TD-LTE覆盖距离解读

1、TD-LTE遗盖距离解读TD-LTE系统中，影响系统覆盖距离的参数有RB配置、频率复用系数、发射功率、 CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式等。下面重点分析CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式这3个参数对系统覆盖距离的影响。1、CP配置对覆盖距离的影响OFDM技术能有效克服频域上的十扰问题，但是无法克服由于多径时延造成的符 号问十扰(ISI )和子载波正交性破坏问题。多径时延表现为信号经过无线信道 后发生的较大时延及幅度衰减。对此，在TD-LTE系统中，在每个OFDM?号之前 加入循环前缀CR只要各径的多径时延与定时误差之和不超过 CP长度，就能保 证接收机积分区间内包含的各子载波在各

2、径下的整数波形，从而消除多径带来的符号问十扰和子载波问的十扰(ICI )。在系统设计时，要求CP长度大于无线信道的最大时延扩展。多径时延扩展与小 区半径和无线信道传播环境相关，接下来分析无线信号在不同传播环境下的功率 时延分布情况。通常用均方根(rms, root mean square )多径延迟扩展 r rms来描述功率延迟 分布情况，可以用式(1)表示：r rms=T 1d £ y (1)正常CR正常CP有7个OFD耐号，第1个OFD的号的C咔度是5.21 s,第 2到第7个OFD咐号的CP长度是4.67 s。正常CP可以在1.4km的时延扩展范 围内提供抗多径保护能力，适合于

3、市区、郊区、农村以及小区半径低于5km的山 区环境。扩展CR扩展CP有6个OFD咐号，每个 OFD耐号的CP长度均是16.67 s。 扩展CP可以在10km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力， 适合于覆盖距离大 于5km的山区环境以及需要超远距离覆盖的海面和沙漠等环境。2、GP配置对覆盖距离的影响TD-LTE系统利用时间上的间隔完成双工转换，但为避免干扰，需预留一定的保 护间隔(GP。GP的大小与系统覆盖距离有关，GP越大，覆盖距离也越大。GP 主要由传输时延和设备收发转换时延构成，即：GP= 传输时延 +TRx-Tx,Ue (2)最大覆盖距离=传输时延*c = (GP-( TRx-Tx,Ue

4、) ) * C/2(3)其中c是光速。TRx-Tx,Ue为UE从下行接收到上行发送的转换时间，该值与输 出功率的精确度有关，典型值是10H s40H s,在本文中假定为20H s。DwPT印丁传输下行链路控制信令和下行数据，因此GP越大，贝U DwPTSffi小，系统容量下降。在系统设计中，常规CP的特殊子帧配置7即10:2:2是典型配置，该配置下理论覆=(4.67+66.7 ) *2-20 ) )*C/2盖距离达到18.4km,既能保证足够的覆盖距离，同时下行容量损失乂有限。扩展CP的特殊子帧配置0即3:8:1 ,覆盖距离可以达到97km适合丁海面和沙漠等超远距离(16.67+66.7)*8

5、-20)*C/2表2 TD-LTE椅疵子械配置及覆盖距高r特森孑戚配量iEftCPr®cpDwPTSGPUpPTS豪火痍盖DwPTS*UpPTS< km )03101104.1138157.0019 4139.8182134.502103129. IT9 |?TJS or j31l_2118.4110119.50 4121 117,703 |7253g222693229.119129.50710 J11213一41Qi27.?C在 TS 36.211 刚开 始讨论frame structure 时就给出一个时 间单元 Ts=1/(15000*2048),这个值是根据什么给出来的

6、？其中的 15000和2048个有什 么特定含义吗？首先确定子载波间隔为15000H乙所以OFD耐号长度是1/15000秒，再确定FFT 点数为2048,所以采样间隔=时间/点数=1/15000/2048=1/(15000*2048),直接 从采样时间间隔来说明，也可以这样理解，从符号时间长度来推算：OFD耐号周期，即一个 OFD耐号持续时间Tsymbol=1/15000s=66.7us ,也可以 这个计算：7 个 OFDI#号的持续时间=0.5ms（1 个 slot）-160*Ts-6*144*Ts所以，1 个 OFDM符号的持续时间 Tsymbol=0.5ms（1 个 slot）-160*

7、Ts-6*144*Ts=66.7us还有可以从另一个角度理解Ts的计算：Ts表示采样周期，即采样一次所用时间或采样时间间隔，1个subframe为1ms,1 个slot包含7个OFD耐号，一个采样点为160的CP 6个采样点为144的CR 其中一个OFD耐号采样点为2048 （20M带宽）那么：Ts=0.5ms/（2048*7+160+144*6）=1/30720（ms）覆盖场景。TD-LTE与TD-SCDMA系统设计方案，需要精心选择特殊子帧配置以彻底规避十 扰。具体结论如下：TD-SCDMAL/UL （TS0除夕卜）时隙是 4:2 , TD-LTEDL/UL时隙是 3:1 时，常规 CP

8、特殊子帧采用配置0和5,扩展CP#殊子帧配置采用配置0和4。TD-SCDMAL/UL （TS0除夕卜）时隙是 3:3 , TD-LTEDL/UL时隙是 2:2 时，常规 CP 特殊子帧采用配置0、1、2、5、6、7和8,扩展CP#殊子帧采用配置0、1、2。TD-SCDMAL/UL （TS0除夕卜）时隙是 1:5 , TD-LTEDL/UL时隙是 1:2 时，常规 CP 特殊子帧采用配置0和5,扩展CP#殊子帧采用配置0和4。3、随机接入突发信号格式对覆盖距离的影响在TS36.211中定义了五种随机接入突发信号格式。物理层随机接入突发信号由CR前导序歹U Preamble保护时间GT三部分组成。

9、*3玮机接入前导信号格式和董盖距离M导信号 格式时向始度GT序列长度盖陡蔺Um 10tms31527；245767；塑配U.5312ms加啊2泻冲S3977.3412ms2 n 24576?；钮奠二839（竹横两次29 5333ms210122x24576219(847；盼9（博输两次）107.344157.3 ii $的8已4487；298 r,1331.41由丁接入时隙需要克服上行链路的传播时延以及用户上行链路带来的干扰，因此需要在时隙设计中留出足够的保护时间，该保护时间即为GI GT长度决定了能够支持 的接入半径：小区覆盖距离=GT*c/2 （4）其中c是光速。（理解：在进行前导传输时，

10、由丁还没有建立上行同步，因此需要在Preamble序列之后预留保护时间（GT,Guard Time）用来避免对其他用户的干扰；预留的 GT需要支持传输距离为小区半径的两倍，这是因为在发送Preamble时还不知道基站和终端之间的距离，GT的大小必须保证小区边缘的用户获得下行同步（小 区搜索）后，能够有足够多的时间提前发送）随机接入前导信号格式和覆盖距离的对应关系如表3,其中：前导信号格式0,最大小区覆盖距离14km适合于正常覆盖小区。前导信号格式1,最大小区覆盖距离77km,适合于大的覆盖小区。前导信号格式2,最大小区覆盖距离29km前导信号重复1次，信号接收质量提 高，适合于较大覆盖小区以及

11、 UE移动速度较快的场景。前导信号格式3,最大小区覆盖距离107km前导信号重复1次，信号接收质量 提高，适合于海面和沙漠等超远距离覆盖。前导信号格式4,是TD-LTE系统所特有的，它在特殊时隙中 UpPTSg!发射，最 大小区覆盖距离1.4km,适合于室内和室外密集市区。影响覆盖距离的其它因素在同等条件下，RB配置增加对下行覆盖的影响不大，但会引起上行底噪的抬升。 由于终端功率有限，如果已达到终端最大发射功率，再增加RB会减小上行覆盖半径。小区用户数增加，则系统负荷升高，系统十扰水平上升，所需的十扰余量越大， 基站覆盖半径越小。在LTE规划时，需要兼顾容量与覆盖的平衡，降低投资成本。 频率复用系数越大，小区间十扰越小，覆盖半径应该增加，有助于改善覆盖性能。 频率复用系数为3,也即异频组网的情况，影响覆盖性能的主要是系统功率；频 率复用系数为1,也即同频组网时的情况，此时影响覆盖性能的主要是C/I ,即十扰受限。如