LTE无线网络组网技术

2ms
3ms ≈157.292us
3
4(仅FS2)
9.375us
Preamble配置及支持的小区半径
23
TD-LTE
GP配置对覆盖的影响
远端基站干扰的解决
支持较大的GP配置 同步信号与PRACH不在相 同的频域资源上配置
24
TD-LTE
RB配置对覆盖的影响
RB配置对下行覆盖影响
EIRP的变化与RB数量成正比：RB 配置增多，EIRP增大，增加覆盖半径 下行信道底噪声与RB数量成正比： RB配置增多，下行信道底噪声抬升 功率与底噪的等比变化，不会影响 下行覆盖半径
8
TD-LTE
• 工作频段
TD-LTE系统设计指标
TD-LTE设备国内工作频段预计采用2300-2400MHz
9
TD-LTE
TD-LTE频率规划-室外
同频组网 异频组网
高
强 差 困难
频率利用率 小区间干扰
低
弱 良 容易
边缘性能
干扰抑制
10
TD-LTE
TD-LTE频率规划-室内
同频组网 or 异频组网？
覆盖
容量
同频组网
多系统共存
14
TD-LTE
TD-LTE系统支持广覆盖组网
特殊时隙比例 3:10:1 10:2:2
理论覆盖半径(Km) 107.1 21.4
3:9:2
96.4
TD-LTE系统设计上可支持100KM以上的覆盖半径 设备规范配置支持多种小区半径选项
15
TD-LTE
传播模型分析
以Cost 231 Hata路损模型对LTE系统进行分析，其计算公式为：
信息带宽（MHz） 传输带宽（RB数） 1.4 6 3 15 5 25 10 50 15 75 20 100
• 设备规范指标
系统带宽 系统支持子载波间隔 5M / 10M / 15M / 20MHz 15kHz
Байду номын сангаас
7
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 系统频谱效率
频谱效率
下行 上行
• 系统峰值速率(20MHz)
RB配置对上行覆盖影响
RB配置增多会引起上行信道底噪 声的抬升，覆盖半径降低 终端最大发射功率是有限的，如果 已到达终端最大发射功率，再增加 RB数只会减少上行覆盖半径 25
TD-LTE
小区用户数对覆盖的影响
LTE在组网规划时，需要考虑容量与覆盖的折衷，找到 两者的较佳结合点，从而降低投资成本，提高费效比
传输流数 调制编码 (MCS)等级
用 户 目 标 速 率
用户带宽 N*RB
TD-LTE系统可灵活采用多种系统资源配置方式，支持不同场景的覆盖 TD-LTE试验网演示期间，需要覆盖用户期望获得高速率的体验覆 盖原则可采用高MCS等级+多带宽方式
频率复用系数越小，小区 间干扰越大，CIR可达到的 极限也越小，对应覆盖半 径应该越小。典型的情况 就是频率复用系数为1，也 即同频组网时的情况，CIR 极限最小，此时影响覆盖 性能的主要是C/I，也即干 扰受限
28
TD-LTE
灵活的系统资源配置支持不同场景覆盖
根据数据业务需求确定用户覆盖目标速率
a( Hm) = (1.1log( f ) 0.7) Hm (1.56 log( f ) 0.8), Cm = 0dB
当取频段2350MHz，基站高度35m，终端高度1.5m，对于市区室外， 路损公式计算得：
Pathloss(dB) = 139.2 + 34.8 lg(km)
16
TD-LTE
链路预算
对无线网络规模进行快 速地估计，得到目标覆 盖区域的站点配置分布 及数量情况
可行性 局数据
与2G/3G原 理一致
验证和提高
静态仿真
动态仿真
3
TD-LTE
TD-LTE与TD-SCDMA资源划分差异
系统资源
时域 TD-SCDMA（R4） 时隙可配 特殊时隙固定 单载波，多载波 单流 BF 码道 HSXPA 时隙可配 特殊时隙固定 单载波，多载波 单流 BF 码道 自适应 TD-LTE 时隙可配 特殊时隙可配 单载波，RB，子载波 单流，双流 SFBC,BF,SDM RE 自适应
26
TD-LTE
其它技术或参数对覆盖的影响（1）
• 天线挂高和下倾角的影响
对固定的下倾角而言，基站天线挂高与覆盖距离成正比
27
TD-LTE
其它技术或参数对覆盖的影响（2）
• 频率复用系数的影响
频率复用系数越大，小区 间干扰越小，则CIR可达 到的极限也越大，对应覆 盖半径应该越大，有助于 改善覆盖性能。典型的情 况如频率复用系数为3， 异频组网的情况，CIR极 限较大，此时影响覆盖性 能的主要是系统噪声，也 即噪声受限
关键技术及参数对覆盖的影响
天线类型 RB 配置 设备 发射功率
小区 用户数
其它技术 或参数 GP 配置
19
CP 配置
TD-LTE
天线类型对覆盖的影响
无法获得多天线的好处，可以作为各种传输模式的 性能对比参考 SFBC具有一定的分集增益，FSTD带来频率选择增益， 这有助于降低其所需的解调门限，从而提高覆盖性能 对信噪比要求较高，会使其要求的解调门限升高 ，降低覆盖性能 对信道估计要求较高，且对时延敏感，这导致其解调门限 要求较高，覆盖性能反而下降 SFBC具有一定的分集增益，FSTD带来频率选择增益， 这有助于降低其所需的解调门限，从而提高覆盖性能 解调性能应比mode4在多层多码字传输时要好 ，相对 mode1的覆盖性能应该仍然会有所下降 该模式应该具有较好的覆盖性能
Tcp
3168×Ts 21024×Ts 6240×Ts 21024×Ts 448×Ts
Tseq
24576×Ts 24576×Ts 2×24576 ×Ts 2×24576 ×Ts 4096×Ts
GT
96.875us 515.625us 196.875us 715.625us
可支持半径 （km）
14.53125 77.34375 29.53125 107.34375 1.40625
TD-LTE系统无线传播特性
TD-LTE系统所处(C)频段传播损耗较大
频率(MHz)\距离（m） 2010 2400 10 175.4 177.3 50 199.1 201.6 100 209.6 212.1 200 220.0 222.6 500 234.0 236.4
上述计算依据Cost231HATA密集市区模型
频域
空域 最小资源单位 编码等级
固定
4
TD-LTE
TD-LTE与TD-SCDMA干扰解决措施差异
干扰措施 干扰随机化 TD-SCDMA（R4） 扰码规划 码资源少 扩频 编码 上下行使用 开环，闭环 上下行波束赋形 多载波同频 联合检测，同频优化 TD-LTE 小区ID规划 ID资源充足 自适应调制方式 自适应编码率 上行功率控制， 下行功率分配，开环 上行IRC 下行波束赋形，发送分集 同频，异频 小区间干扰协调 ICIC
TD-LTE中，特殊时隙内上下行转换点保护间隔GP将影响系统的最 大覆盖距离 覆盖距离＝C×GP/2，C为光速
特殊时隙比例 3:10:1
理论覆盖半径(Km)
107.1 21.4 96.4
10:2:2
3:9:2
22
TD-LTE
CP配置对覆盖的影响
时间长度
1ms 2ms
Preamble 格式
0 1 2
TD-LTE
LTE无线网络组网技术
1
TD-LTE
主要内容
TD-LTE无线网络组网技术 TD-LTE系统设计指标 TD-LTE系统组网性能介绍 TD-LTE系统组网策略 上海世博园示范网组网案例
2
TD-LTE
网络规划基本流程
规划目标
无线网络 规模估算
静态 仿真
站址 勘测
动态 仿真
调整
无线网络规划流程 业务预期 基站数量 大致性能 /站址
考虑与WLAN系统互干扰的影响，优先使用2360MHz以下 频段
11
TD-LTE
主要内容
TD-LTE组网思路 TD-LTE系统设计指标 TD-LTE系统组网性能介绍 TD-LTE系统组网策略
上海世博园示范网组网案例
12
TD-LTE
TD－LTE系统组网性能研究
TD-LTE TD-LTE系统组网特性研究 系统组网特性研究
在对TD-LTE覆盖 规划时，可以为边 缘用户指定速率目 标，即在覆盖区域 的边缘，要求用户 的数据业务满足某 一特定速率的要求
频谱效率定义为通 过一定距离传输的 信息量与所用的频 谱空间和有效传输 时间之比。相对于 用户的速率目标， 频谱效率单位化了 用户的传输时间资 源和频率资源
18
TD-LTE
室内覆盖与室外大网采用异频组网 考虑未来大量的数据业务都发生在室内，需要提供较高的 速率支持，因此优先选用20MHz作为载频带宽 频率的使用应结合建筑物的结构特点、层间、区域的隔离 情况来灵活使用
层间或区域与区域间隔离较好，则可以是20MHz同频组网 隔离不好又需要支持较多用户（如场馆，展馆），则可以考 虑10MHz异频组网
Pathloss(dB) = 46.3 + 33.9 log( f ) 13.82 log( Hb)
a( Hm) + (44.9 6.55log( Hb)) log(d ) + Cm
其中，f为载频（单位MHz），Hb为基站高度（单位m），Hm为UE高 度，d为UE与eNB之间的距离（单位km），Cm为城市修正因子 当地理类型为urban时，
覆盖
容量
系统内 同频干扰
系统间干扰
13
TD-LTE
最少的投入，最优的覆盖
2300MHz~2400MHz所在频段无线电波衰减快
覆盖研究 必要性
LTE偏重高速数据业务，对覆盖和通讯质量要求高
如何满足用户覆盖速率，需要获得系统配置策略
如何提升LTE系统覆盖能力 TD-LTE系统覆盖目标是满足边缘用户基本速率要求的基 础上获得最大的覆盖距离
小区用户数可以认为 是系统负荷的体 现，系统负荷升 高，则系统干扰水 平上升，所需的干 扰余量越大，基站 覆盖半径越小
PDCCH不同格式的配 置对应不同的聚合 等级，占用的资源 不同，使其可支持 的用户数也不同。 而不同的聚合等级 又会影响PDCCH的 解调门限，从而影 响其覆盖性能。
对于PUCCH，如果 需要支持多用户则 需要配置更多的时 频资源，对于上行 信道，RB资源配置 增大引起底噪声抬 升，从而会使其覆 盖性能下降
20
对于下行业务信道，不同的传输模式其覆盖方面的性能有差异
模式1 单天线端口 模式2 传输分集 模式3 开环空间复用 模式4 闭环空间复用 模式5 MU-MIMO
模式6 rank=1的闭环预编码
模式7 单天线端口(端口5）
TD-LTE
设备发射功率对覆盖的影响
下行按照20MHz带宽最大46dBm发射功率，且按照每RB均分 上行按照终端最大23dBm发射功率来考察覆盖性能 TD-LTE上行功率受限 上下行平衡下行总功率需求
瞬间峰值速率
下行 上行
标准需求
100Mbps 50Mbps
系统支持
201.6Mbps 100.8Mbps
标准需求
5 bit/hz 2.5 bit/hz
系统支持
10.8 bit/hz 5.4 bit/hz
标准需求 控制面容量 200用户数 / 5MHz
TD-LTE系统设备规范配置支持
VoIP激活用户数理论值： 916/20Mhz
带宽 20MHz 室内总功率需求 20W 室外总功率需求 40W
10MHz
5MHz
10W
5W
20W
10W
如果不考虑多小区间干扰的影响，那么发射功率越大，越能够补偿 路径损耗和信号衰落等的影响，则其覆盖越远，覆盖性能越好 实际组网必须考虑小区间干扰的影响，发射功率不建议随意设置
21
TD-LTE
GP配置对覆盖的影响
5
抗干扰技术
功率控制
天线传输
频率规划 邻区干扰消除
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 帧结构设计
设备规范指标 配置选项1 配置选项2
【DL:S:UL】 2: 1: 2 3: 1: 1
DwPTS:GP:UpPTS 10: 2: 2
3: 9: 2
6
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 系统带宽
系统资源 用户可用带 宽 TD-LTE 灵活分配，边缘用户分配带宽会影响上下行 覆盖半径 时隙配置越多，可改善用户覆盖 采用单流发送分集或者单流赋形方式，可增 大下行覆盖距离 降低用户的调制编码等级，可以提升覆盖
空间秩数
单/双流 时隙比例 系统提供9种 MCS等级 上行：29级 下行：32级
时隙结构
相比B频段，TD-LTE系统所处C频段穿透损耗较大
隔断损耗 2010 混凝土墙 13 混凝土楼板 10 天花板 1~8 金属楼梯 5
2400
14
11.5
1.4~9
7
17
TD-LTE
TD-LTE系统覆盖目标定义的多样性
边缘用户 速率目标
区域边缘 用户频谱 效率
区域边缘 用户调制 编码方式
调制编码方式及 编码速率也可以 作为覆盖规划设 计的目标。因为 调整调制编码方 式与编码速率与 用户频谱效率直 接对应,体现了覆 盖区域的用户速 率等级