【LTE覆盖与容量优化综述4200字（论文）】

LTE覆盖与容量优化综述目录TOC\o"1-2"\h\u21347LTE覆盖与容量优化综述 1167591TD-LTE覆盖性能分析 1100831.1TD-LTE覆盖特性 1206971.覆盖规划以确定合理的目标速率为基础 1163122.资源分配和覆盖特性紧密关联 1313693.覆盖规划会受到天线类型选择和传输方式的影响 262024.TD-LTE覆盖性能受到小区间干扰影响 2264741.2覆盖参数 223091.3TD-LTE链路预算 379032TD-LTE容量性能分析 3135042.1TD-LTE容量特性 3221452.2TD-LTE容量目标 4189472.3TD-LTE理论峰值速率计算 472633干扰协调及规避方法分析 5146091系统内干扰 562372系统间干扰 5184961.杂散干扰 6177762.互调干扰 61TD-LTE覆盖性能分析1.1TD-LTE覆盖特性1.覆盖规划以确定合理的目标速率为基础在TD-LTE中，不存在电路域(CS)业务，只有分组域(PS)业务。不同分组域数据速率的覆盖能力有差异，在进行覆盖目标规划时，就要先对边缘用户的数据速率目标确定，如300kbit/s,SMbit/s,lOMbit/s等。目标数据速率的差异会导致解调门限不同，进而影响小区覆盖范围，故而确定合理的目标速率是覆盖规划的基础。资源分配和覆盖特性紧密关联针对不同的规划需求和覆盖环境，TD-LTE网络可以将用户所使用的传输模式、RB资源、调制解码方式和时隙比例进行灵活地组合。RB是RNC和UE的无线链路承载(RadioBear)，先在RNC与NodeB之间透明直传，再在NodeB和UE之间传输。在实际的网络里，信号与干扰加噪声比值、MCS、用户速率和占用RB数量四者之间相互影响，使得LTE网络的调度算法复杂化。而在进行覆盖规划时，很难模拟实际网络应用中复杂的调度算法，因此，如何合理确定调制解码方式和RB资源，使之更符合实际网络状况是覆盖规划的一个难点。覆盖规划会受到天线类型选择和传输方式的影响LTE最重要的关键技术之一是多天线技术。在引入该技术后，LTE网络存在多种天线类型和多种传输模式，选择哪种天线类型和传输模式会对覆盖性能产生较大影响。TD-LTE覆盖性能受到小区间干扰影响TD-LTE系统引入了OFDMA技术。同一小区不同用户之间子载波频率正交，使得它们之间的信号干扰几可忽略不计。但整个系统内小区之间的同频干扰仍旧存在，且干扰水平会随着网络负荷的增加而增加，从而使得用户SINR值下降，进而传输速率会相应降低，呈现出一定的呼吸效应。此外，干扰消除技术的差异会导致不同的小区间业务信道干扰抑制效果，进而影响TD-LTE边缘覆盖效果。因此，对小区间的干扰抬升水平如何进行评估是TD-LTE网络覆盖的另一难点。1.2覆盖参数针对目标网络的地理情况，覆盖规划时需从面、线、点等多个方面展开分析，确定不同建设层面的覆盖需求。由LTE网络的数据业务特性可以判断，在密集市区、一般市区和郊区的TD-LTE业务以发生在室内场景为主，所以取定模型为室内(3km/h，做链路预算的时候需充分考虑建筑物带来的穿透损耗给无线信号传播所带来的影响。在郊区、农村以及铁路、高速路的场景下，由于建筑物相对稀疏，根据业务对象的特点，以上场景下的业务将会以高速移动下的移动台发生为主，所以取定模型为车内(120km/h，从而在考虑穿透损耗的时候只需要考虑车体损耗。但值得注意的是，目前在国内广泛使用的动车组和高铁列车的穿透损耗远大于传统意义上的车体损耗(7dB，并且移动速度会大于120km/h，所以在铁路场景下设置穿透损耗以及相关参数的时候需根据动车组及高铁的特性特别考虑。考虑到今后商用网络的要求可能会有所提高，因此在条件成熟的区域，可在TD-SCDMA网络的基础上适当增加站点，以缩小LTE的站距，实现更高的边缘速率，TD-LTE具体站间距建议为:密集市区达到0.35km~0.5km，一般市区达到0.5km~0.7km。1.3TD-LTE链路预算链路预算考虑的主要因素确定系统资源配置(包括载波带宽时隙配比、天线类型、边缘MCS等)，通过链路仿真得出各种信道接收机解调门限，根据网络组网情况及采用的干扰协调技术，选取合适的干扰余量。TD-LTE基本配置参数主要包括TDD上/下行时隙配置、特殊时隙配置、系统总带宽、RB总数、分配RB数、发射及接收天线数、天线使用方式等。具体说明如下:上/下行时隙及特殊时隙配置是指TD-LTE帧结构中如何配置上行时隙和下行时隙，以及特殊子帧如何配置。目前通常选择上下行采用2:2时隙置，特殊子帧采用10:2:2配置。系统总带宽，LTE网络可灵活选择14MHz,3MHz,SMHz,lOMHz,20MHz等带宽，目前通常采取20MHz带宽。RB总数及分配RB数，20MHz带宽RB为100个，考虑同时调度10个用户，边缘用户分配RB数为10个。天线数量及天线使用方式根据目前技术发展情况，天线主要采用8阵元双极化天线，边缘用户主要使用波束赋形方式。室外宏基站采用26GHz频段(2575MHz~2615MHz，因此其传播模型较传统2G模型会有一定变化，目前采用COST231-Hata模型。此外，国内外对26GHz频段的信道模型也展开了一系列研究，对于不同城市和场景的信道模型校正也在进行中。2TD-LTE容量性能分析2.1TD-LTE容量特性与GSM和TD-SCDMA不同，TD-LTE小区的容量受诸多因素的影响，包括信道及参数配置、多天线技术选取、调度算法、小区间干扰协调算法等都有关系。前面两者的资源分配侧重考虑语音用户，而后者采用全IP网络，更多地考虑了数据业务的承载设计，采用链路自适应的资源分配方式，不仅根据用户的信道质量来调整编码方式以获得更高的频谱效率，同时依据当前小区总体资源的占用情况以及用户的位置和信道质量，动态调整用户业务对资源的占用，同时在频域上进行选择性地调度。LTE的容量规划需要根据系统仿真和实测统计数据相结合的方法，得到小区吞吐量和小区边缘吞吐量，以此确定网络规模。作为新一代的移动通信技术，TD-LTE支持14MHz,3MHz,5MHz,l0MHz,15MHz,20MHz带宽的灵活配置，运营商可以根据拥有的频谱资源进行相应的频率规划。在频谱资源允许的情况下，为了能够承载更多的语音业务并提高上下行分组的数据速率、减少时延，一般建议采用10MHz,20MHz的大带宽进行实际组网部署。此外，TD-LTE系统还采用了OFDMA和MIMO等新技术。OFDMA技术具有抗多径干扰、便于支持不同带宽、频谱利用率高、支持高效自适应调度等优点，下行使用OFDMA，最高速率达到100Mbit/s，满足高速数据传输的要求，上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA(单载波频分复用)，在保证系统性能的同时能有效降低峰均比(PAPR)，减小终端发射功率，延长使用时间;上行最大速率达到SOMbit/soMIMO技术利用多天线系统的空间信道特性，能同时传输多个数据流，实现了空间复用，有效提高了数据速率和频谱效率。将智能天线与MIMO技术相结合，能提高系统在不同应用场景的性能。2.2TD-LTE容量目标衡量TD-LTE容量性能的主要指标有用户吞吐量、小区吞吐量、同时在线用户数、同时调度用户数等。TD-LTE系统容量规划，应能达到使系统可提供最大的数据吞吐量;使用户体验到最高速率;支持最大的用户数目。2.3TD-LTE理论峰值速率计算理论峰值速率为:(TBS*(N子帧数+P特殊子帧))*N流数//5msTBS:传输块大小，根据3GPPTS36213协议查表取值，与调制编码方式、占用物理资源块数目等有关;N子帧数:根据上下行子帧配比取值;P特殊子帧:下行传输时，特殊子帧中DwPTS传送的数据块大小为正常子帧的0.75倍，取值0.75;上行传输时，特殊子帧不传输数据，取值为0;N流数:下行双流，取值为2，上行单流，取值为1。以下行2:2为例:下行理论峰值速率=75376*C2+075)*2/0.005=82.9136Mbit/s上行理论峰值速率=75376*2*1/0.005=30.1504Mbit/s各配置下TD-LTE理论峰值速率见表3-1。表3-1TD-LTE理论峰值速率表64QAM（Mbit/s）DL：UL1：32：23：1下行理论峰值速率52.763282.91361106上行理论峰值速率45.225630.150415.07523干扰协调及规避方法分析1系统内干扰同频组网是TD-LTE系统大规模组网的挑战。小区间的同频干扰将导致系统的载干比(C/I)性能恶化，将影响业务面的系统吞吐量和边缘用户的吞吐量，影响控制面的公共信道解调、用户规模以及系统时延。因此，需要采取措施解决系统同频干扰问题。干扰协调最基本的方法，是在各个小区间内制定一定的规则和方法，使各个小区间内的资源得到合理的调度和分配，从而降低干扰。根据各自小区间的网络规划、区间内信息、资源的分配等可以采用不同的干扰协调方式，我们所熟悉的FFR技术(或ICIC技术)在E-UTRAN系统中的应用为典型的静态(或半静态)干扰协调方法。当我们需要对小区间进行即时的干扰协调时可采用动态干扰协调进行调度，由于此种资源协调时间很短，信息交互实时，因此通常使用于同一小区间内的不同扇区间的干扰协调。上行功率控制决定用来发送某物理信道的一个DFT-S-OFDM符号上的平均功率。上行链路需要进行功率控制的信道/信号包括共享信道、控制信道、探测参考信号、随机接入信道等。对于下行，基站采用波束赋形技术将波束对准期望用户，可以提供期望用户的信号强度;降低信号对其他用户的干扰;如果波束赋形时己经知道被干扰用户的方位，可以主动降低对该方向的辐射能量。2系统间干扰当不同频率系统间共存时，干扰类型主要有互调干扰、杂散干扰和阻塞干扰三种。当信号在发射时因本身发射机的带外辐射(包括调制引起的杂散辐射)使信号产生损失、信号在传输过程中受到外来其它信号的影响或信号在接收过程中因接收机自身辨认信号精敏度影响使接收到的信号产生失真等，这些都是因为信号受到干扰而产生的。原有的信号在发送、传输、接收过程中受到外来其它信号的影响，使原来的信号产生失真，或使原来的信号不能顺利到达，所有引起这些的原因都称为干扰因素。杂散干扰杂散干扰是指干扰设备在必要带宽外的频率上发射的信号落入被干扰系统接收机的带内频段，对有用信号产生的同频干扰。如果基站之间隔离不够，或干扰基站的发送滤波器提供的带外衰减未能满足要求，则落入被干扰系统接收带宽内的幅度较高，输入信噪比降低，通信质量恶化。杂散是一种加性干扰，是干扰源产生在被干扰频段的噪声。图3-1是上行干扰的杂散干扰示意图。图3-1上行杂散干扰示意图2.互调干扰互调干扰是指由于系统的非线性导致多载频合成产生的互调产物落到相邻系统的上行频段，使接收机信噪比下降的干扰情况。在无线通信系统的发射和接收中，又分为两类基本的互调失真，即有源互调和无源互调。图3-2是上行干扰的杂散干扰示意图。图3-2互调干扰示意图阻塞干扰任何接收机都有一定的接收动态范围，在接收功率超过允许的最大功率电平时，会导致接收机饱和阻塞。阻塞干扰是指被干扰系统接收机接收频带外的强信号，导致接收机过载，使链路中的有源器件饱和进入非线性区，放大增益被抑制，引起的接收机饱和失真造成的干扰。图3-3是由于其他系统发射强信号进入被干扰系统接收机、导致被干扰系统接收机饱和失真示意图。图3-3阻塞干扰示意图系统间干扰