LTE频率规划

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背景3： 背景 ：TD-LTE抗同频干扰能力 抗同频干扰能力
方案1（同频组网） 方案 （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: 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。
候选方案1 同频组网
20M for cell C
20M for cell C
Total 50M bandwidth
Total 50M bandwidth
20M for cell A 20M for cell B
候选方案2 FSFR
20M for cell A 20M for cell B
FSFR 1
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50M FSFR 1, FSFR 2与20M同频组网 同频组网geometry的对比 与 同频组网 的对比
Geometry in UMi 19Cell 1 0.9 0.8 0.7 0.6 CDF 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -10 Reuse 1 (20M) FSFR 1 (50M) FSFR 2 (50M)
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背景1 背景
国家分配2575~2615MHz (共40M)的TDD频谱用于TD-LTE大 频谱用于TD 1. 国家分配2575~2615MHz (共40M)的TDD频谱用于TD-LTE大 规模外场试验网； 规模外场试验网； TD-LTE大规模试验网的前提是每小区使用单载波 大规模试验网的前提是每小区使用单载波（ 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商用网也可能是每小区使用单载波 商用网也可能是每小区使用单载波） TD-LTE商用网也可能是每小区使用单载波） 20M同频组网是规模试验首先需要验证的组网方式 3. 20M同频组网是规模试验首先需要验证的组网方式 4. 如果只使用20M，那么剩下的20M频谱在TD-LTE部署初期被 如果只使用20M 那么剩下的20M频谱在TD LTE部署初期被 20M， 20M频谱在TD空闲？ 空闲？
Total 40M bandwidth
20M 10M
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主要内容 1.背景与问题 背景与问题 2.解决方案 解决方案-FSFR及其应用场景 解决方案 及其应用场景 3.FSFR数据信道性能评估 数据信道性能评估 4.FSFR控制信道性能优化 控制信道性能优化 5.FSFR对设备等的影响 对设备等的影响
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应用场景1： 应用场景 ：频谱情况 （共50M） ）
假设2570~2620MHz (共50M，含保护带) TDD频谱用于TD-LTE大规模外场试验 频谱用于TD 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商用网也可 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商用网也可 大规模试验网的前提是每小区使用单载波 TD 能是每小区使用单载波） 能是每小区使用单载波） 候选的组网方案主要有以下两种：20M同频组网和 (或者40M-50M之间 或者40M 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（ Reuse） )FSFR（Frequency Shifted Frequency Reuse） 二者的共同前提在于：每扇区配置20M 20M单载波 4. 二者的共同前提在于：每扇区配置20M单载波
FSFR 2 (50M) 32.344 (22%) 1.830 (122%) 39.521 (87%) 0.986 (94%)
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
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仿真假设
国家分配2570~2620MHz (共50M，含保护带) TDD频谱用于TD-LTE大规模外场 频谱用于TD 1. 国家分配2570~2620MHz (共50M，含保护带)的TDD频谱用于TD-LTE大规模外场 试验网； 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商用网也可 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商用网也可 大规模试验网的前提是每小区使用单载波 TD 能是每小区使用单载波） 能是每小区使用单载波） 候选的组网方案主要有以下两种：20M同频组网和 (或者40M-50M之间 或者40M 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（ Reuse） )FSFR（Frequency Shifted Frequency Reuse） 二者的共同前提在于：每扇区配置20M 20M单载波 4. 二者的共同前提在于：每扇区配置20M单载波
FSFR比同频组 网的SINR在8x2 EBB模式下有 10dB左右的增 益
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2x2 precoding SINR的对比 的对比
SINR of 2x2 Precode in UMi 19Cell 1 0.9 0.8 0.7 0.6 CDF 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -10 0 10 20 30 SINR(dB) 40 50 60 70 Reuse 1 (20M) FSFR 1 (50M) FSFR 2 (50M)
LTE频率规划 频率规划
中国移动通信研究院 无线所 姜大洁 jiangdajie@chinamobile.com
2011年6月 年 月
主要内容 1.背景与问题 背景与问题 2.解决方案 解决方案-FSFR及其应用场景 解决方案 及其应用场景 3.FSFR数据信道性能评估 数据信道性能评估 4.FSFR控制信道性能优化 控制信道性能优化 5.FSFR对设备等的影响 对设备等的影响
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背景2： 背景 ：TDD与FDD速率方面的差异 与 速率方面的差异
1. LTE 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 ( ) FDD 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。 2. 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。 3. 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。 4. 采用FSFR，可以部分弥补TD-LTE的上述劣势。
FSFR比同频组 网的SINR在2x2 闭环precoding 模式下有10dB 左右的增益
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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 场景， 场景 Reuse 1 FSFR 1 (20M) (50M) 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%) 0.824 (0%) 21.148 (0%) 0.509 (0%) 32.470 (22%) 1.844 (124%) 40.154 (90%) 0.964 (89%)
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主要内容 1.背景与问题 背景与问题 2.解决方案 解决方案-FSFR及其应用场景 解决方案 及其应用场景 3.FSFR数据信道性能评估 数据信道性能评估 4.FSFR控制信道性能优化 控制信道性能优化 5.FSFR对设备等的影响 对设备等的影响
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FSFR适应于22M，25M，30M，35M,45M,50M等总带宽 适应于 ， ， ， 等总带宽
候选方案1 同频组网
20M for cell C
20M for cell C
Total 50M bandwidth
Total 50M bandwidth
20M for cell A 20M for cell B
候选方案2 FSFR
20M for cell A 20M for cell B
FSFR 1
ITU UMi场景 FSFR2由于其 中一个小区的 20M比较独立， 因此其 Geometry有拐 点 两种FSFR的 Geometry比同 频组网有将近 10dB的增益
0
10
20
30 40 Geometry(dB)
50
60
70
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8x2 EBB SINR的对比 的对比
SINR of 8x2 EBB in UMi 19Cell 1 0.9 0.8 0.7 0.6 CDF 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 SINR(dB) 50 60 70 80 Reuse 1 (20M) FSFR 1 (50M) FSFR 2 (50M)
FSFR 2
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应用场景2： 应用场景 ：频谱情况 （共40M） ）
候选方案1 同频组网
Βιβλιοθήκη Baidu
候选方案2 纯异频组网
20M for cell C
候选方案3
Total 40M bandwidth
40M FSFR
20M for cell A 20M for cell B
20M
候选方案4 30M FSFR +10M 补盲
FSFR 2
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数据信道仿真假设
Parameters Cell Layout Downlink air interface Carrier frequency Inter-site distance Bandwidth Thermal noise level eNB Rx noise figure UE Rx noise figure eNB antenna downtilt Ave. Num of users per cell Num of eNB antenna Num of UE antenna UE antenna gain eNB antenna gain Antenna pattern UE speed Channel model Spectrum efficiency calculation Value 3-sectorized hexagonal grid with 19 sites, totally 19×3=57 cells, wrap-around OFDMA 2.5 GHz for UMi 200m for UMi 20 MHz per cell for TDD -174dBm/Hz 5dB 7dB for UMi 12º for UMi 10 2 with 4 wavelength spacing, co-polarized (| | for Precoding); 8 with half wavelength spacing, cross-polarized (××××for EBB); 2 with 0.5 wavelength spacing, co-polarized (||) 0dBi 17 dBi for UMi 3D antenna model, 3Km/h UMi channel model TDD downlink Spectrum efficiency = downlink throughput / (overall bandwidth * (14+14+11)/(14+14+14+14+13)); For reuse 1, overall bandwidth is 20MHz; for FSFR, overall bandwidth is 50MHz