Kul med ett inlägg från Kista. Det får mig att göra ett omfattande inlägg så att jag kan få koll på om jag uppfattat olika saker någorlunda rätt.
Fasvridning är en möjlighet till dekorrelation. Direkt sikt ger inte heller den delay spread genom reflektioner som medger spatial multiplexing och därmed Mimo på den grunden.
Om å andra sidan antennerna på routersidan är väl orienterade polarisationsmässigt så att den oönskade korrelationen mellan Tx0 och Tx1 sänks så finns vissa förutsättningar för Mimo på denna andra grund även vid direkt sikt. Tror jag. Rätta mig gärna om jag har fel. Då måste naturligtvis korrelationen i mottagarantennen mellan de båda vinkelställda polarisationsplanen vara låg - och det är det inte säkert att den är. Många antenntillverkare slarvar med redovisningen.
Vid test häromdagen med en patchantenn fick jag vid bästa vinkling bort från 0/90 till 45/45 för att optimera åtskillnaden mellan signalerna detta resultat (med AVM6840 som läser portarna och strömmarna separat); värdena är RSRP, SINR, RSRQ
Rx0Tx0 -99, 10, -11
Rx0Tx1 -103, 1, ~'
Rx1Tx0 -109 -3, -64
Rx1tx1 -93, 15, ~
~ anger att routern inte ger något värde för dessa två kombinationer vilket den inte heller behöver göra enligt specen för LTE.
Värdena visar på en påtaglig skillnad mellan polarisationsplanen. Mottagarantennen Rx1 tar emot den ena sändarantennens signal med SINR 15 och den andra, vriden 90 grader, med -3. Ställer jag mottagarantennen i 0 eller 90 grader försvinner åtskillnaden och det blir ett mellanting vilket är suboptimalt.
Vid optimerad vinkelställning av antennen/vridning av polarisationsplanen/ blev det också max fart vilket bör bero på viss grad av dekorrelation så att signalströmmen från den ena sändarantennen Tx0 tas emot betydligt bättre av mottagarantennporten Rx0 än signalen (med sina särskiljande referenssymboler) från Tx1. Och vice versa. Ju bättre polarisationsanpassningen blir, desto bättre blir SINR för de två gynnade paren av de fyra möjliga kombinationerna.
Bättre signal till interferensförhållande SINR leder i sin tur till att routern får lättare att avkoda signalerna vilket rapporteras som högre Channel Quality Index, CQI (vlket värde bara Samsung S3 visar). För varje steg bättre CQI kan sändaren trycka in mer information i den modulerade signalen vilket ökar datahastigheten.
Mimo i form av särskiljbara dataströmmar utgör dock inte ett oundgängligt krav för högsta fart vid cat 3 LTE så vitt jag kunnat se. Vid bästa CQI som ger bästa modulationsform 64QAM kan max överföringshastighet för den givna bandbredden uppnås även vid korrelerade dataströmmar. Förutsatt att SINR är tilläckligt högt. Huruvida routern kan särskilja dataströmmarna, vilket sker med referenssymbolerna och inte nödvändigtvis vis med hänvisning till vilken antenn signalerna sänts över* visas genom Ranking Index, RI som dock vi inte får se i användarutrustning. Vid RI 1 rekommenderar routern att dataströmmarna inte ges olika innehåll, för den har svålt stt skilja dem. Tycker routern att den skulle klara att ta emot två olika men samtidiga dataströmmar meddelar den RI 2. CQI bestämmer således inte RI utan den senare är en oberoende parameter.
Det är görst vid SINR över 20 som Mimo med dubblerade dataströmmar ger fördel över diversitymottagning. Men full fart kan alltså nås även med diversity i cat 3mottagare.
Här finns motverkande faktorer som diskuteras. Högre antennförstärkning kan ge bättre SINR och därmed mer datapackning i signalen. Men högre förstärkning nås till priset av en smalare antennlob. Ju snävare denna blir, desto mindre reflekterade signaler från sidorna tas emot och då får inte routern den vinkelspridning (angular spread) den vill ha för spatial multiplexing som kräver att signaler som sänts samtidigt kommer fram uppsplittrat i tid, dvs med delay spread. Inte heller fås så många fasvridna signaler in.
Om man har direkt sikt till masten är möjligheten till separation av dataströmmen genom tidsspridning således liten. Då får man i stället satsa på separation genom optimerad polarisationsmatchning (och motsvarande o-matchning av andra signalparet) men även på hög förstärkning där till slut parabolantenner kan komma ifråga för gain över 18 dBi.
Åter till problematiken i sektorgräns där hög interferens yttrar sig som dåligt RSRQ. Av vad som nyss anförts framgår att man kan försöka förbättra SINR och därmed RSRQ genom att öka antennförstärkning och matcha polarisationsplanen vilket bör fungera även om granncellen sänder från exakt samma bäring.
Fråga: hur blir det med 45/45 polarisation sett snett från antennens huvudriktning? Blir det en vektoriell effekt vid sektorgränsen 60 grader från huvudriktningen? Vinkelrätt från huvudriktningen borde båda antennerna ses som sändande med vertikal polarisering. Om det stämmer innebär polarisationsmatchning mellan Tx och Rx även att andra signaler trycks ned.
I kommande release 10 av LTE vill man komma åt de uppenbara problemen i sektorgräns genom att samordna signaleringen till en illa placerad användare så att båda sektorerna sänder till mottagaren alternativt att den ena sektorn låter bli att sända i de tidsluckor som routetn tar emot signaler från den andra cellen. Redan implementerar av en sydkoreansk operatör som därmed är beredd att tala om trollet interferens i sektorgräns vilket Telia med flera ligger väldigt lågt med.
Slutligen en kommentar om RSRQ och SINR. RSRQ är en parameter som hjälper systemet att bestämma när cellbyte bör ske - utöver signalstyrkan RSRP. RSRQ beror dels på interferensnivå men även på trafik till användare i samma cell. Om RSRQ är brs, t ex -6, vet man att interferenssituationen är bra och att det är lite annan trafik. Men om RSRQ är halvdåligt, säg 10-12, vet man inte vilken av de båda orsakerna som påverkar. Trafik i egna cellenl lär som mest kunna sänka RSRQ med ca 10 dB. SINR påverkas inte av trafik i egna cellen, vilket är en finness i 4G. Är SINR 0, vilket ger mycket dålig fart, ses ofta RSRQ mellan -13 och -15. Vid ännu sämre värden på RSRQ är SINR negativt och förbindelsen mycket skral.
Om man nu kollar SINR och RSRQ i olika situationer ses att bra RSRQ således aldrig finns vid dåligt SINR medan SINR faktiskt kan vara rätt bra även om RSRQ är dåligt. Följaktligen går det inte något vidare att optimera mottagning med hjälp sv RSRQ. Det man vill ha, men bara undantagsvis får, är SINR.
Det vore intressant att se kombinationer av RSRQ och SINR återgivna grafiskt så att det framgår med vilken frekvens ett visst RSRQ värde uppträder vid en given nivå av SINR. Tyvärr är automatisk datainsamling inte möjlig med den användarutrustningen vi har.
* för att ytterligare optimera överföringen kan sändaren skicka delar av den ena dataströmmen, identifierad genom referenssymbolerna, över samma antenn som den andra. Då funkar det inte lika rent att optimera med signalnivåer RsRP med avseende på Rx/Tx men man bör i första hand göra det ändå och gå på SINR. Referenssymbolen i vardera av de radiosignaler som sänds över respektive antenn anger alltså normalt att de sänds över den ena eller andra antennen. Men om mottagaren tar emot den ena symbolströmmen mycket bättre över en antennport än den andra tas emot över den andra antennporten så kan sändaren låta en del av den missgynnade symbolströmmen sändas över den bättre kanalen. Huruvida detta sker visas inte utåt.
LTE testare på 4G 2600, 1800, 900, 800 med Fritzbox AVM 6890, AVM6840, AVM6842, AVM 6820 och AVM 7590/7490/7390 samt diverse mifis från ZTE och Netgear. Några huaweimodem på hyllan.
