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室分的建设及性能优化手册目 录1.概述32.设备配置参数33.TD-LTE室内覆盖指标要求34.TD-LTE室分覆盖性能44.1拉远能力44.2覆盖能力75.室内工程建设性能比较85.1 MIMO通道功率差对性能影响95.2单/双极化天线性能比较115.3 MIMO天线间距对性能影响136. TD-LTE与异系统相互影响166.1 TD-LTE与2G/3G系统相互影响166.2 TD-LTE与Wlan系统相互影响207. 室内多小区组网性能分析277.1同层组网性能277.2异层组网性能288. 总结319. 参考资料331.概述本文从TD-LTE系统的覆盖、工程方案、室内组网以及和其他系统相互影响等角度,分析不同环境及配置时的网络性能变化,为今后的TD-LTE室内分布建设提供参考。2.设备配置参数基站所采用的LTE eNB的基本参数配置如表2.1:参数配置方式测试环境室内频率2.365GHz系统带宽20MHz发射功率37dBm(RE天线口处功率-15dBm)帧结构上行/下行配置1(子帧配置:DSUUDDSUUD)常规长度CP特殊子帧配置7(DwPTS:GP:UpPTS=10:2:2)DwPTS传输数据天线模式DL:Mode 2/2 UL:SIMO表 2.1 设备参数配置表3.TD-LTE室内覆盖指标要求TD-LTE室内覆盖系统按照以下技术指标要求进行建设:(一) 覆盖指标要求要求在建设室内分布的覆盖区域内满足RSRP -105dBm的概率大于90;(二) 承载速率目标1. 小区吞吐量在室内分布支持MIMO情况下,室内单小区采用20MHz组网时,要求单小区平均吞吐量满足DL 30Mbps/UL 8Mbps;采用单小区10MHz、双频点异频组网时,要求单小区平均吞吐量满足DL 15Mbps/UL 4Mbps。2. 边缘速率室内覆盖站(E频段):同频网络、 20MHz 、10用户同时接入,小区边缘用户速率约1Mbps/250Kbps。(三) 误块率目标值(BLER Target)数据业务为10%。(四) 业务质量指标无线接通率:基本目标95%;挑战目标 97%掉线率:基本目标4%;挑战目标 95%;挑战目标 97%(五) 室内信号的外泄要求室内覆盖信号应尽可能少地泄漏到室外,要求室外10米处应满足RSRP-110dBm或室内小区外泄的RSRP比室外主小区RSRP低10dB(当建筑物距离道路不足10米时,以道路靠建筑一侧作为参考点)。4.TD-LTE室分覆盖性能 室内覆盖能力是在建设TD-LTE室内分布系统时基本指标之一,这里通过一组双通道拉远数据来分析TD-LTE上下行覆盖能力,另外,通过使用原有室分系统天馈时,观察TD-LTE系统的覆盖性能指标。4.1拉远能力上行拉远数据:图4.1 上行拉远数据 RSRP图4.2 上行拉远数据 SINR图4.3 上行拉远数据 上行吞吐量由图4.1、4.2、4.3的上行数据指标可以得出,当终端逐渐背离小区天线移动时,RSRP和SINR逐渐降低,路损相应逐渐增加,对于终端上行发射,当上行功率已经达到终端发射上限(23dBm),那么随着RSRP进一步降低,终端已经无法达到原有上行信道质量要求(MCS=20,cat3),当RSRP降至-105dBm以下时,终端的上行吞吐量开始下降。下行拉远数据:图 4.4 下行拉远数据 RSRP图 4.5 下行拉远数据 SINR图 4.6 下行拉远数据 下行吞吐量由图4.4、4.5、4.6下行曲线可以看出,终端下行吞吐量变化经历4个阶段,分别是双流稳定区间、双流和单流交替变化区间、单流稳定区间和恶化区间。在双流稳定区间,RSRP在-85dBm以上,SINR在25dB以上,这个区间,下行吞吐量基本可以稳定工作在目前系统配置和终端支持的峰值。在单双流交替区间,RSRP在-95dBm以上,SINR在20dB以上,这个区间,信道误码增加,MCS选择随着信道恶化而降低,但仍能保持双流工作。在单流稳定工作区间,RSRP在-100dBm左右,SINR保持在15dB左右,此时系统由MIMO模式转换为TXDIV模式,速率保持为单流的系统峰值速率。最后,随着RSRP的进一步降低,SINR和下行吞吐量均进一步恶化。 从上下行数据结果可以看出对于上行链路主要受限于终端发射功率,而对于下行链路,覆盖半径受限于需要提供下行速率要求。由上下行拉远能力得出推荐覆盖半径如表4.1:拉远性能变化门限实际拉远测试距离(m)稳定-波动性能变化点(m)波动-下降性能变化点(m)下降-恶化性能变化点(m)受限因素建议覆盖半径(m)无阻挡单通道拉远(下行)82345678上/下33无阻挡单通道拉远(上行)82133355上一层阻挡双通道拉远(下行)32152632无26一层阻挡双通道拉远(上行)32323232无一层阻挡单通道拉远(下行)32212732无27一层阻挡单通道拉远(上行)32193232无两层阻挡双通道拉远(下行)32152232无22两层阻挡双通道拉远(上行)32202832无两层阻挡单通道拉远(下行)32182632无18表 4.1 拉远推荐半径表4.2覆盖能力 TD-LTE室内分布建设时,可以利用原有室分系统(GSM900、DCS1800、TD-SCDMA)通过合路方式完成室内覆盖,采用CDF曲线的方式对比共天线的TD-LTE/TD-SCDMA/GSM系统的覆盖能力。GSM:GSM覆盖普查结果如下图,测试区域覆盖良好。90%以上区域,RxLev在-78dBm以上。测试楼层RxLev_CDF_5%RxLev_CDF_10%RxLev_CDF_50%1F-78-75-6613F-80-78-6814F-82-78-69表4.2 室内覆盖测试GSM RxLev CDF分析表图4.7 室内覆盖测试GSM RSCP CDF分析图TD-SCDMA:TD-SCDMA覆盖普查结果如表4.3所示,测试区域覆盖良好。90%以上区域,RSCP在-75dBm以上。测试楼层RSCP_CDF_5%RSCP_CDF_10%RSCP_CDF_50%1F-76-74-5913F-83-78-6214F-73-68-53表4.3 室内覆盖测试TD-SCDMA RSCP CDF分析表图4.8 室内覆盖测试TD-SCDMA RSCP CDF分析图TD-LTE:由GSM/TD-SCDMA/TD-LTE三种系统的覆盖CDF曲线可以看出,室内普查90%以上区域GSM/TD-SCDMA系统覆盖强度大于-78dBm,而对于TD-LTE系统,90%以上区域覆盖强度大于-97dBm,SINR大于10dB,上行速率高于13Mbps,下行速率高于20Mbps,可以达到TD-LTE室分覆盖指标需求。通过采用原有系统天线点位的方式完成TD-LTE系统覆盖,建设简单且覆盖效果良好,建议使用。5.室内工程建设性能比较TD-LTE室分工程建设时,建设方式的差异会带来系统性能差异,差异的由来主要是TD-LTE系统中MIMO性能变化造成的。MIMO技术,即多输入多输出技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收,从而改善每个用户的服务质量(误比特率或数据速率)。MIMO技术对于传统的单天线系统来说,能够大大提高频谱利用率,使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。本节从主要在天线角度(通道功率差、天线间距和极化天线选择)来初步分析工程建设对MIMO性能的影响。5.1 MIMO通道功率差对性能影响TD-LTE室分建设中两路天线以及馈线的损耗差异均会引起MIMO性能变化,进一步影响整个系统的性能。在信道环境非常好的地方(如SINR30dB),通道差异变化时,对系统吞吐量影响不明显;但在信道环境一般的时候(如SINR20dB)系统性能随着系统两个通道功率差异逐渐增加变差;当信道环境很差(SINR10dB)时,系统工作在txdiv模式,天线功率差对系统性能影响不大。在用户按照信号强度均匀分布在小区覆盖范围内时,MIMO两个通道功率差不同时的小区吞吐量数据如下:多UE小区性能(上行),表5.1 多UE小区吞吐量(上行)多UE小区性能(下行),表5.2 多UE小区吞吐量(下行)上下行吞吐量曲线图5.1 小区上下行吞吐量曲线由表5.1、5.2以及图5.1可以看出,随着发射天线功率差逐渐增大,小区上行吞吐量变化不大,而小区下行吞吐量逐渐降低。以图中数据为例,当功率差增大到8dB时,小区下行吞吐量降低约25%。通道功率不平衡对信道环境很好和信道环境很差点位的终端基本上没什么影响,前者是即使降了8dB,信道环境仍然非常好,还可以达到原有MCS level;后者是本身已经是TXDIV模式,所以几乎不影响。从多UE均匀分布数据情况来看,天线不平衡达到3dB时,系统吞吐量下降5%,当天线不平衡达到5dB时,系统吞吐量下降超过15%,当天线不平衡达到8dB时,系统吞吐量下降超过25%,故建议在工程建设时尽量保证两条通道的差异在3dB以内,保证系统性能。另外,TD-LTE室内覆盖时支持MIMO的传输模式有TM3和TM4,两种传输模式均通过UE上报CQI来决定下行数据的调制方式和编码速率,但TM3模式下,两个数据流采用同一个上报的CQI来决定调制方式和编码速率,而TM4模式时,两个数据流分别采用UE上报的对应CQI独立处理。在理想条件下,两种传输模式性能基本一致,但室内覆盖时,由于馈线损耗差异和一路信号传输利旧等因素,会导致TD-LTE的两路信号存在功率差,在两个数据流信道条件出现明显差异时,建议采用TM4模式来选择最适合的调制编码,降低BLER,保证系统吞吐量。5.2单/双极化天线性能比较TD-LTE系统应用在室内分布环境,为支持下行方向的MIMO方式,故系统射频通道增加为两路,传统天线点位也相应增加,并对这两个天线的距离有一定要求,这为目前室分已经非常紧凑天线位置增加了难度。室分双极化天线的引入主要解决了这个问题,如下图所示,使用双极化天线可以将两个射频通道的信号馈入同一个双极化天线,不需要额外天线点位。但对于双极化天线,是否可以完全替代单极化天线,主要有以下几个问题:1.MIMO天线一致性,双极化天线通过极化正交的方式将两路信号分开传输,极化方式不同可能会导致覆盖效果差异以及传输性能差异。2.两个阵元间的互耦,阵元间的互耦会导致天线方向图畸变,从而影响覆盖,另外,双极化天线的隔离度无法像单极化天线一样自由调节。图5.2 双极化天线实物图单UE结果:上行:图5.3 单双极化天线上行吞吐量曲线下行:图5.4 单双极化天线下行吞吐量曲线由图5.3和图5.4单用户上下行数据可以看出,在信道环境非常好的近点,采用双极化天线的吞吐量性能与采用单极化天线基本一致,但是随着信道环境变差,采用双极化天线的吞吐量性能下降较快。同样,均匀分布的多用户性能对比也表明双极化天线整体吞吐量低于单极化天线,如图5.5所示。图5.5 单双极化天线小区吞吐量曲线在近点时,即使发射天线的两个极化平面存在增益差,但均能满足MCS28所需要的信道条件,故性能保持一致,而在中点和远点位置时,两个极化平面的增益差显现为发射功率差,进而影响整体性能。建议在室内环境条件允许的情况下优先采用2个单极化天线,如果室分安装受到限制,也可以使用双极化天线,但会对小区吞吐量带来一定的损失。5.3 MIMO天线间距对性能影响 空间信道相关性强弱会影响TD-LTE系统的MIMO性能,进而对小区吞吐量造成影响。TD-LTE在MIMO模式时,两根天线间的相关性变化会影响下行吞吐量,当相关性逐渐变强时,信道容量逐渐下降,小区吞吐量随之下降。 相关性强弱主要受到电磁波传播环境、天线阵类型、传播方向和天线间距等多个因素影响。在目前的TD-LTE室内系统中,传播环境和传播方向与使用者行为相关,很难在建设时确定。而天线一般为两路天线性能MIMO方式,故天线阵类型固定为二元直线阵。那么可以调节的因素只有天线阵元间距。 由下面空间信道相关性与天线间距关系曲线可以看出,随着天线间距变大,信道相关性整体趋势上逐渐降低。另外同样天线间距时,AS(Angle spread)角度越大,相关性越低,AS差异与无线传播环境及用户所在位置有关。图5.6 天线间距与空间相关性曲线不同天线间距多UE小区吞吐量如下表:表5.3 不同天线间距小区吞吐量表图5.7不同天线间距小区吞吐量由表5.3和图5.7不同天线间距多UE小区吞吐量数据和曲线可以看出,天线间距从2倍波长到15倍波长时,小区上行吞吐量基本不会受到影响,这是因为上行为单流方式,基本不会受到相关性影响。而下行吞吐量随着天线间距变大而逐渐变大,这就是相关性变化对小区吞吐量性能的影响。另外,在天线间距相同时,用户所在位置的差异同样会对小区吞吐量造成较大影响。如下图,我们分析两个方向的用户分布情况,图中123为天线阵延长线方向,图中456为天线阵法线方向。图5.8 终端按照延长线和法线方向分布用户分布在天线阵延长线和法线时的吞吐量表格和曲线如下(方便起见,此处选取中点位置数据,即图5.8中的2号位置和5号位置对比):表5.4 法线和延长线性能差异表图5.9 法线和延长线性能对比由表5.4和图5.9可以看出,用户上行吞吐量与用户相对天线阵方向基本无关,法线方向和延长线方向性能基本一致。而对于用户的下行性能,法线方向的用户在天线间距从2倍波长到15倍波长变化时性能基本不受影响,延长线方向的用户性能明显随着天线间距变大而提高,且即使在15倍波长时也无法达到法线方向用户性能。 在工程施工环境允许的情况下,天线间距越大,TD-LTE系统的MIMO性能越好,小区下行吞吐量越高。如果天线布放的位置空间有限,那么尽可能保证天线间距在50cm(4倍波长)以上。另外,在覆盖走廊,通道等狭长环境时,天线点位布放时尽量使天线阵垂直于狭长方向,以使更多用户处于相关性低的位置,利于提高小区吞吐量。6. TD-LTE与异系统相互影响 目前常见的室分设备有GSM、TD-SCDMA、WLan等系统,TD-LTE系统的引入会造成系统间干扰,TD-LTE室内分布系统使用BAND40频段,具体为2320MHz2370MHz共50MHz带宽。TD-SCDMA的A频段为2010MHz2025MHz频段,WLan2.4G为2400MHz2484MHz频段。图6.1 各系统频谱分布 如图6.1所示,TD-LTE室内分布的工作频段与TD-SCDMA A频段和Wlan 2.4G频段较近,在此主要分析TD-LTE与其他系统的互相影响。6.1 TD-LTE与2G/3G系统相互影响 TD-LTE系统在已存在2G/3G系统的建筑中实现覆盖时,可以采用共用室内分布系统方案,也可以单独建设独立的室内分布系统。共室分系统,指的是TD-LTE系统通过合路的方式接入原有室分系统中,利用已有的馈缆和天线完成覆盖,如下面示意图所示,图6.1 共室分覆盖示意图实测结果参考附件, 通过数据可以看出,GSM通话正常,且RxQual与未开启LTE小区时保持一致。TD-SCDMA的吞吐量在LTE小区开启前后均为1.5Mbps,没有变化。LTE对TD-SCDMA/GSM基本无明显影响。图6.2 共室分GSM对LTE干扰分析图图6.3 共室分TD-SCDMA对LTE干扰分析图由图6.2和图6.3可知,共室分环境下,GSM/TD-S开启前后,LTE吞吐量变化均在+-8%以内波动且无明显规律,由此可知,GSM/TD-S对LTE基本无干扰。独立室分系统,指的是TD-LTE系统单独建设,使用新建馈缆与天线,完成室内分布覆盖,如下面示意图所示,图6.4 独立室分覆盖示意图实测结果参考附件,通过数据可以看出,GSM通话正常,且RxQual与未开启LTE小区时保持一致。TD-SCDMA的吞吐量在LTE小区开启前后均为1.5Mbps,没有变化。LTE对TD-SCDMA/GSM基本无明显影响。图6.5 独立室分GSM对LTE干扰分析图图6.5 独立室分TD-SCDMA对LTE干扰分析图由图6.4和图6.5可知,独立室分环境下,GSM/TD-S开启前后,LTE吞吐量变化大部分均在+-5%以内波动且无明显规律,除此之外变化较大的值2个值均出现在LTE终端处于远点处上行,LTE吞吐量波动本就比较大的场景下,由此可知,GSM/TD-S对LTE基本无干扰。 由TD-LTE与2G/3G系统分别采用共室分和独立室分覆盖时,TD-LTE对2G/3G基本不存在干扰;2G/3G对TD-LTE也同样没有明显干扰,那么在室内覆盖时,可以根据室内具体情况采用不同的覆盖方式。但在采用共室分方式时,要注意原有室分系统中的馈线、天线以及合路器等器件是否支持TD-LTE室分频段。6.2 TD-LTE与Wlan系统相互影响 TD-LTE室分系统与Wlan 2.4G覆盖同一区域时,由于工作频段非常接近,两者之间存在干扰。如下图所示,TD-LTE系统在空口包括LTE BS和LTE UE;WLan的空口包括WLan AP和Wlan SS,那么图中虚线就是可能产生的干扰。图6.6 TD-LTE系统与WLan系统相互影响示意图共室分方式:图6.7 TD-LTE与Wlan共室分方式TD-LTE与Wlan采用合路器方式覆盖同一区域,可以使用合路器将TD-LTE的两个通道分别与WLan的两个通道合路(802.11n),利用原有室分网络完成覆盖,TD-LTE的基站与Wlan的AP之间的影响可以通过选取不同隔离度的合路器加以调整。TD-LTE室分系统与WLan2.4G的杂散指标和阻塞指标要求见下表(合路方式):Interference case固定路损杂散隔离度要求(dB)阻塞隔离度要求(dB)隔离类型隔离度要求(m)LTE BS to WLAN AP10 6667合路器67dBWLAN AP to LTE BS10 7642合路器76dBLTE BS to WLAN SS21 44 51 空间隔离3.55 WLAN SS to LTE BS21 55 21 空间隔离5.62 LTE UE to WLAN AP11 75 52 空间隔离56.23 WLAN AP to LTE UE11 64 60 空间隔离15.85 LTE UE to WLAN SS0 75 58 空间隔离56.23 WLAN SS to LTE UE0 65 61 空间隔离17.78 表6.1 D-LTE室分系统与WLan2.4G的杂散指标和阻塞指标由表6.1可以看出,采用80dB合路器时,TD-LTE的基站与Wlan AP之间相互影响不大。在空间隔离度要求上,TD-LTE的UE与WLan的AP和WLan的SS隔离度要求最高,即他们之间易形成干扰。共室分时,TD-LTE对不同配置的Wlan影响如下表:WLAN频点(All)Average of 影响程度业务情况WLAN系统LTE上传WLAN上传LTE上传WLAN下载LTE下载WLAN上传LTE下载WLAN下载Grand Total802.11g单通道2.15%4.81%0.94%4.97%3.22%802.11g双通道-2.11%-2.66%-4.33%-3.55%-3.16%802.11n双通道-13.17%-27.55%-14.82%-28.60%-21.04%Grand Total-4.37%-8.47%-6.07%-9.06%-6.99%表6.2 共室分TD-LTE对不同配置的Wlan影响表6.2中的百分比数值表示,WLan系统在TD-LTE系统开启前后的吞吐量变化率,结果表明,在使用80dB合路器时,Wlan 802.11g受到TD-LTE的干扰时性能下降不明显,而WLan 802.11n在受到TD-LTE时,性能下降很严重。共室分时,不同配置的WLan系统对TD-LTE的影响如下表:WLAN频点(All)Average of 影响程度业务情况WLAN系统WLAN上传LTE上传WLAN上传LTE下载WLAN下载LTE上传WLAN下载LTE下载Grand Total802.11g单通道0.53%-0.28%1.38%-0.01%0.41%802.11g双通道0.03%0.55%-0.05%0.59%0.28%802.11n双通道-0.01%0.32%-0.22%0.45%0.14%Grand Total0.19%0.20%0.37%0.35%0.28%表6.3 共室分不同配置的WLan系统对TD-LTE的影响由表6.3可以看出,在共室分情况下,WLan系统对TD-LTE系统性能基本无影响。改变合路器的隔离度对系统间的干扰影响如下:图6.8 不同合路器对系统间干扰影响对比表6.4不同合路器对系统间干扰影响对比由图6.8和表6.4可知,采用70dB合路器替换80dB合路器时,802.11g性能有微小下降,而802.11n有较大幅度下降。表中的近点和中点,指的是终端位置与TD-LTE&WLan天线的距离远近指标,由于TD-LTE的UE上行功控效果,在近点处发射功率较低,而在中点处会增加发射功率来达到原有调制解调需求,而WLan的终端没有上行功控能力,始终按照同样功率发射,那么在中点位置时所受到TD-LTE终端的影响比近点要严重,故表中的数据中点性能下降更多。独立室分方式:图6.9 独立室分方式示意图TD-LTE与Wlan分别使用各自的室分系统完成对同一个区域的覆盖,采用这种方式时,TD-LTE的基站与Wlan的AP之间的影响可以通过调节天线头位置加以调节。TD-LTE室分系统与WLan2.4G的杂散指标和阻塞指标要求见下表(独立方式):Interference case固定路损Spurious emissionBlocking隔离类型隔离度要求(m)LTE BS to WLAN AP16 6061空间隔离11.22 WLAN AP to LTE BS16 7036空间隔离31.62 LTE BS to WLAN SS18 47 54 空间隔离5.01 WLAN SS to LTE BS18 58 24 空间隔离7.94 LTE UE to WLAN AP088 65 空间隔离251.19 WLAN AP to LTE UE077 73 空间隔离70.79 LTE UE to WLAN SS0 75 58 空间隔离56.23 WLAN SS to LTE UE0 65 61 空间隔离17.78 表6.5 TD-LTE室分系统与WLan2.4G的杂散指标和阻塞指标由表6.5可以看出,在两个系统采用各自覆盖系统时,隔离度要求比较高的同样是TD-LTE的UE与WLan的AP和WLan的SS,即他们之间易产生干扰。独立室分时,TD-LTE对不同配置的Wlan影响如下表:WLAN频点(All)Average of 影响程度业务类型WLAN系统LTE上传WLAN上传LTE上传WLAN下载LTE下载WLAN上传LTE下载WLAN下载Grand Total802.11g-15.70%-11.84%-29.05%-13.96%-17.64%802.11n-28.34%-25.62%-35.08%-42.09%-32.78%Grand Total-22.02%-18.73%-32.06%-28.03%-25.21%表6.6 独立室分TD-LTE对不同配置的Wlan影响表6.6中的百分比数值表示,WLan系统在TD-LTE系统开启前后的吞吐量变化率,结果表明,采用独立覆盖方式时,Wlan 802.11g受到TD-LTE的干扰时性能有明显下降,而WLan 802.11n在受到TD-LTE时,性能下降更加严重。独立室分时,不同配置的WLan系统对TD-LTE的影响如下表:WLAN频点(All)Average of 影响程度业务类型WLAN系统WLAN上传LTE上传WLAN上传LTE下载WLAN下载LTE上传WLAN下载LTE下载Grand Total802.11g-0.01%-0.05%0.00%-0.12%-0.04%802.11n-0.03%-0.17%-0.10%-0.21%-0.13%Grand Total-0.02%-0.11%-0.05%-0.16%-0.09%表 6.7 独立室分不同配置的WLan系统对TD-LTE的影响由上表可以看出,在独立室分情况下,WLan系统对TD-LTE系统性能基本无影响。改变系统天线间距的性能变化如下:图 6.10 不同天线间距性能变化表6.8 不同天线间距性能变化由表6.8数据可以看出,采用独立天馈方式覆盖同一区域的TD-LTE和Wlan系统,随着系统间天线间距增大,无论是802.11g还是802.11n的性能都会变好。Wlan 802.11g受TD-LTE的影响随着天线间距增大而显著变小,至少也需要5米以上间距的空间隔离才能接近未受干扰时的性能。而WLan 802.11n与TD-LTE的天线间距在1米/3米/5米变化时,性能变化不大,这表明要保证802.11n的吞吐量性能,需要更大的空间隔离。 与共室分结果类似,独立室分时,由于两个系统终端功控能力的差别,Wlan的中点性能比近点下降更严重。工作频点影响,TD-LTE室分频段从2320MHz到2370MHz,20MHz带宽配置时,与WLan工作频段最远的载波中心频点是2330MHz,最近的载波中心频点是2360MHz。Wlan的频点有14个,从2400MHz开始到2500MHz左右,见下图。图6.11 WLan频点分布示意图TD-LTE和Wlan工作在不同的频点是,相互干扰程度也不相同,WLan对TD-LTE系统性能影响不大,主要是TD-LTE的引入使得Wlan系统的性能显著下降,见表6.9数据:表6.9 WLan对TD-LTE系统性能影响由表6.9中数据(以802.11g为例)可知,TD-LTE与WLan在各自工作频点上最近的两个载波,2360MHz与F1频点之间的干扰最大,而2360MHz与F6频点,还有2330MHz与F1频点的干扰相对有明显下降。 以上,通过实测数据图表,显现出TD-LTE于Wlan在共室分和独立室分环境下的性能差异和变化。TD-LTE系统对抗WLan系统带来的干扰能力较强,在Wlan系统开启时,TD-LTE的上下行吞吐量变化不大。反之,WLan系统在存在TD-LTE系统干扰时,采用802.11g方式的Wlan系统性能有所下降,幅度不大,但采用802.11n方式的WLan系统性能有较大幅度下降。 对于共室分方式,各系统使用合路器通过同一套天馈完成覆盖,那么系统间的影响与所使用合路器的射频指标有明显相关性。 对于独立室分方式,各系统使用各自独立的天馈完成覆盖,系统间的影响与各系统的天馈间距离有关。 对于频点影响,TD-LTE室分频段在工作频段内的不同频点与Wlan2.4G在工作频段内不同工作频点的组合,显现出来的干扰程度差异很大,显示出干扰与工作频点的强相关性。 对于系统制式,采用802.11g的WLan系统受到TD-LTE系统的影响要远小于采用802.11n的Wlan系统,主要是因为两点,一是802.11n的AP发射功率一般要小于802.11g的AP;二是802.11n是采用MIMO方式,这种方式对空口环境的SINR要求更高,对干扰更加敏感。TD-LTE室分系统与WLan2.4G室分系统共存时的建议: 尽可以采用共室分方式完成覆盖,从工程角度来说,降低工程难度,在已有其中一套系统的情况下,另外一套系统通过合路器接入原有室分系统即可完成覆盖;从性能角度来看,共室分方式通过大隔离度合路器可以达到较高的隔离效果,而独立室分方式仅能利用空间隔离,很难达到要求的隔离度。 在使用共室分方式时,合路器的选取要选择80dB以上隔离度的合路器,隔离度指标降低会导致系统间的干扰增加。 在使用独立室分方式时,尽量利用室分环境(墙体、楼层),使得两个系统的天馈有较大的空间隔离,也会改善两个系统的相互影响。 频点的使用,在有TD-LTE与Wlan同覆盖的室分区域,通过调整两个系统的频点参数,使得两系统的工作频点尽量远离,降低影响。建议TD-LTE选取2330MHz的中心频点,Wlan选取F6以后的频点。7. 室内多小区组网性能分析7.1同层组网性能同层多小区组网时,固定20MHz频率带宽资源情况下,在同一个20MHz带宽可以采用同频方式,每个小区都占用20MHz带宽,也可以采用异频方式,即两个小区各采用相邻的10MHz带宽。为了对比两种组网方式的性能差异,分别验证了在邻区不同加扰条件时的小区吞吐量。单/双通道上/下行邻小区加扰情况同频(20M)L3平均吞吐量(Mbps)异频(10M)L3平均吞吐量(Mbps)单通道上行邻小区关闭14.52 7.47 单通道上行空扰13.38 6.87 单通道上行50%加扰12.87 6.50 单通道上行100%加扰12.97 7.16 单通道下行邻小区关闭34.56 16.75 单通道下行空扰35.05 17.17 单通道下行50%加扰31.44 17.58 单通道下行100%加扰30.14 16.27 双通道上行邻小区关闭16.68 7.05 双通道上行空扰14.26 7.302双通道上行50%加扰14.19 6.98双通道上行100%加扰14.08 7.26双通道下行邻小区关闭54.28 24.82 双通道下行空扰43.0923.76双通道下行50%加扰36.9224.16双通道下行100%加扰35.7223.46表7.1 同层同异频组网对比图7.1 同层同异频组网对比分析图同层10MHz带宽和20MHz带宽性能比较: 同频20MHz在单双通道和上下行时性能均高于异频10MHz组网。 同频20MHz组网时,性能随着邻区负荷变大而下降,下行性能在受扰时下降更加明显。 异频10MHz组网时,小区上下行吞吐量在邻区加扰时变化不明显。7.2异层组网性能异层多小区组网,与同层组网方式类似,也是比较了同频20MHz带宽时和邻频10MHz带宽时的吞吐量性能。单/双通道上/下行邻小区加扰情况同频(20M)L3平均吞吐量(Mbps)异频(10M)L3平均吞吐量(Mbps)单通道上行邻小区关闭14.52 7.47 单通道上行空扰14.51 7.47 单通道上行50%加扰14.32 7.68 单通道上行100%加扰13.57 7.13 单通道下行邻小区关闭34.56 16.75 单通道下行空扰34.61 16.75 单通道下行50%加扰33.53 17.12 单通道下行100%加扰33.12 16.59 双通道上行邻小区关闭16.68 7.05 双通道上行空扰15.63 7.05 双通道上行50%加扰14.67 7.41 双通道上行100%加扰14.98 7.27 双通道下行邻小区关闭54.28 24.82 双通道下行空扰56.39 24.82 双通道下行50%加扰50.95 24.50 双通道下行100%加扰47.90 24.16 表7.2 异层同异频组网对比图7.2 异层同异频组网对比异层10MHz带宽和20MHz带宽性能比较: 同频20MHz在单双通道和上下行时性能均高于异频10MHz组网。 同频20MHz组网时,下行性能随着邻区加扰变大有所下降,上行在邻区加扰时性能变化不大。 异频10MHz组网时,与同层结果类似,小区上下行吞吐量在邻区加扰时变化不明显。 在邻区开启时,异层同频20MHz组网时双通道下行的小区吞吐量明显高于同样条件下同层的结果,性能差异取决于室内层间隔离度。从频谱利用率方面考虑同频20MHz带宽和邻频10MHz带宽比较,测试场景同频(20M)L3平均吞吐量(Mbps)同频(20M)小区/全网频谱效率(Bit/s/hz)异频(10M)L3平均吞吐量(Mbps)异频(10M)组网小区频谱效率(Bit/s/hz)异频(10M)组网全网频谱效率(Bit/s/hz)同层单通道上行12.9701.6217.1601.7900.895同层单通道下行30.1402.74016.2702.9581.479同层双通道上行14.0801.7607.2601.8150.908同层双通道下行35.7203.24723.4604.2652.133异层单通道上行13.5701.6967.1341.7840.892异层单通道下行33.1203.01116.5903.0161.508异层双通道上行14.9801.8737.2701.8180.909异层双通道下行47.9004.35524.1604.3932.196表7.3 同异频组网频谱效率图7.3 同异频组网频谱效率对比图采用20MHz和10MHz两种带宽组网时,频率利用率情况见上图,由10MHz频谱效率曲线和20MHz频谱效率曲线对比可以看出,只有在同层双通道下行时,10MHz异频组网的频率利用率高于20MHz同频组网外,其他状态下的频谱效率基本相同。但从全部20MHz频谱来看,使用10MHz异频组网方式的频率利用率基本上只有20MHz带宽时的一半。室分多小区组网建议: 一般情况下,建议采用同频20MHz带宽组网,以获得较高的小区吞吐量。 小区覆盖采用异层覆盖,在同层建筑自然隔离度较低的环境,尽可能避免出现同层同频邻区。 从对比结果来看,目前使用10MHz组网的频率利用率远低于20MHz组网,故一般不推荐10MHz组网方式,但如果频率资源不足,也可采用10MHz异频组网方式完成覆盖。8. 总结本文针对TD-LTE系统进行室内分布建设时,有可能遇到的覆盖、工程、组网以及系统间影响等问题做了初步分析,目的是为TD-LTE

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