LTE组网策略方案(PPT 83页).ppt

LTE组网策略 目录 TD LTE组网思路 TD LTE系统设计指标 TD LTE系统组网性能介绍 南京规模试验网组网 TD LTE系统组网策略 TD LTE系统多种帧结构配置 TD LTE通过调整特殊时隙的配置可以采用与TD SCDMA系统多种时隙比例达成对齐 TD LTE系统多种带宽配置 系统带宽 设备规范要求 更多 更宽 更灵活 TD LTE有6种带宽配置 比TD SCDMA系统有更多的载频选项 TD LTE单个载频可划分为频率子带由多用户共享 比TD SCDMA系统更灵活 TD LTE最大可支持20M载频 可获更大传输带宽 TD LTE系统设计指标 系统峰值速率 20MHz 系统频谱效率 TD LTE系统工作频段 预计运营 TD LTE设备国内工作频段预计采用2300 2400MHz E 和2570 2620MHz D 频段TD LTE所处频段比TD SCDMA系统 F A频段 无线电波衰减快 目录 TD LTE组网思路 TD LTE系统设计指标 TD LTE系统组网性能介绍 规模试验网组网示例 TD LTE系统组网策略 TD LTE系统组网性能研究 TD LTE系统组网特性研究 最少的投入 最优的覆盖 覆盖 容量 同频组网 多系统共存 TD LTE系统支持广覆盖组网 1 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各种覆盖需求 最大 最典型 备选 GP影响覆盖极限 TD LTE系统支持广覆盖组网 2 PRACH信道设计可支持100KM左右的覆盖半径设备规范配置支持各种覆盖需求PRACH4格式可应用于室内 室外密集市区 最常用 最远 TDD特有 PRACHGT影响覆盖极限 TD LTE系统无线传播特性 TD LTE系统所处频段传播损耗较大 上述计算依据Cost231HATA室外密集市区模型 单位为dB 相比TD SCDMA所处的F A频段 TD LTE系统所处的E D频段传播损耗较大 4 6dB 6 3dB 4 5dB TD LTE覆盖规划目标 网络覆盖目标的多样性 边缘 中间 中心 调制等级 频谱效率 吞吐速率 1M 4M 2M 0 5 3 5 1 5 MCS0QPSK MCS1864QAM MCS1016QAM 举例 覆盖目标定义不同 需要的系统配置条件不同覆盖目标等级不同 覆盖距离不同 TD LTE系统覆盖目标定义的多样性 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 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 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 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 灵活的系统资源配置支持不同场景覆盖 用户带宽N RB MCS等级上行 29级下行 32级 时隙比例系统提供7种 空间秩数单 双流 用户目标速率 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 根据数据业务需求确定用户覆盖目标速率 关键技术及参数对覆盖的影响 天线类型 天线类型对覆盖的影响 1 LTE系统使用了多天线 而不同于TD SCDMA的多天线为智能天线阵 LTE采用了多天线MIMO技术 对于下行公共控制信道 单天线端口的发射方式没有任何特殊处理 其预编码相当于透传 没有额外的增益 那么相对而言 发射分集的发射方式在多个天线端口 比如2 4 上发射 具有分集增益 可以帮助提高公共控制信道的覆盖性能 设备发射功率对覆盖的影响 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 但是实际组网必需考虑小区间干扰的影响 发射功率不可能随意设置 RB配置对覆盖的影响 对于下行公共信道和业务信道 同等条件下 RB配置增多引起两方面的变化 一个是EIRP的增大 另一个是下行信道底噪声的抬升 EIRP增大可增加覆盖半径 而低噪声的抬升会减少覆盖半径 两方面的作用是相互消减的 这使其对下行覆盖的影响并不大 对于上行公共信道和业务信道 同等条件下 RB配置增多会引起上行信道底噪声的抬升 而对于终端其最大发射功率是有限的 因此这会减少上行覆盖半径 同等条件下 不同RB配置对于上下行信道的影响并不相同 小区用户数对覆盖的影响 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 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 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 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 频率复用系数的影响 其它技术或参数对覆盖的影响 2 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 TD LTE系统组网特性 上行覆盖特性 上行覆盖受限信道 承载高速速率的PUSCH信道高速数据业务要求系统高带宽 或者高等级的调制编码方式 都会带来覆盖下降提升上行覆盖的策略增加基站天线数目 增强接收性能 注 上述链路预算不考虑室外穿透覆盖室内 TD LTE系统组网特性 下行覆盖瓶颈 PDCCH信道是下行覆盖的受限信道PDCCH解调性能决定于聚合空间大小和编码率较大的聚合空间或较低的编码率可提升PDCCH覆盖性能 但会牺牲用户调度能力规模组网必须保证边缘用户PDCCHFormat3 8CCE 的覆盖受限于资源分配的PDSCH 在支持高速数据业务中会限制覆盖 注 上述链路预算不考虑室外穿透覆盖室内 TD LTE系统室外覆盖受限于上行 TD LTE下行业务信道覆盖能力较好TD LTE系统室外覆盖 上行信道覆盖受限 这是TD LTE室外覆盖需要解决的难题小区间干扰也是TD LTE覆盖受限的主要影响因素 注 上述链路预算不考虑室外穿透覆盖室内 TD LTE系统覆盖原则与策略 覆盖的提升策略对室外较大区域覆盖场景 为eNB配置更多天线数目为用户配置充足的带宽资源 即使用户工作在较低调制编码等级下也可满足下行目标速率 利用小区间干扰协调 改善本区与邻区的信干比环境 TD LTE覆盖性能评估参数 覆盖指标要求宏站 要求在覆盖区域内 TD LTE无线网络覆盖率应满足RSRP 110dBm的概率大于90 室内覆盖 要求覆盖区域内满足RSRP 105dBm的概率大于90 承载速率目标在3 1时隙配置情况下 下行峰值速率达到110Mbps 上行峰值速率达到15Mbps 以上为移动可研报告要求指标 TD LTE室外覆盖规划 TD LTE系统上行需要保障业务信道的覆盖采用多天线配置 多天线接收可改善上行覆盖能力 采用TTIbunlding IRC技术增强上行接收效果 提升上行覆盖 利用重传机制可改善用户体验 采用小区间干扰协调 ICIC 机制 改善小区干扰环境 提升覆盖能力 TD LTE系统下行覆盖应以PDCCH信道为评估信道覆盖规划需要在全区域至少要满足PDCCHformt3信道的解调性能系统需要支持自适应的配置用户的控制信道资源边缘用户配置PDCCHformat3 8CCE 配置 保障小区用户调度中心用户配置较少CCE的格式 保障系统调度能力 降低系统负荷TD LTE系统室外密集市区场景 站址间距规划500mPDCCH可满足边缘用户的连续覆盖下行PDSCH可以通过资源调度 面向全区域提供高速数据下载业务2天线设备的系统 上行PUSCH可以向边缘用户提供基本的速率保障 TD LTE系统组网性能研究 容量 TD LTE系统容量目标使系统可提供最大的吞吐数据量使用户体验到最高速速率的吞吐量支持最大的用户数目TD LTE系统容量研究内容网络需要支持高速的数据吞吐量研究提升系统容量的时 频 天线措施研究改善边缘用户的速率性能研究扩大用户规模 覆盖 容量 同频组网 多系统共存 影响LTE系统容量的因素 带宽对LTE系统容量的影响 1 LTE系统的一个最基本的特征就是要支持更大的系统带宽 目前系统支持的典型的带宽为 1 4MHz 3MHz 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz2 系统带宽与峰值速率成正比 由于调度增益的缘故 用户吞吐量和接入用户数这两个量与系统带宽的关系比正比关系再高一些 带宽的影响 基站功率对LTE系统容量的影响 LTE下行采用了半静态的功率分配策略 对于较为密集的市区场景 站间距较小 提升TD LTE系统基站功率对于容量改善不大 因此在保证覆盖的前提下 适当降低发射功率不仅不会对系统容量造成很大的影响 还可以避免导频污染 对于郊区和乡村以覆盖为初期首要目标的场景 站间距较大 提升基站发射功率可在一定程度上提升系统容量 MIMO对LTE系统容量的影响 空间复用 显著提高用户的峰值速率 传输分集 可以提高链路传输性能 提高边缘用户吞吐量 波束赋形 可以提高链路传输性能 提高边缘用户 双流的波束赋形也可以提高用户的峰值速率 TD LTE容量规划基本原则 TD LTE系统容量特性 VoIP理论用户数 VoIP仿真用户数 TD LTE系统峰值吞吐速率 下行 精确计算根据系统资源及信道配置 速算根据TS36 213Table7 1 7 2 1 1和Table7 1 7 2 2 1 TD LTE系统峰值吞吐速率 上行 精确计算根据系统资源及信道配置 速算根据TS36 213Table7 1 7 2 1 1 实际组网TD LTE系统吞吐量很难达到峰值发射机功率限制天线传输模式空间传播损耗接收机噪声小区间同频干扰 TD LTE系统峰值速率计算结果 实际组网TD LTE系统吞吐量很难达到峰值发射机功率限制天线传输模式空间传播损耗接收机噪声小区间同频干扰另一种评估系统容量的方法 频谱效率对于组网更有指导意义相比于TD S系统 TD L系统的容量计算更为复杂 没有办法理论分析得到 只能通过动态仿真首先获取吞吐量 然后折算成频谱效率 TD LTE系统吞吐量分析 TD LTE系统仿真吞吐量 TD LTE系统频谱效率 TD LTE系统容量策略 TD LTE系统组网容量策略 业务面容量的改善措施扩充系统带宽 考虑同频组网 合理利用频率资源根据业务需求配置上下行时隙比例采用高效合理的调度策略 支持边缘用户提升速率采用高性能的多天线技术优化天线自适应算法 采用SDM方式支持中心用户获得高速率体验 采用SFBC或BF方式提升边缘用户的吞吐量采用MU MIMO方式 提升小区吞吐量eNB采用8天线配置 控制面容量的提升策略增加系统带宽 扩充频点数目抑制控制区域小区间干扰可支持更多的同时调度用户下行采用功率分配 上行采用功率控制采用发射分集技术 增强信号接收 TD LTE系统容量指标 峰值速率 小区频谱效率 小区边缘用户频谱效率 小区最大激活用户数 小区最大RRC连接用户数 TD LTE系统内同频干扰 eNodeB1 eNodeB2 TD LTE系统较好的解决了小区内同频干扰TD LTE系统存在较严重的小区间同频干扰TD LTE的同频干扰 来自邻小区的相同RE上的干扰 TD LTE用户受到的同频干扰来自邻小区本小区无同频干扰 覆盖 容量 同频组网 多系统共存 同频干扰导致LTE系统网络性能恶化 小区间同频干扰导致无线链路的载干比性能恶化 影响网络性能 在小区边缘和切换带 同频干扰导致性能严重下降 小区边界 小区平均 同频组网是TD LTE系统大规模组网的挑战 业务面影响影响系统吞吐量影响边缘用户吞吐量影响系统覆盖 控制面影响影响公共信道解调影响用户规模影响用户QoS影响系统时延影响切换成功率 小区间干扰导致系统的载干比C I性能恶化 同频干扰恶化LTE系统业务信道性能 1 下行无干扰 下行50 干扰 下行100 干扰 上行无干扰 上行50 干扰 上行100 干扰 小区间同频干扰导致LTE系统覆盖收缩系统负荷上升 同频干扰恶化 同频干扰对LTE系统公共信道的影响 同步信道 广播信道 控制信道 参考信号 无法识别小区无法同步无法获得BCH配置 无法获知系统配置信息和邻小区信息导致广播消息占据更多的业务资源 影响吞吐量也影响用户切换 导致用户无法被网络调度 导致网络调度能力下降导致小区刚性覆盖收缩导致切换用户掉话 信道估计不准 数据接收误码率升高 影响业务信道QoS 造成传输时延扩大 控制信道同频组网方案是研究重点 解决同频干扰的组网策略 业务面 业务面措施 小区间干扰协调 边缘用户吞吐量提升幅度大 其误块率和QoS改善明显 上行系统吞吐量和用户速率都改善明显 波束赋形 IRC 有效的改善边缘用户的信道质量 使用户速率改善明显 功率控制 上行系统吞吐量和用户速率都改善明显 解决同频干扰的组网策略 控制面 改善上行信道质量 提升信道的检测成功概率 功率控制 功率分配 小区ID规划 均衡控制域负荷 提升本区信道信号 减弱邻区信道同频干扰 按需分配资源改善干扰环境 提高抗干扰性能 有利于干扰随机化 优化信道时频位置 改善干扰状况 同频组网是TD LTE大规模组网的关键 大规模组网时做好小区ID的规划 分层网络采用不同频点部署 采用ICIC算法优化小区间干扰 利用波束赋形提高边缘用户抗干扰性能 试验网建设初期保持轻度的系统负荷 TD LTE系统与其他系统共存干扰分析 阻塞干扰 1 带外辐射 杂散干扰 互调干扰 系统间干扰类型 共址指不同系统发射天线在一起安装共存指不同系统在同一个地理区域内存在用ACIR ACLR ACS 指标来衡量用杂散 阻塞 互调干扰来衡量 系统间干扰类型 邻频干扰ACLR AdjacentChannelLeakageRatio 发射机参数是指在指定的信道带宽上平均功率和发射到相邻信道的非理想的平均功率的比值 其中指定信道和相邻信道的平均功率都是指经过滤波器的平均功率 ACS AdjacentChannelSelectivity 接收机参数是用来刻画接收机滤波器的频率选择特性 表征接收机在所分配的信道频率上收到的工作于距中心频率一定间隔的相邻信道上的其他信号的强弱 系统间干扰类型 ACIR AdjacentChannelInterferencePowerRatio 在一个信道上的发射功率与接收机在相邻信道接收到的所有干扰功率的比值 系统间干扰类型 杂散干扰发射机参数发射机在进行变频处理过程中引起的互调 倍频 寄生辐射等现象并由此造成的信道标称带宽外的信号发射称为杂散辐射系统间干扰分析中 ACLR和杂散都是指载频之外带宽上的功率泄露 ACLR 及相关的ACS ACIR 用于邻频干扰的分析 杂散辐射指标用于系统间异频的互干扰分析 邻频 异频的区别在于隔离带宽 普通的系统载波一般是频点带宽的2 5倍 隔离带低于2 5倍为邻频干扰 需要计算ACIR隔离 高于2 5倍为异频干扰 采用杂散 阻塞的技术分析手段 对于LTE系统 隔离带宽统一定义为10M 系统间干扰类型 阻塞干扰 接收机参数阻塞干扰是由于接收机接收过强功率信号导致接收机过载 其放大增益被抑制 干扰信号功率太强 而将接收机的低噪声放大器推向饱和区 使其不能正常工作 系统间干扰类型 互调干扰接收机参数当多频信号通过某四端网络后 由于四端网络的非线性 必然会产生谐波分量和各频率的组合分量 其中通常称2f1 2f2 f1 f2等频率分量为二阶互调产物 称f1 2f2 2f1 f2 2f2 f1等频率分量为三阶互调产物 这些互调产物如果落入接收系统的接收带宽之内 因为与接收带宽频率相同 无法用滤波器滤除而造成干扰 互调干扰可以通过系统的频率规划来尽量避免 同时提高功分器 耦合器等设备的互调衰耗指标 以降低互调干扰分量 多系统间隔离度分析 TD LTED频段 2 57 2 62GHz 与TD S系统A频段 2 01 2 025GHz 杂散和阻塞干扰隔离度 多系统合路器或POI指标应满足隔离度要求避免TD LTE与其他系统上下行时隙碰撞 可大大降低系统间干扰的强度 减少共址或者共天馈部署的工程难度 多系统间隔离度要求 多系统合路器或POI指标应满足隔离度要求避免TD LTE与其他系统上下行时隙碰撞 可大大降低系统间干扰的强度 减少共址或者共天馈部署的工程难度 TD LTED频段 2 57 2 62GHz 与TD S系统A频段 2 01 2 025GHz 杂散和阻塞干扰隔离度 多系统间隔离度要求 TD LTED频段 2 57 2 62GHz 与GSM系统间干扰隔离度分析 多系统间隔离度要求 TD LTED频段 2 57 2 62GHz 与GSM系统间干扰隔离度分析 如果共址 优先垂直部署天馈 再选择平行部署天馈 避免天面正对 多系统共存组网策略 1 优先保证系统间时隙对齐 避免系统间交叉时隙 可大大降低工程隔离难度 优先采用空间隔离 再考虑共址 然后考虑共天馈 系统间干扰控制策略 如果考虑共天馈 可考虑采用带通滤波器 设计合路器件指标 保证提供足够的系统间隔离 预留保护频带 转变系统间干扰性质 降低系统间干扰强度 目录 TD LTE组网思路 TD LTE系统设计指标 TD LTE系统组网性能介绍 规模试验网组网示例 TD LTE系统组网策略 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 可行性 局数据 验证和提高 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 与2G 3G原理一致 TD LTE与TD SCDMA组网差异 系统资源划分差异 TD LTE与TD SCDMA组网差异 干扰解决措施对比 TD LTE室外组网 频率规划 同频组网 1X20M 异频组网 3X10M TD LTE与TD SCDMA协同覆盖 TD LTE可以采用与TD SCDMA共站址的方案 TLRU02 TLB60A TLRU02 TLB60A TD LTE与TD SCDMA覆盖能力对比 TD SCDMA实际建网站间距为500米TD LTE 2天线配置 可与TD SCDMA共站址覆盖室外 注 上述链路预算不考虑室外穿透覆盖室内 TD LTE系统室外覆盖天线方案 不同天线方案性能对比 无线环境密集市区 站间距ISD 555m 系统带宽20MHz 100RB子帧配置DL UL 2 2基站功率46dBm小区调度用户数10UE2天线接收垂直极化基站天线4 4双极化型态 2 4 8通道设置 不同天线方案仿真对比 不同天线方案对比 扇区吞吐量 系统天线方案性能对比 边缘用户吞吐量 成本 双通道到4通道再到8通道 平均30 的比例递增 平均40 的比例递增 平均20 的比例递增 吞吐量 成本 2通道为基准 14通道 1 188通道 1 36 性价比最高的选择 基站4 4双极化天线 8通道基站 TD LTE系统基站与天线部署策略 TD SCDMA已有现网 TD SCDMA新网建设 TD SCDMATD LTE分用窄频天线 TD SCDMATD LTE共用宽频天线 TD LTE8天线基站 TD SCDMA升级为宽频4 4双极化天线 或者FA ED二合一天线TD LTE与TD SCDMA共天馈 TD SCDMA延续使用窄频4 4双极化天线TD LTE独立建设E D频段4 4双极化天线TD LTE与TD SCDMA共站址 TD LTE升级为8天线基站天馈系统不再升级 目录 TD LTE组网思路 规模试验网组网示例 南京市 满足TD LTE试验网区域条件 建筑物众多 人口稠密 流动性大 稳定忠实的市场和客户群良好的2G 3G建设基础对数据业务有较高的需求 满足TD LTE网络覆盖对站址及规模建网的需求 TD LTE南京试验网建设区域选择 充足的站址资源 典型的密集市区场景 重点覆盖区域 南京LTE试验网区域 包含两个主测区 湖南