環天線選擇方案
    上行共享數據信道在天線間交替發射，這樣可以獲得空間分集增益，從而避免共享數據信道的深陷落。在郊區、鄉村、高速公路、地鐵、高鐵等場所建議使用開環天線選擇。優點：
    (1)不需要發送用于天線選擇的參考信號；
    (2)在下行不需要發送天線選擇信息bit；
    (3)適合于基于競爭的信道和共享信道使用。
2．2 閉環天線選擇方案
    終端必須從不同的天線發送參考信號，用于在基站側提前進行信道質量測量。基站可以選擇具有更高發射信號功率的天線，用于后續共享數據信道的傳輸。被選中的天線信息需要通過下行控制信道反饋給目標終端。優點：可以獲得更大的分集增益。應用場所：密集城區基站、室內分布系統使用閉環天線選擇(原因：UE低速運動、SINR高、信道較穩定)。

3 發射天線選擇策略
3．1 隨機選擇
    例如，子幀號為偶數時使用Port0，子幀號為奇數時使用Port1。
3．2 根據各個天線的歸一化之后的SINR來選擇
    分別記錄不同天線發射后的折算到相同單位RB發射功率下的寬帶SINR。選SINR高的天線。各個天線各一個變量，新的SINR到達后覆蓋老的SINR。
3．3 根據最近收到的PUSCH的CRC狀況來選擇
    在UE建立RRC連接之后就一直使用Port0直到收到一個錯誤的PUSCH(即，CRC錯誤)，之后指定UE一直使用Port1直到收到又一個錯誤的PUSCH。即，只要PUSCH的CRC發生錯誤，就立即更換發射天線。
3．4 根據各個天線的BLER來選擇
    分別記錄一段時間內(如100ms)不同天線發射后的BLER。選BLER低的天線來發射。各個天線各一個變量，BLER的計算使用滑窗機制。
3．5 在使用“閉環天線選擇”時對RNT1分配的影響
    假定有2個UE，UE1的C-RNTI為偶數，UE2的C-RNTI(或SIS C-RNTI)為UE1的C-RNTI加1(即，C_NRT12=C_RNTI1+1)，在UE1使用“閉環天線選擇”功能、基站指定了UE1使用Port1發射，那么UE1和UE2會被同時調度(UE1或UE2被錯誤地調度)，從而可能導致嚴重干擾。
    解決這個問題有兩種方法：第一個，MAC層做檢查，看是否有這個RNTI存在(分配出去了)。如果存在，那么就固定使用Port0來發射，否則可使用Port1來發射；第二個，RRC在分配RNTI時就把這些RNTI都隔離起來了。推薦使用RRC進行RNTI隔離的方法。

4 仿真結果
    使用閉環天線選擇之后，在1％的CDF處的SINR增益約為1．2 dB～1．5 dB，如圖2所示。

5 結束語
    本文介紹了LTE FDD系統中的上行發射天線選擇算法，并給出了相應的上行發射天線的選擇策略。如何選取合理和有效的上行發射天線，是LTE系統中值得研究的關鍵技術，還需要進行進一步的研究和探索。