TD-LTE网络频率规划

小区间频带错开越大，PDCCH性能改善越大。可以把PDCCH性能需
求作为选择FSFR小区间频带错开距离的依据之一。
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FR=1,FR=3,FSFR性能分析总结
方案 频率利用 业务信道 PUCCH小 PBCH, SS 率 小区间干 区间干扰 小区间干 扰 扰 下行控 制区域 小区间 干扰 较大 频谱使 用灵活 性
TDD可用频段
FDD的分配各国各异， 中国移动在香港的FDD网络 使用的band7频段
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TD-LTE频率分配概况 TD-LTE现网单频组网情况 TD-LTE频率规划及演进
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不同的组网方式，仿真结果差异：
TxRx MIMO scheme Morphology Reuse Type Carrier Frequency Sector throughput (Mbps) System Level Spectral Efficiency bps/Hz DL UL DL UL 1*3*1 700MHz 16.41 7.08 4.923 2.124 2.6GHz 16.45 7.1 4.935 2.13 SFR1*3*1 700MHz 14.92 --4.48 ---
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背景2：TDD与FDD速率方面的差异
与其他系统共存 保护带 ... FDD下行带宽(20M) 上下行之间 保护带宽 FDD上行带宽(20M) 与其他系统共存 保护带 ...
与其他系统共存 保护带 ...
TDD系统带宽(20M)
与其他系统共存 保护带 ...
LTE部署初期设备暂不支持多载波(只能每小区部署单载波)，导致FDD 上下行可以分别使用20M带宽，但是TDD上下行只能共享20M，所以 TDD无论峰值还是小区平均速率都只有FDD的50%左右。 从用户体验和宣传的角度讲，这属于TD-LTE逊于LTE FDD的一个明显 劣势。 TDD这个劣势的根源在于TDD只用了20M频谱，而FDD用了40M频谱； 为了弥补这个劣势，TDD可以使用更多的频谱，但是同时还要满足每扇 区单载波的前提，那么自然而然的可以采用FSFR。
频率规划 方案 LTE规范 版本号 LTE部署 阶段 每小区单载波 每小区多载波 载波聚合
Rel 8/9 初期
Rel 8/9 中期
Rel 10 后期
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50MHz频谱时的TD-LTE频率规划演进方案
小区A的 频率 小区B的 频率 小区C的 频率 50MHz总可用频率 20MHz 20MHz 20MHz 或者 小区A的 频率 小区B的 频率 小区C的 频率 TD-LTE 部署阶段 50MHz总可用频率 20MHz 20MHz 20MHz 50MHz总可用频率 20MHz 20MHz 20MHz 或者 50MHz总可用频率 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 10MHz 10MHz 10MHz
20M for cell C
20M for cell C
候选方案2
Total 50M bandwidth
20M for cell A 20M for cell B
Total 50M bandwidth
20M for cell A 20M for cell B
FSFR
FSFR 1
FSFR 2
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应用场景2：频谱情况 （共40M）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
FSFR对PDCCH/PHICH/PCFICH的增强
下行总带宽：30MHz 20MHz for Cell A PDCCH， PHICH，PCFICH 20MHz for Cell C 20MHz for Cell B
PDCCH经过交织后分散在整个带宽上，FSFR通过错开小区间的部分 频带，能减少小区间PDCCH的整体干扰，从而增强PDCCH的性能。
通过降低与邻小区PBCH/SS冲突的本小区PDSCH RB的调度优先级， 或者把这些冲突RB的功率调低（不排除零功率），可以使得PBCH和 SS上受到的其他小区的干扰大大降低，从而保证PBCH/SS的性能。 16
FSFR对PUCCH的增强
上行总带宽：30MHz 20MHz for Cell A PUCCH 20MHz for Cell B 20MHz for Cell C
TD-LTE网络频率规划
TD-LTE频率分配概况 TD-LTE单频组网介绍 TD-LTE频率规划及演进
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全球LTE频率分配进展
下图是国际标准化组织分配的，预计2.6为主导（考虑漫游），但实际各国
运营商有自己的分配，见右边表格
2011年全球TD-LTE逐渐进入商用建设，以日本软银为典型代表
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TD-LTE国际标准建议频段
• 国内使用频段
占用频段
F频段 与 TD-SCDMA 1880~1920频段 共
使用场景
用 室外
E频段 与 TD-SCDMA 共 用 室内 2320~2370 。 明 确 TDSCDMA 用 2320~2330 频段； TD-LTE使用2350~2370 D频段 独立使用2580~2620频段 室外
网也可能是每小区使用单载波） 3. 候选的组网方案主要有以下两种：20M同频组网和 50M (或者40M-50M 之间)FSFR（Frequency Shifted Frequency Reuse ） 4. 二者的共同前提在于：每扇区配置20M单载波
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应用场景1：频谱情况 （共50M）
候选方案1 同频组网
Total 40M bandwidth
20M 基本覆盖 10M 补盲
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小区平均吞吐量和小区边缘用户吞吐量
ITU UMi场景，共19cells
Reuse 1 (20M) 8x2 EBB 单流 小区平均吞吐量（Mbps） 小区边缘用户吞吐量 （Mbps） 2x2 Precoding 单双流自 适应 小区平均吞吐量（Mbps） 小区边缘用户吞吐量 （Mbps） 26.538 (0%) FSFR 1 (50M) 32.470 (22%) FSFR 2 (50M) 32.344 (22%) 1.830 (122%) 39.521 (87%) 0.986 (94%)
FSFR对 (PBCH/SS，广播和同步)的增强
下行总的频带 Cell 1: Cell 2: Cell 3: 6RB 6RB 6RB
PBCH， SS
PDSCH
如上图所示，三个小区的下行系统带宽都是20M，其中，相邻小区的 PBCH/SS分别占用各个小区所在频带的中间6个RB，物理下行共享信 道（PDSCH）占用其他RB。
当前各个外场都是同频组网，虽 然各个厂家都进行了异频测试
2x2 OL-Switch Dense Urban 1*3*3 700MHz 21.05 7.2 2.105 0.72 2.6GHz 20.33 7.7 2.033 0.77 1*3*4 700MHz 21.53 8 1.615 0.6 2.6GHz 21.32 7.9 1.599 0.593 2*3*6 700MHz 21.78 9.41 1.089 0.471 2.6GHz 21.48 9.75 1.074 0.488
2.6GHz 14.86 ---4.46 ---
注：1、系统级频谱效率＝扇区吞吐量 /扇区载频带宽×单个基站的扇区数/ 复用因子
1×3×1比1×3×3 SINR分布 低8～10dB
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1
同频组网主要特点
1. 2. 整个系统覆盖范围内的所有小区可以使用相同的频带为本小区内的用户提供服务，频谱效率高 虽然由于载波频率和相位的偏移等因素会造成子信道间的干扰，但是可以在物理层通过采用先进的无线信号处理
1*3*4：相邻四个小区 频率分配不一样
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TD-LTE频率分配概况 TD-LTE现网单频组网情况 TD-LTE频率规划及演进
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背景1：TD-LTE抗同频干扰能力不足
同频组网: LTE总频带20M； 每小区共享20M，频率复用因子为1. 优缺点分析: 同频组网所需总频带少，频谱利用率较高（吞吐量/有效带宽）。 但小区间同频干扰对系统性能特别是控制信道 （PBCH/SS/PDCCH/PCFICH/PHICH/PUCCH）的影响较大，特别 是系统负载比较高的情况下；实际效果需要规模试验验证,但是仿真 发现小区边缘的用户性能不能保证； 且同频组网对网规网优的要求较高，例如天线主瓣方向的设置，天线 下倾角的调整，以及各种参数的设置及优化等。
如上图所示，三个相邻小区的上行系统带宽都是20M，PUCCH占用各 个小区所在频带的两端若干个RB（绿色部分），PUSCH占用PUCCH 以外的频带（白色部分）。可以看出相邻小区的PUCCH是相互正交的。 通过R8目前定义的OI信息可以通知邻小区本小区哪些上行RB上受到 的干扰较大，然后邻小区可以通过上行调度使得自己对其他小区 PUCCH上产生的小区间干扰降低，或者把相应的PUSCH RB功率降 低或者零功率。从而保证PUCCH的性能。 17
1. 2. 需要进行合理的频率规划，确保网络干扰最小。 受限于频带资源，所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题
F1 F2 F3 F4
F1 F2 F3 F4 F5 F6 2*3*6：相邻两个基站6小区频 率分配不一样
SFR：1*3*1：1×1复用方 式与干扰协调技术的结合
1*3*3：同站小区可以实 现邻区间无子载波碰撞
频率复用 1（同频） 频率复用 3（异频） FSFR
高
较大
较大
较大
灵活 很不灵 活 较灵活
低
小
小
通过调度 规避干扰
小
通过调度 规避干扰
小
较高
较小
较小
适用LTE/LTE-A TDD/FDD； 此外，FSFR还 每小区单载波前提下，缩小 TDD与FDD的吞吐量差距。
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TD-LTE不同部署阶段的频率规划方案
算法使这种干扰降到最低，但实际现网受限当前设备性能，干扰水平尤其是小区边缘还是非常严重的。
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同频组网重点需要解决的问题
1. 由于每个小区频率一样，小区之间会出现同频干扰；TD-LTE严格同步以及同时隙配 比时，在下行时隙会出现 基站对另一个基站边缘终端的干扰，在上行时隙会出现， 边缘终端对另一个基站的干扰 2. LTE同频组网性能好坏，就看小区间干扰是否能够降低到用户可以接受的程度（实际 操作难度太大）
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1
异频组网主要特点
1. 2. 3. 4. 相邻小区为了降低干扰，使用不同的频率 LTE系统是宽带系统，不可能像GSM那样有很多的频点可以利用，并且OFDM系统的特点也允许有比GSM更加 紧密的复用方式。 频谱效率相对于同频要低一些 RRM算法简单，边缘速率相对于同频组网会高一些
2
异频组网重点需要解决的问题
1＃站
干扰信号
2＃站
1＃终端
1＃站
2＃终端
2＃站
干扰信号
1＃终端
2＃终端
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干扰抑制手段
针对小区间干扰抑制技术，主要包括：
干扰随机化通过比如加扰、交织，跳频、扩频、动态调度等方式，使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化。 干扰消除利用干扰的有色特性，对干扰进行一定程度的抑制，即：通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制，波束成形 是一种，在空间维度，通过估计干扰的空间谱特性，进行多天线抗干扰合并；在频率维度，通过估计干扰的频谱特性，优 化均衡参数，进行单天线抑制如：IRC。 干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制，正交化或半正交化，是一种主动的控制干扰技术，理想的协调，分配 正交的资源，但这种资源通常有限；非理想的协调，控制干扰的功率，降低干扰，如：SFR
候选方案1 同频组网 候选方案2 纯异频组网 候选方案3 40M FSFR
20M for cell B 20M for cell A 20M 基本覆盖
Total 40M bandwidth
20M Another 20M 20M for cell C
Total 40M bandwidth
候选方案4 30M FSFR +10M 补盲
0.824 (0%)
21.148 (0%) 0.509 (0%)
1.844 (124%)
40.154 (90%) 0.964 (89%)


每小区的带宽都是20M，FSFR用到了50M总带宽，reuse 1用到了20M总带宽
FSFR下的2天线小区平均吞吐量比8天线高，因为2天线仿真了单双流自适应，而8天线 是单流 另：20+20+10M的异频组网方案，由于其中一个小区带宽只有10M，分析认为，其性能 低于FSFR 15
采用FSFR，可以部分弥补TD-LTE的上述劣势
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FSFR： Frequency Shifted Frequency Reuse
适应于22M，25M，30M，35M,45M,50M等总带宽
1. 假设2570~2620MHz (共50M，含保护带)的TDD频谱用于TD-LTE大规模 外场试验网；
2. TD-LTE大规模试验网的前提是每小区使用单载波（初期的TD-LTE商用