LTE组网策略课件(PPT 75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 上海世博园示范网组网案例 TD LTE系统组网策略 TD LTE系统设计指标 帧结构设计 TD LTE系统设计指标 系统带宽 设备规范指标 TD LTE系统设计指标 系统峰值速率 20MHz 系统频谱效率 TD LTE系统设计指标 工作频段 TD LTE设备国内工作频段预计采用2300 2400MHz 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 上海世博园示范网组网案例 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 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多种小区半径选项 TD LTE系统无线传播特性 TD LTE系统所处 C 频段传播损耗较大 上述计算依据Cost231HATA密集市区模型 相比B频段 TD LTE系统所处C频段穿透损耗较大 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 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 天线类型对覆盖的影响 2 对于下行业务信道 不同的传输模式其覆盖方面的性能有差异 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 CP配置对覆盖的影响 2 24576 Ts 21024 Ts 3ms 3 2 24576 Ts 6240 Ts 2ms 2 24576 Ts 21024 Ts 2ms 1 24576 Ts 3168 Ts 1ms 0 Preamble格式 时间长度 Tcp Tseq 715 625us 196 875us 515 625us 96 875us GT 107 34375 29 53125 77 34375 14 53125 可支持半径 km 4096 Ts 448 Ts 157 292us 4 仅FS2 9 375us 1 40625 GP配置对覆盖的影响 01 02 03 TD LTE中 特殊时隙内上下行转换点保护间隔GP将影响系统的最大覆盖距离 覆盖距离 C GP 2 C为光速 基本时间单位Ts 1 15000 2048 秒 0 032552083us 对于常规CP和扩展CP而言 同一特殊子帧配置下的GP可支持的小区半径基本是在同一量级的 但常规CP的GP支持的半径略大于扩展CP的GP支持的半径 通常采用常规CP的配置即可 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 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9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 TD LTE系统室外链路预算 TD LTE系统室外覆盖 用户终端功率较低 且单天线发射 造成上行信道受限 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 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 分组调度算法对LTE系统容量的影响 常见的分组调度算法 轮询 RR 正比公平 PF 最大C I MaxC I 轮询算法最公平 但算法的资源利用率不高 系统吞吐量比较低 综合考虑了用户的信道条件和用户之间的服务公平性 能够在系统吞吐量和服务公平性之间取得一定的折中 获取的吞吐量最大 但其公平性最差 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 CP长度对LTE系统容量的影响 CP长度 容量 CP长度的选择必须遵循2个原则 一方面必须足够长 以避免严重的符号间和载波间干扰 另一方面又不能过长 否则过大的CP开销会带来额外的频谱效率的损失 通常情况下 使用短的CP 允许有限的ISI 有利于实现高的系统容量 CP的引入也带来一些影响 1 功率损失 只有的接收信号功率真正应用于OFDM解调 2 带宽损失 CP的插入使得OFDM符号速率降低 但是信号的传输带宽没有变换 造成频谱效率的降低 资源分配方式对LTE系统容量的影响 半持续调度第一次资源分配采用动态调度 后续资源分配采用持续调度 其特点是只在第一次分配资源时进行调度 以后的资源分配均无需调度信令指示 节省了信令的开销 一定程度上提升了系统的容量 但是持续调度虽然能大大减少控制信令开销 但资源分配灵活性不够 且会造成一些资源冲突 资源利用率不高 动态调度下资源分配采用按需分配方式 每次调度都需要调度信令的交互 这种方法比较简单 灵活性高 如不考虑调度信令资源的限制 资源利用率是最高的 但动态调度的信令开销很大 限制了系统容量 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系统吞吐量分析 TD LTE系统理论吞吐量 TD LTE系统仿真吞吐量 TD LTE系统容量特性 VoIP理论用户数 VoIP仿真用户数 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 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 小区间干扰导致系统的载干比C I性能恶化 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 小区间干扰协调 静态干扰协调 半静态干扰协调 不需要在X2交互负载信息固定为每个小区的边缘用户分配相互正交的资源 X2接口交互负载信息灵活的调整为边缘用户分配的资源集合划分资源集合时 根据一定的原则尽量减少资源碎片 保证调度增益 功率控制 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 信号包括有 共享信道 控制信道 探测参考信号 随机接入信道等 包括小区间功率控制 Inter CellPowerControl 和小区内的功率控制 Intra CellPowerControl 波束赋形 对于下行方向 基站可以使用发射端波束赋形技术将波束对准期望用户的方法 这样的好处是 提供期望用户的信号强度 降低信号对其他用户的干扰 如果波束赋形时已经知道被干扰用户的方位 可以主动降低对该方向辐射能量 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 用户规模控制 提升本区信道信号 减弱邻区信道同频干扰 有利于控制采用较低编码率 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 TD LTE系统小区ID配置 相邻小区要采用不同的主同步序列 不同小区SSC循环移位均不相同 不同小区的小区专属参考信号的频域shift不同 不同小区的上行参考信号跳频图案 序列移位图案不同 PCFICH对于CELL ID的要求 最好是保证相邻小区频域起点位置完全错开 小区ID配置的约束条件 对于PDCCH PHICH和PUCCH PRACH 暂时不予考虑对于小区ID配置的约束 邻区使用相同ID会产生干扰 所以不同小区的ID应该不同 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 系统间干扰类型 杂散干扰 发射机带外干扰 阻塞干扰 强信号干扰 互调干扰 最强干扰信号 覆盖 容量 同频组网 多系统共存 多系统间隔离度要求 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 TD SCDMA B 与TD LTE的三阶互调信号对DCS1800 上行 有干扰TD SCDMA A TD SCDMA B 和WCDMA 下行 的三阶互调信号对TD LTE有干扰对于上述系统共存的场景 如室内 地铁 可采用收发分缆的方式消除互调干扰的影响 多系统间互调干扰 互调干扰分析 DCS1800上行 TD SCDMAA频段 TD SCDMAB频段 WCDMA下行 TD LTEC频段 被干扰系统 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 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 上海世博园示范网组网案例 TD LTE系统组网策略 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 TD SCDMA建网时建议直接采用兼容TD LTE频段的宽频4 4双极化天线 便于后期TD LTE建设时共天馈TD SCDMA没有宽频天线时TD LTE可以选择共站址 天线采用窄频4 4双极化天线也可以选择共天馈部署 将原有天线替换为宽频4 4双极化天线TD LTE建网初期使用双通道基站保证基本的覆盖与容量 后期升级为八通道 进一步提升上行覆盖和下行容量 天线无需再升级 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系统天线方案建议 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TD LTE与TD SCDMA共天馈TD LTE使用2天线基站 TD SCDMA延续使用窄频4 4双极化天线TD LTE独立建设C频段4 4双极化天线TD LTE与TD SCDMA共站址TD LTE使用2天线基站 TD LTE升级为8天线基站天馈系统不再升级 TD LTE与TD SCDMA共天馈 目前业内已有支持A B C三个频段的4列双极化智能天线产品该类型天线各频段的驻波比以及天线增益均满足TD SCDMA和TD LTE的需求 便于网络的平滑演进 TD LTE4列双极化智能天线产品参数 TD LTE系统室内组网 室内MIMO实现方案 双通道布线方案 将现有2G 3G单缆分布系统改造成上下行分缆的分布方式 目前的2G 3G上下行分缆系统方式为上下行分开 通常TD SCDMA接入上行分缆 目前考虑TD LTE基站两个通道引入此类上下行分缆系统 具体实现可有三种方式 该方式对现有2G 3G系统影响较大 需要两套完整的系统 相对成本较高 较适合地铁 隧道等采用多种制式POI合建的双缆式分布系统的大型场馆或楼宇等场景 直接合路于Tx和Rx 将TD LTEMIMO两路信号分别与室分系统的Tx与Rx进行末端合路 能充分体现MIMO上下行容量增益 无需对原室内分布系统进行任何改动 Rx一路TD LTE上行时隙受多系统下行信号影响 互调干扰严重 若将WLAN独立组网将增加原室内分布系统的投资成本 更换双极化天线 将原单极化天线更换为双极化天线 增加一路馈线合入TD LTE的一路信号 其另一路信号与原室内分布系统的Tx后端合路 能充分体现MIMO上下行容量增益