《基于频谱利用率,多场景网络优化方法研究》计划提纲ppt课件.ppt

1、基于频谱利用率、多场景的无线网络优化方法研究,中国移动通信有限公司研究院 2008年3月,内容,课题概述 提高频率效率手段分析 场景划分 调研内容,项目背景,1，用户数持续增长、业务量迅速升高； 2，频率资源有限，网络压力日益显著,高话务和有限的频率资源导致更大的频率复用和带内干扰，导致网络拥塞风险上升、无线通信质量下降,1，不考虑话务密度，对全网采取单一的网络质量衡量标准缺乏合理性； 2，需要及时优化网络结构、引入新技术，提高频率资源利用率和网络质量,研究目标,建立全网统一的单位面积话务量、频率资源利用率、网络优化水平衡量标杆： 研究全网统一的话务量和频率利用率指标； 研究全网统一的干扰度指

2、标，网络覆盖指标（MR提取）、重要网络统计指标（如掉话率等）、MOS值与单位面积话务量、频谱利用率的关系； 建立无线资源利用率与无线网络架构、优化手段的关联，指导全网通过合理的网络结构组织提升网络质量，提高频率资源利用率。具体包括： 网络架构方面：1800M、底层延伸覆盖、室内覆盖等，及其启动条件； 优化手段方面：AMR、IRC、天线偶合等技术手段对容量和质量的提升效果和应用前景分析,研究内容,各省公司研究内容建议,时间计划建议,启动阶段（3月31日4月11日，两周） 明确研究目的和研究方法，划分场景 明确调研内容，以及课题分工、时间计划 调研阶段（4月14日5月2日，三周） 研究院提供调研内

3、容、测试规范 各省公司对现网进行统计和测试，获取相关数据 根据调研情况，制定具体的试点计划 研究阶段（5月5日6月6日，五周） 研究院负责完成理论分析研究工作 各省公司负责完成试点部署和测试工作 总结阶段（6月9日6月20日，两周） 通过研讨会等形式，总结研究成果，讨论网络优化经验 最终形成关于网络质量衡量标准以及优化网络结构和引入新技术的指导意见,内容,课题概述 提高频率效率手段分析 频率效率衡量指标 提高等效频率复用系数 减小站间距 提高无线信道使用效率 场景划分 调研内容,频率效率衡量方式,等效频率复用系数（有效复用度） 有效频率负荷 EFL 频率利用率,提高频率利用率的方法,提高等效频

4、率复用系数 目前主要频率复用方式有43、33、13、MRP等 提高等效频率复用系数的方法有：跳频、DPC、DTX、IRC等 减小站间距 小区分裂 立体组网 提高无线信道使用效率 半速率（HR） 自适应半速率（AMR-HR）,内容,课题概述 提高频率效率方法分析 频率效率衡量指标 提高等效频率复用系数 减小站间距 提高无线信道使用效率 场景划分 调研内容,各频率复用系数下的网络质量仿真结果,43复用方式下的C/I分布,33复用方式下的C/I分布,理论情况下，等效频率复用系数为12时，能够满足网络质量要求。等效频率复用系数为9时，需采用一些抗干扰技术才能达到网络质量要求，采用跳频后对于话音基本能够

5、满足质量要求,各频率复用系数下的网络质量仿真结果,33GPRS吞吐率仿真,43GPRS覆盖仿真,43 EGPRS 覆盖仿真,33 EGPRS覆盖仿真,EGPRS下的频谱效率,GPRS频谱效率,各频率复用系数下的网络质量仿真结果,注：手机终端的下行时隙能力为4时隙,Edge业务最低QoS要求,不同QoS要求下不同复用方式的覆盖比例,结论：1、对于EGPRS数据业务而言，频率复用系数9时，速率相对系数为12有很大程度上的下降。2、根据中国移动服务和业务领先的要求，建议中国移动的有效频率复用度保持在10以上，保证中国移动的网络质量发展需要。,主要提高频率复用系数的功能分析,跳频 特点 均化小区干扰，

6、具有干扰分集增益 降低瑞利衰落影响，具有频率分集增益 跳频增益 与跳频负荷相关（TCH数目/跳频频点数） 根据仿真，在跳频负荷50时，跳频增益(C/I) 23dB,结论：理论情况下，在跳频负荷50时，跳频增益为23dB,主要提高频率复用系数的功能分析,DPC（动态功率控制） 一般情况下，DPC因子为0.9, 则带来增益：-10log(0.9) =0.5dB DTX（不连续发射） 一般情况下，DTX激活因子为0.5, 则带来增益：-10log10(0.5) = 3dB,干扰消除技术概述,间接带来容量增益,半速率信道,语音质量下降,紧密频率复用,小区C/I下降,改善C/I,干扰消除,提高容量的方法

7、,干扰消除技术分类,上行链路： 干扰消除合并IRC 下行链路： 单天线干扰消除SAIC,IRC：Interference Rejection Combining SAIC：Single Antenna Interference Cancellation,上下行的干扰消除效果要均衡！,上行干扰消除技术 IRC与MRC,上行接收端干扰的组成：,IRC技术主要用于干扰受限的紧密复用组网的城区！,白噪声 + 网内同/邻频干扰 + 网外干扰,密集城区因用户众多，话务量大而采用紧密频率复用，导致干扰严重,IRC基本原理,利用多路天线接收到的同频突发序列的TSC字段估计多径时延谱 利用多径时延谱得到信号和干

8、扰的最大似然估计 将最主要干扰旋转缩放后反相抵消,IRC和IRC都是使C/I最大化，MRC使C最大化，IRC是使I最小化 MRC对接收支路进行加权叠加，IRC调整主干扰幅度的过程，实际也对信号进行了加权叠加，同MRC 天线接收的干扰无相关性时，IRC算法退化为MRC算法,C,IRC技术的优点,在干扰严重的环境中显著提高上行C/I 仿真结果： 最理想情况 下的 载干比增益,TSC 规划良好,TU 环境,一个主 干扰源,同频小区间 精确同步,现网测试结果：,理论9dB！,IRC技术的局限性,噪声受限环境中无增益 在受限于白噪声的场景中，因干扰间无相关性而不起作用 4天线IRC还会因信道估计误差有0

9、.5dB性能损失（原因：等待华为回复） 功耗比MRC高（原因：等待Ericsson回复）,内容,课题概述 提高频率效率方法分析 频率效率衡量指标 提高等效频率复用系数 减小站间距 提高无线信道使用效率 场景划分 调研内容,最小站间距理论分析,从天线方位图分析 基站站间距： d5/3Htg(90+/2) 假设密集城区平均站高为25米、天线下倾角12.5 d270m 从切换角度分析 切换时间在0.5s2.5s之间，按市区车速上限80km/h来计算：交叠区域需要1155m 按照站间距3倍交跌区计算：站间距165m,最小站间距仿真分析,500m站间距覆盖仿真,300m站间距覆盖仿真,结论：实际网络中基

10、站的方位角等等参数受到阻挡、容量热点等物理环境的制约，并不一定符合标准网孔结构设计方式规定，由此需要考虑一定的干扰规避余量。因此，实际网络宏蜂窝的站间距保持在300500m为宜。,立体网覆盖方式考虑,立体网覆盖特点 综合使用宏蜂窝、街道站、微蜂窝、室内覆盖的立体化规划覆盖 立体网覆盖可行性 能够有效解决容量问题 能够保证一定的话务质量 立体网覆盖优缺点,结论：考虑到站址是中国移动重要的战略资源，在一些重要的热点区域（如CBD地区、密集的居民/商务混杂区等）可以根据当地的实际情况采用立体网覆盖方式进行扩容。,内容,课题概述 提高频率效率方法分析 频率效率衡量指标 提高等效频率复用系数 减小站间距

11、 提高无线信道使用效率 场景划分 调研内容,无线信道利用率,结论：根据实际测试所得最大无线信道利用率来看，在全网平均小区配置为4载波时，最大无线信道利用率不应大于70。,语音编码技术概述,全速率(FR),半速率(HR),显著提高容量,半速率AMR,改善语音质量,增强全速率(EFR),改善语音质量,全速率AMR,进一步 改善语音质量,直接、明显提高容量！,直接改善语音质量、间接提高容量！,TFO/TrFO,改善语音质量,减小编码转换损失,典型语音编码技术质量比较 存在背景噪声性能(3GPP TR 26.975),街道噪声,车载噪声,办公室噪声,大多数情况下，语音主观质量由高到低的顺序为： AMR

12、-FR EFR AMR-HR FR HR,HR的开通比例与系统容量提升的关系,1、HR能够显著提高话务量 2、话务量的提高导致SDCCH的开销增加 3、SDCCH开销的增加会占用TCH信道，使得HR提高容量有上限,HR对容量影响小结,HR能有效提高容量,HR会降低语音质量,建议和其他干扰消除、TFO等提高性能技术配合使用，以弥补其的语音质量损失，并向AMR-HR演进！,适合于解决 突发话务容量大的场合,动态HR： 控制比例和规模,AMR-HR提高系统容量,AMR-HR仍然是半速率语音编码技术 HR技术对系统容量的提升对AMR-HR依然有效 AMR-HR能提高HR的语音质量 相同的C/I, 无背

13、景噪声和无误码情况下，有0.7的MOS改善 在C/I14dB时，AMR-HR的语音质量高于HR约0.6mos（移动测试） 在C/I14dB时， AMR-HR的语音质量略好于HR（移动测试） AMR-HR能提高HR的抗干扰能力 在用户可接受MOS分条件(3.0分)下，AMR-HR所需要的C/I要比HR少1dB (3GPP TR 26.975),AMR-HR提高容量小结,优势,不足,具有和HR相同的容量提升效果,具有比HR更好的语音质量和抗干扰能力,目前AMR终端的渗透率低,语音质量在信道质量较差时改善不明显,内容,课题概述 提高频率效率手段分析 场景划分 调研内容,场景划分,可以从以下几个纬度进行研究 不同单位面积话务量情况下，频率利用率能跟达到多少； 不同频率复用度下，单位面积话务量和频率利用率分别能够达到多少； 不同网络结构下（如高层、低层），单位面积话务量和频率利用率能够达到多少。,内容,课题概述 提高频率效率手段