LTE网络规划原理概述

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential 文档密级：内部公开文档密级：内部公开 2021-12-13TDD LTE网络规划原理概述HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2第第2 2章章 TD-LTETD-LTE无线网络规划关键技术无线网络规划关键技术第第3 3章章 TD-LTETD-LTE频率规划频率规划HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 3无线网络规划流程概述无线网络规划流程概述l无线网络估算无线网

2、络估算p在规划项目的前期，对未来的网络进行初步的规划。输出无线接入网网元的配置和规模，供项目前期交流及合同制定过程中成本估算使用。l无线网络预规划无线网络预规划p规划项目的中期，在估算输出的基础上，对将来的网络做进一步的详细规划，确定更加精确的网络规模和理论站址位置。输出预规划报告可供项目中期交流及合同签署过程中成本估算使用。l无线网络小区规划无线网络小区规划p规划项目的后期，根据预规划输出的结果，对每一个站点的选择进行实地勘测验证，确定指导工程建设的各项网规相关小区工程参数。p一般需要通过仿真验证小区参数设置及规划效果。输出报告为能够指导工程建设的最终无线网络规划方案。HUAWEI TECH

3、NOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4无线网络估算无线网络估算l通过估算，获得对未来网络的粗略定量分析和建设规模，由此得到建设周期，及成通过估算，获得对未来网络的粗略定量分析和建设规模，由此得到建设周期，及成本预算等。用于项目前期的交流与合同制定。本预算等。用于项目前期的交流与合同制定。l无线网络估算包括覆盖和容量估算两部分，取两者最大值。无线网络估算包括覆盖和容量估算两部分，取两者最大值。l我司覆盖估算工具为我司覆盖估算工具为GENEX RND 7.0,容量估算工具为容量估算工具为GENEX U-NET 3.7HUAWEI TECHNOLOG

4、IES CO., LTD.Huawei Confidential 所需站点数规划面积所需站点数规划面积/ /单站覆盖面积单站覆盖面积LTELTE覆盖估算流程覆盖估算流程创建链路预算创建链路预算获得小区半径获得小区半径计算单站覆盖面积计算单站覆盖面积指定区域站点数指定区域站点数客户需求分析客户需求分析上行下行分别进行链路预算上行下行分别进行链路预算上下行半径的较小值为小区上下行半径的较小值为小区半径半径HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential LTELTE容量估算流程容量估算流程业务模业务模型型规划用户数规划用户数系统仿真系统仿真单小区容量

5、单小区容量规划总业务规划总业务量量容量估容量估算站点算站点规模规模上/下行小区边缘吞吐率上行小区平均IoT上/下行用户平均吞吐率传播模型传播模型覆盖要求覆盖要求质量要求质量要求链路预算链路预算上下行小区负载都定义为上下行小区负载都定义为RB使用率使用率给定目标小区负载和给定目标小区负载和ISD，估算输出小区平均吞吐率，估算输出小区平均吞吐率结合话务模型，估算输出扇区服务用户数结合话务模型，估算输出扇区服务用户数吞吐率主要影响因素吞吐率主要影响因素发射功率站间距小区场景话务模型用户分布上下行子帧配比 特殊子帧配置调度算法UE终端能力用户QoSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LT

6、D.Huawei Confidential Page 7无线网络预规划无线网络预规划l预规划是综合信息收集、网络估算、站址选择、系统仿真，完成无线网络的初步设预规划是综合信息收集、网络估算、站址选择、系统仿真，完成无线网络的初步设计。计。l估算阶段的输出结果成为预规划阶段的输入条件，预规划同时也是对估算工作的验估算阶段的输出结果成为预规划阶段的输入条件，预规划同时也是对估算工作的验证，根据规划仿真结果重新调整站点数，最后输出合适的理论站点。证，根据规划仿真结果重新调整站点数，最后输出合适的理论站点。l在预规划的理论站址选择过程中一般以在预规划的理论站址选择过程中一般以2/3G现有站址共站考虑，

7、这样预规划输出的现有站址共站考虑，这样预规划输出的结果会更加接近实际，减少选址工作量并保证覆盖达到设计预期。结果会更加接近实际，减少选址工作量并保证覆盖达到设计预期。l我司预规划仿真工具为我司预规划仿真工具为GENEX U-NET V3.7。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential LTELTE网络预规划流程网络预规划流程Page 8输出说明无线网络预规划报告建网策略初始站点规划天馈选型建议仿真结果评价无线网络工程参数表基站数目站点位置信息天线型号、方位角、下倾角信息小区参数（如信道功率）l 信息搜集包括网络估算和初始站点选择的一些信息，

8、信息搜集包括网络估算和初始站点选择的一些信息，主要来自标书、项目合同、客户要求等。主要来自标书、项目合同、客户要求等。l 初始站点选择主要通过实地勘测、把站点导入仿真工初始站点选择主要通过实地勘测、把站点导入仿真工程并选取合适传播模型，经过简单覆盖预测后对站点进行程并选取合适传播模型，经过简单覆盖预测后对站点进行初步选择，挑出不合适的站点或无法获取的站点。初步选择，挑出不合适的站点或无法获取的站点。l 系统仿真在初始站点选择基础上，结合相应的话务模系统仿真在初始站点选择基础上，结合相应的话务模型进行型进行Monte Carlo仿真，找出问题区域并通过相应的站仿真，找出问题区域并通过相应的站点调

9、整措施或其它措施使仿真结果满足要求。点调整措施或其它措施使仿真结果满足要求。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9无线网络详细规划无线网络详细规划l无线网络详细规划是综合预规划和小区参数设计，完成满足客户目标的规划方案。无线网络详细规划是综合预规划和小区参数设计，完成满足客户目标的规划方案。l小区参数设计主要包括跟踪区、邻区、物理小区小区参数设计主要包括跟踪区、邻区、物理小区ID(PCI)、频率、频率、PRACH参数规划。参数规划。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidenti

10、al 输出报告报告内容无线网络规划报告.doc不同时期网络建设的策略基站规划情况小区参数规划情况仿真结果分析特殊场景覆盖容量解决方案网络规划工程参数表.xls基站编号、名称、经纬度扇区名称、CellID、小区名称TRX标识、频率TAC、PCI、PRACH、ICIC 边缘频带边缘频带天线型号、极化方式、水平/垂直半功率角、增益天线高度、方位角、下倾角、海拔高度功放型号、合分路方式馈线型号、长度小区覆盖目标LTELTE网络详细规划流程网络详细规划流程Page 10HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11第第1 1章章 TD-L

11、TETD-LTE无线网络规划流程无线网络规划流程第第3 3章章 TD-LTETD-LTE频率规划频率规划HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12TACTAC规划（规划（Trace Area CodeTrace Area Code）lTA规划原则规划原则 1）跟踪区的划分不能过大或过小，）跟踪区的划分不能过大或过小，TAC的最大的最大值由值由MME的最大寻呼容量来决定；的最大寻呼容量来决定； 2）不连续覆盖时，孤岛使用单独的跟踪区，不）不连续覆盖时，孤岛使用单独的跟踪区，不规划在一个规划在一个TA中；中； 3）跟踪区规划应在

12、地理上为一块连续的区域，）跟踪区规划应在地理上为一块连续的区域，避免和减少各跟踪区基站插花组网；避免和减少各跟踪区基站插花组网； 4）利用规划区域山体、河流等作为跟踪区边界，）利用规划区域山体、河流等作为跟踪区边界，减少两个跟踪区下不同小区交叠深度，尽量使减少两个跟踪区下不同小区交叠深度，尽量使跟踪区边缘位置更新成本最低；跟踪区边缘位置更新成本最低； 5）寻呼区域不跨）寻呼区域不跨MME。TA规划目标：规划目标： 寻寻呼信道容量不受限呼信道容量不受限 跟踪跟踪区位置更新开区位置更新开销销最小最小 易管理易管理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confide

13、ntial Page 13TACTAC规划规划 Model 1 “Los Angles”HabitationArea ACommercial Area BCommercial Area CCommuter Traffic Road D 方案方案1方案方案2特点：特点：移动性管理主要发生在由专用公路连接的不同人口密集区域之间Area A： ：居民区，用户数量多，人口分布相对较为分散，用户移动性较小，寻呼容量不大。Area B、 、C： ：商业区，用户数量多，且分布较为密集，用户移动性相对适中，移动设备使用率较高；该区域内潜在的寻呼容量较大，Area D： ：区域A和B，C的连接公路，用户数量在特

14、定时间内大量增加，用户移动性较高，移动设备使用率中等；要防止瞬时寻呼和TAU负载尖峰，是整个模型区域的瓶颈。优优点：可以在点：可以在寻寻呼呼负载负载和和TAU负载负载之之间获间获得平衡得平衡 根据各区域特点划分多个TAs，对靠近中心地带的小区划分为独立的TA，如图中TA1，TA4和TA8；l如区域A用户从不同方向进入区域D， TAU 发生在进入TA1不同方向的“缓冲”小区，避免TAU负载尖峰； 进入TA1之后，由于在此区域的用户移动速度较快，为避免TA的频繁更新，将UE与多个TAs关联（如UE的TA列表可以包括TA1，TA4和TA8），保证在寻呼负载和TAU负载之间获得平衡。 缺陷：容易达到缺

15、陷：容易达到TAU负载负载和和寻寻呼呼负载负载瞬瞬时时尖峰尖峰 划分为三个TA，当大量用户从TA1到TA2或TA3（或者相反方向）时，l如果每个用户都与一个TA关联，则在区域中心的3个小区TAU负载很容易达到瞬时尖峰；l 如果每个用户与两个TA区域关联以减少TAU负载，则可能造成寻呼负载的瞬时尖峰。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 14TACTAC规划规划 Model 2 “Registration in Densely-populated areaRED”TA2TA3TA4TAU stormTA1,TA2TA2,TA3

16、TA3,TA4TAU stormTA2TA3TA4TA0,TA1,TA2TA1, TA2,TA3TA2,TA3,TA4TA1, TA2,TA3TA2,TA3,TA4TA3, TA4,TA5TAU Storm解决方案解决方案 采用基于采用基于UE的的TA List分配策略分配策略。即位于同一个即位于同一个TA的用户被分为两组，的用户被分为两组，MME对对不同组的用户分配不不同组的用户分配不同的同的TA List，这样这样在在TA边界将只有一半的用户需要发起边界将只有一半的用户需要发起TAU请求，请求，缓解缓解TAU Storm，保证用户的服务保证用户的服务质量。质量。特点：特点：昼夜人口密度差距

17、大；早上有众多用户乘电车前往中心城区，这种快速移动昼夜人口密度差距大；早上有众多用户乘电车前往中心城区，这种快速移动将将带来突发通信业务带来突发通信业务。 尤其在中心城区附近带来大量尤其在中心城区附近带来大量的的突发注册通信业务突发注册通信业务，将挤占语音或数据业务的资源，造成该区域用户接将挤占语音或数据业务的资源，造成该区域用户接入服务质量的急剧下降。入服务质量的急剧下降。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15 LTE的的PHY_ID码是由主同步码码是由主同步码 和辅同步码和辅同步码 组成。其中，主同步码有组成。其中，

18、主同步码有3种不种不同取值，辅同步码有同取值，辅同步码有168种不同的取值，可以得到种不同的取值，可以得到504个个PHY_ID码。码。 PCI PCI规划规划: : （Physical Cell IDPhysical Cell ID） cell(1)(2)IDIDID3NNN(1)IDN(2)IDNPCI分配的基本条件：分配的基本条件：复用距离：使用相同复用距离：使用相同PCI的两个小区之间的距离需要满的两个小区之间的距离需要满足最小复用距离；足最小复用距离；复用层数：复用层数为使用相同复用层数：复用层数为使用相同PCI的两个小区之间间的两个小区之间间隔的基站数量；隔的基站数量；PCI规划的

19、原则：规划的原则：可用性：满足最小复用层数与最小复用距离，从而避免可能发生的冲突。可用性：满足最小复用层数与最小复用距离，从而避免可能发生的冲突。扩展性：在初始规划时，就需要为网络扩容做好准备，避免后续规划过程中频繁调整前期扩展性：在初始规划时，就需要为网络扩容做好准备，避免后续规划过程中频繁调整前期规规 划结果。这时就可保留一些划结果。这时就可保留一些PCI组以及其它未保留组以及其它未保留PCI组内保留若干个组内保留若干个PCI用于扩容。用于扩容。PCIHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 16PRACHPRACH规划规划

20、lPRACH根序列是采用根序列是采用ZC序列作为根序列序列作为根序列，每个小区的前导序列为每个小区的前导序列为64个个，由由ZC根序根序列循环移位生成列循环移位生成。lZC根序列索引有根序列索引有838个，个，Ncs取值有取值有16种种。Ncs确定方法如下：确定方法如下：MDRTDSCSTTTN.Ncs和小区半径的大小、最大的时延扩展的关系考虑向前搜索的时间长度， Ncs选择满足如下条件：sec r 6.67RTDT其中)267. 6(04875. 1MDCSTrNSTMDTRTDT为ZC序列的抽样长度为最大时延扩展（即最大多径时延扩展）为最大RTD（小区信号往返时延）时延 MDTsec5取值

21、r 为小区半径HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17对于中低速小区，每个对于中低速小区，每个ZC根序列索引产生前导序列数为根序列索引产生前导序列数为839/Ncs（假设中低速小区（假设中低速小区的接入半径为的接入半径为30km，则，则Ncs=217，839/217取整结果为取整结果为4，则产生，则产生64个前导序列需要个前导序列需要ZC根序列索引数为根序列索引数为64/4，需要，需要16个个ZC根序列索引，即把这根序列索引，即把这16个个ZC根序列索引分给待分配根序列索引分给待分配小区。小区。STEP1STEP1：根据小

22、区半径r和小区最大时延扩展,计算小区Ncs取值范围，得到循环移位偏移量Ncs值，例如计算Ncs217，则Ncs可取值为279，419。STEP2STEP2：从Ncs取值范围内依次选择一个Ncs值；STEP3STEP3：判断Ncs值是否循环完毕？如果循环完毕则转STEP6，否则转STEP4；STEP4STEP4：从该剩余的ZC根序列索引中第一个未使用的ZC根序列索引逻辑编号开始，看是否能循环产生64个前导序列，如果不能产生则再继续查找下一个连续ZC根序列索引，直到剩余连续的ZC根序列索引循环完毕，如果可以产生64个前导序列则转STEP5；如果都不能产生64个前导序列，则转STEP3，从Ncs取值

23、范围内重新任选一个值，从该剩余的连续ZC根序列索引开始循环产生64个前导序列；注注：低速小区分配的ZC根序列必须连续，如果连续的ZC根序列不足以产生64前导序列，则不给予分配，继续在剩余根序列中遍历。STEP5STEP5：把逻辑根序列号和Ncs分配给待分配小区，只需输出最小逻辑根序列号以及Ncs取值范围内最小值；STEP6：采用复用规则，为待分配小区分配合适的ZC根序列索引与Ncs值； PRACHPRACH规划规划中低速小区HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18自动邻区规划自动邻区规划(ANR)(ANR)规划场景规划场景

24、 LTE宏基站网络同频、异频邻区规划。其中针对单个小区，支持如下几种种场景：（1）“单方向小区”：一个小区一个方向，只有一套天线参数（方向角、波瓣宽度等）；（2）“双方向小区” ：利用功分器将一个小区分裂为两个方向，一个小区在不同方向用不同天馈，有两套天线参数。对于多于两个方向的情况目前算法不支持；（3）多频点场景：小区使用多个频点，为小区内的每个频点分别配置邻区列表。此时的邻区配置单位是频点；（4）直放站场景：为直放站预留一定的数目的邻区，最后和宿主小区进行合并；（5）射频拉远场景：作为独立的小区进行规划。规划原则规划原则1）为了保证通话的连续性，需要给每个小区(频点)配置相应的邻区；2）地

25、理位置上直接相邻的小区一般要作为邻区；3）对于同频邻区,一般都要求互为邻区，即A扇区载频把B作为邻区，B也要把A作为邻区；对于异频情况,并不一定要求邻区是双向匹配的;4）对于密集城区和普通城区，由于站间距比较近（0.51.5公里），邻区应该多做。目前我司的设备对于同频、异频和异系统邻区最大都可以配置32个;5）对于市郊和郊县的基站，一定要把位置上相邻的小区作为邻区，保证能够及时切换，避免掉话。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19第第1 1章章 TD-LTETD-LTE无线网络规划流程无线网络规划流程第第2 2章章 T

26、D-LTETD-LTE无线网络规划关键技术无线网络规划关键技术HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 20Data400 chips灵活可变的信道带宽灵活可变的信道带宽CDMA 1.2288MHzWCDMA 3.84MHzGSM 200KHz1.4MHz - 20MHz网网络规络规划可以根据划可以根据频频率率资资源情况和容量需求源情况和容量需求, 灵活灵活选择选择信道信道带宽带宽根据实际需求，根据实际需求，LTE的信道带宽可以在的信道带宽可以在1.4M 到到 20MHz之间设置之间设置灵活可变的信道带宽是灵活可变的信道带宽是L

27、TE和传统的和传统的2G/3G频谱规划的典型区别之一频谱规划的典型区别之一HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 21频率复用模式频率复用模式The network is divided into clusters of N cells, S sector per cell, and K different frequency allocations per cell.NSKRed lines in the figure indicates the interference of a same direction and fr

28、equency.选择频选择频率复用模式率复用模式时时，需要，需要综综合平衡合平衡频频率率资资源和系源和系统统干干扰扰HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 22频率双工方式频率双工方式- FDD Vs TDD - FDD Vs TDD FDD的优势的优势TDD的优势的优势 同步要求比同步要求比TDD低，低，FDD更适合大面积覆盖更适合大面积覆盖 多普勒频移影响比多普勒频移影响比TDD小，移动性能比小，移动性能比TDD好好 同步收发，系统时延比同步收发，系统时延比TDD低一个数量级低一个数量级 FDD不需要在收发之间要预留时间间

29、隔，开销小不需要在收发之间要预留时间间隔，开销小 目前目前LTE在全球的应用主要是在全球的应用主要是FDD模式模式 TDD频率选择更方便，可以利用零散的频谱资源频率选择更方便，可以利用零散的频谱资源 TDD更适合于上更适合于上/下行不对称业务的传输下行不对称业务的传输 智能天线等新技术的应用上比智能天线等新技术的应用上比FDD更容易更容易 TDD由于上由于上/下行频率相同，功率控制更精准下行频率相同，功率控制更精准 CMCC对对LTETDD比较关注比较关注U 上行上行D 下行下行FDDD D D DTDDD D D DUUU U U UUUDDHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,

30、LTD.Huawei Confidential Page 23LTE-TDDLTE-TDD可用频率可用频率 TDD的主流频段如上表，包括的主流频段如上表，包括band3840，目前，目前TDLTE可用频谱有：可用频谱有： D频段频段 25702620MHz，50MHz带宽带宽 A频段频段 18801920MHz，40MHz带宽带宽 E频段频段 23202370MHz，50MHz带宽带宽E UTRA Band Uplink (UL)Downlink (DL)Duplex Mode BS receiveBS transmitUE transmit UE receive FUL_low FUL_hi

31、gh FDL_low FDL_high 382570 MHz 2620 MHz 2570 MHz 2620 MHz TDD 391880 MHz 1920 MHz 1880 MHz 1920 MHz TDD 402300 MHz 2400 MHz 2300 MHz 2400 MHz TDD HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 241 13 31 1 F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1131 组网的优点组网的优点131 组网的缺点组网的缺点 整网频率效率高，扇区吞吐量高整网频

32、率效率高，扇区吞吐量高 无需复杂的调度算法，系统开销小无需复杂的调度算法，系统开销小 同频干扰大，不容易控制同频干扰大，不容易控制 扇区边缘速率低，连续组网实现困难扇区边缘速率低，连续组网实现困难适用于适用于频频率率资资源有限，初始建网源有限，初始建网阶阶段的非段的非连续连续覆盖覆盖场场景景表示1个S111基站HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 25SFR (Soft Frequency Reuse)1SFR (Soft Frequency Reuse)13 31 1SFR 131的的ICIC技术技术SFR 131 组网的

33、特点组网的特点 下行下行ICIC：小区中心使用约：小区中心使用约2/3频带，小区边缘使用频带，小区边缘使用约约1/3频段；不同小区边缘在频谱上错开；中心频带的频段；不同小区边缘在频谱上错开；中心频带的发射功率小于边缘频带的发射功率发射功率小于边缘频带的发射功率 上行上行ICIC：小区中心使用约：小区中心使用约2/3频带；在小区边缘，频带；在小区边缘，不同基站的用户在频域上错开，只使用约不同基站的用户在频域上错开，只使用约1/3的频带资的频带资源，相同基站的不同小区用户在时域上错开，分别在源，相同基站的不同小区用户在时域上错开，分别在奇数奇数/偶数帧调度偶数帧调度 通过干扰协调（通过干扰协调（ICIC），降低干扰），降低干扰 频率利用率较高频率利用率较高 复杂的调度算法，系统开销较大复杂的调度算法，系统开销较大DL SFR 131UL SFR 131表示1个3扇区基站表示1个3扇区基站HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Co