FDD LTE技术原理与网络规划课件.ppt

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1、中国通信服务集团 市场部2012年4月FDD LTE技术原理与网络规划LTE新技术培训 之一 2 课程概述课程目的课程内容 本课程主要介绍FDD LTE的技术原理与网络规划，培训对象为协同体设计院，目的在于提高协同体设计院的整体LTE技术服务水平，为渐行渐近的LTE做好技术储备。o FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比o FDD LTE关键指标o FDD LTE天馈线方案o FDD LTE网络规划方法及流程 3 目 录 FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比FDD LTE关键指标 FDD LTE网络规划方法及流程FDD LTE天馈线方案 4 LTE 关键技术OFDMo OFDM原

2、理：正交频分复用技术，是多载波调制的一种，将一个宽频信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。 OFDM单载波传统多载波 频域波形 f 宽频信道 正交子信道 5 LTE 关键技术OFDMOFDM具 有 单 载 波 系 统 无 法 比 拟 的 优 势 ：o 频谱利用率高：OFDM系统中各个子载波之间是彼此重叠、相互正交的，从而极大提高了频谱利用率。o 抗多径干扰：为了最大限度地消除符号间干扰，在OFDM符号之间插入循环前缀CP 。当CP长度大于无线信道的最大时延扩展时，前一个符号的多径分量不会对下一个符号造成干扰。 o 抗频率选择性衰落：由于无

3、线信道的频率选择性衰落，OFDM系统可以通过动态子载波分配，充分利用信噪比高的子载波，提高系统性能。 6 OFDM信 号 是 由 多 个 统 计 独 立 的 相 互 正 交 的子 载 波 信 号 叠 加 而 成 。 根 据 中 心 极 限 定 理 ，当 子 载 波 数 较 大 时 ， 信 号 的 幅 度 将 趋 于 高 斯分 布 。 因 此 ， OFDM存 在 峰 均 比 （ PAPR） 过高 的 问 题 。 高 峰 均 比 对 RF功 率 放 大 器 提 出 很 高 的 要 求 。 LTE上 行 采 用 SC-FDMA多 址 方 式 来 抑 制 高 峰均 比 问 题 。较高的峰均比受频率偏差

4、的影响 高 速 移 动 引 起 的 Doppler频 移 。 系 统 设 计 时 已 通 过 增 大 导 频 密度 （ 大 致 为 每 0.25ms发 送 一 次 导频 ） 来 减 弱 此 问 题 带 来 的 影 响 。 ICI 功放设计难度增加 PAPRmax 10log10N LTE 关键技术OFDM OFDM的 不 足 7 折 射 、 反 射 较 多 时 ， 多 径 时 延 大 于 CP（ 循 环 前 缀 ） ， 将 会 引 起 ISI及 ICI。 系 统 设 计 时 已 考 虑 此 因 素 ， 设 计 的 CP能 满 足 绝 大 多 数 传 播 模 型 下 的 多 径 时 延 要求 （

5、 4.68us)， 从 而 维 持 符 号 间 无 干 扰 。受时间偏差的影响 ISI& ICI s FFTFf N 1sT f s g sT T T 采 样 频 率 Fs FFT点 数 NFFT 子 载 波 间 隔 f 有 用 符 号 时 间 Ts 循 环 前 缀 时 间 Tg OFDM符 号 时 间 Ts 可 用 子 载 波 数 目 Nc关 键 参 数 ： f 、 Tg及 Nc。采 样 频 率 以 及 FFT点 数 与 实 现相 关 。 OFDM的 不 足 LTE 关键技术OFDM 8 LTE 关键技术OFDMo 下行多址技术：OFDMA，是一种资源分配粒度更小的多址方式，同时支持多个用户

6、。它将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址，实际上是TDMA+FDMA的多址方式。 OFDMA示 意 图 SC-FDMA示 意 图 o 上行多址技术：SC-FDMA（单载波频分多址），主要为了克服高PAPR而引入。和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。与OFDMA不同的是任一终端使用的子载波必须连续分配。 9 LTE 关键技术OFDM P/SIFFTS/Ps(t) 插入CP DAC S/PFFTP/Sr (t) 移除CP ADC OFDM发射机 OFDM接收机 信道 10 LTE 关键技

7、术OFDM 由 于 终 端 射 频 器 件 的 限 制 ， LTE系 统 上 行 采 用 基 于 DFT扩 展 OFDM（ DFT-S-OFDM） 技 术 的 SC-FDMA多 址 方 式 ， 能 够 有 效 降 低 信 号 的 峰 均 功 率 比 问 题 。 子载波映射中，MN：MN时，DFT和IDFT的互相抵消，输出普通的单载波信号；当MN时，采用零输入来补齐IDFT。 11 LTE 关键技术MIMOo 多天线：在发射机和接收机处设置两根或多根天线的技术，亦称为MIMO，即Multiple Input Multiple Output。 基于发射、接收端的天线数目异同，可以分为SISO、SI

8、MO、MISO、MIMO等四类： o 基于MIMO的用途，多天线可以分为三类：空间分集、空间复用、波束赋形三类。发射机 接收机发射机 接收机SISOMISO 接收机SIMO发射机发射机MIMO 接收机 12 LTE 关键技术MIMOo 空间分集：利用较大间距的天线阵元之间的不相关性，发射或接收一个数据流或与该数据流有一定相关性的数据，避免单个信道衰落对整个链路的影响。 Data UESFBC o 波束赋形:利用较小间距的天线阵元之间的相关性，通过阵元发射的波之间形成干涉，集中能量于某个（或某些）特定方向上，形成波束，从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果。o 空间复用：利用较大间距的天线阵元之间的不

9、相关性，向一个终端/基站并行发射多个数据流，以提高链路容量（峰值速率）。 UE1Layer 1, CW1, AMC1 UE2Layer 2, CW2, AMC2 UE1UE2MIMO Encoder and layer mapping 13 LTE 关键技术MIMOo LTE定义了8种天线传输模式（传输模式由高层通过传输信道通知基站和UE），但FDD 只有六种。o 当信道质量发生变化时，eNB可以根据信道质量快速切换多天线传输模式TM 编号 传输模式 多天线增益 系统增益 应用场景TM1 单天线发射 - - 用于单天线基站TM2 开环发送分集 分集增益 提高系统覆盖 固定发送分集，应用于信道质

10、量不好场景，如小区边缘、高速移动环境，提升传输的可靠性， TM3 开环空间复用 分集增益复用增益 提高系统容量 信道质量好时采用开环复用，应用于对数据速率要求较高的场景，信道不好时回落到发送分集（根据RI反馈）TM4 闭环空间复用 复用增益 提高系统容量 信道质量好时采用闭环复用（根据PMI选择预编码向量），信道质量不好时回落到发送分集（根据RI反馈）TM5 多用户空间复用 复用增益 提高系统容量 信道质量好时多用户MIMO，信道质量不好时回落到发送分集（根据RI反馈）TM6 单层闭环空间复用 分集增益复用增益 提高系统覆盖 闭环反馈可得时采用单层闭环复用（比分集效果更佳）；闭环反馈不可得时回

11、落到发送分集（根据RI反馈）。TM7 单流BF（小天线间距阵列） 赋形增益 提高覆盖 闭环反馈可得时采用波束赋形（比分集效果更佳）条件更好采用双流或者回落单流，闭环反馈不可得时回落到发送分集（根据RI反馈），无法分集回落到单天线。TM8 (R9新增) 双流BF（小天线间距阵列） 赋形增益复用增益 提高系统容量 14 LTE 关键技术链路自适应技术o 链路自适应技术：系统根据当前获取的信道质量信息，自适应地调整系统传输参数（调制方式、编码方式、冗余信息、发射功率、时频资源等），用以克服或适应当前信道变化带来的影响。链路自适应技术AMC技术 HARQ功率控制技术信道选择性调度技术o 功率控制技术：

12、根据无线信道的变化调整系统的发射功率。当信道条件较好时，降低发射功率；当信道条件较差时，提高发射功率。o 资源调度技术：根据无线信道的测量结果，资源分配时选择信道条件较好的空时频资源进行数据传输。调度算法有Max CIR、RR、PF等。 o AMC(Adaptive Modulation and Coding):根据无线信道的变化调整传输系统的调制方式与编码速率，LTE共定义29种MCS方案供选择。当信道质量较好时，提高调制等级与编码速率；当信道质量较差时，降低调制等级和信道编码速率。oHARQ(Hybrid Automatic Repeat-reQuest):通过调整数据传输的冗余信息，在接

13、收端获得重传/合并增益，实现对信道的小动态范围的、精确的、快速的自适应。HARQ分为三种类型：Type I HARQ、 Type II HARQ、 Type III HARQ。 15o发射端干扰抑制：发射端在获取干扰用户信道特征的基础上，通过联合信号发送，达到被干扰用户干扰抑制的目的。例如：波束赋形。o接收端干扰抑制：接收端在获取干扰信号特征的基础上，通过联合检测的方法抑制邻区干扰。例如最大信干噪比合并。 LTE 关键技术小区间干扰控制技术干 扰 随 机 化 技 术按照一定的规则和方法，协调资源（频域、时域、空域、功率）的调度和分配，尽量降低小区间干扰。干扰协调分为三种： o 静态干扰协调：通

14、过预配置或网络规划办法固定限制各小区的资源调度和分配策略，避免小区间干扰。例如：部分频率复用技术为典型静态干扰协调方法。o 半静态干扰协调：小区间通过X2口慢速交互小区间用户功率信息、小区负载信息、资源分配信息、干扰信息等，协调资源分配和功率分配，达到干扰协调的目的。例如：ICIC为典型的半静态干扰协调技术，交互周期为几十毫秒到几百毫秒。 o 动态干扰协调：小区间实时地进行协调调度，调度周期通常为毫秒级。但是X2口的时延为10-20ms，因此无法实现真正意义的动态干扰协调。 干 扰 抑 制 技 术 干 扰 协 调 技 术 将小区间的同频干扰信号转换为随机的干扰，使窄带的干扰等效为白噪声干扰。干

15、扰随机化方法通常分为两种：o 序列加扰：在时频域将数据加入伪随机序列达到干扰随机化的目的，如PCI规划。 o 交织：通过一定的映射方法，扰乱数据在时、频域的位置实现干扰随机化。小区间干扰控制技术 16 LTE FDD帧结构o 类型1帧结构：o 概念：无线帧（Radio frame）、子帧(Sub frame)、时隙(slot)、OFDM符号、Tso 1 Radio frame = 10ms = 10 Subframes = 20 Slotso 采样间隔 Ts =1/2048*15000 0.033us（LTE中的基本时间单位）o 每个slot含7个OFDM符号（ 常规CP）或6个OFDM符号（

16、 扩展CP） o 常规CP: #0: 160+2048*Ts + #1-6:144+2048*Ts*6 = 0.5mso 扩展CP: #0-5:512+2048*Ts*6 = 0.5ms #0 #1 #2 #3 #19 One slot, T slot = 15360 T s = 0.5 ms One radio frame, T f = 307200 T s = 10 ms #18 One subframe Normal CPFDD帧结构 17 物理资源单元o RE（Resource Element）：最小时频资源，频域为1个子载波，时域为1个OFDM符号。o RB（Resource Blo

17、ck）：在频域上连续的 个子载波，时域上包含 个连续的OFDM符号。RBscN DLsymbN o 系统带宽与RB关系系 统 带 宽 (MHz) 1.4 3 5 10 15 206 15 25 50 75 100DLRBN o 1 REG = 4 REso 1 CCE = 9 REGs324 6扩 展 CP 712普 通 CP 配 置 DLsymbNkHz 15f kHz 15f kHz 5.7f RBscN 18 下行物理信道 PCFICH Add Your TextAdd Your TextAdd Your TextAdd Your Text Add Your Texto承载信息：用于发送

18、上/下行资源调度信息、功控命令等。o时频位置：占用每个子帧的前n个OFDM符号，n=1,2,3；频域占用除RS 、PCFICH 、PHICH外的所有REPDCCHPMCH o承载信息：用于指示一个子帧内传输PDCCH所使用的OFDM符号个数。o时 频 位 置 ： 位于下行子帧第1个OFDM符号中的4个REG上。 o承载信息：承载上行共享信道（PUSCH）数据分组的HARQ应答(ACK/NACK)信息o时频位置：位于下行子帧的前13个OFDM符号中。PHICHo承载信息：广播小区基本的物理层配置信息，例如下行系统带宽、PHICH资源指示、系统帧号信息等。o时频位置：位于子帧0的第2个时隙的前4个

19、OFDM符号，带宽1.08MHzPBCHo承载信息：下行用户数据、系统消息（SIB）及寻呼信息o时频位置：位于下行子帧中不用于传输PDCCH、PCFICH、PHICH的RE中 PDSCH o 物理多播信道：用于单频网络中传输多播广播和多媒体业务。 19 下行物理信号 o对于各种不同的系统带宽，同步信号的传输带宽相同：占用频带中心的1.08MHz带宽，其中同步信号占用62个子载波，两边各预留5个子载波作为保护带。o在FS1 FDD 10ms无线帧中，主同步信号和辅同步信号位于时隙0和时隙10的最后两个OFDM符号，主同步信号在后，辅同步信号在前。 同步信号用于小区搜索过程中UE和eNB的时频同步

20、，包含两个部分：o 主同步信号(PSS) ：3个序列，分别为0,1,2；用于符号timing对准，频率同步以及部分的小区ID侦测。o 辅同步信号(SSS)：168个序列，分别为0,167；用于帧timing对准，CP长度侦测以及小区组ID侦测。 20 下行物理信号 公共参考信号（Normal CP），即小区专用参考信号：o用于下行信道估计及非BF模式下的解调和用作下行信道质量测量。oRS时频域位置与天线数目、PCI模3值有关。在某一天线端口上，RS的频域间隔为6个子载波，时域间隔为7个OFDM符号。 21 上行物理信道 PUSCH Add Your TextAdd Your Text Add

21、Your Texto承载信息：传输用户的上行控制信息，包括CQI、ACK/NACK反馈、调度请求等。o时频位置：位于上行子帧（UpPTS除外）频带两侧，1个PUCCH信道占用1个RB Pair,并在子帧的两个slot上下边带跳频。系统可以根据需求配置多个PUCCH信道。PUCCH o承载信息：上行用户数据及控制信息。o时频位置：位于上行子帧（UpPTS除外）不传输PUCCH的RB中。o承载信号：终端发送的随机接入信号，用于发起随机接入过程。o时频位置：PRACH的发送时间、频率位置以系统信息形式在系统内广播，频域带宽固定为1.08MHzPRACH 22 上行物理信号上行参考信号：o 解调参考信

22、号 (DM RS，Demodulation RS) : PUSCH和PUCCH传输时的导频信号, 用于UE 上行带宽内信道估计以解调上行数据o DMRS在时隙中的位置根据伴随的PUSCH和PUCCH的不同格式而有所差异，如下所示： o 探测参考信号 (SRS，Sounding RS) ：无PUSCH和PUCCH传输时的导频信号，探测参考信号用来探测整个信道带宽内的信道质量，从而实现上行频率选择性调度。o SRS由高层调度，配置在子帧的最后一个SC-FDMA符号上， 如右图所示：For PUSCH 每 个 slot(0.5ms) 一 个 RS， 第 四 个 SC-FDMA symbol Slot

23、 structure for ACK/NAK and its RS 每 个 slot中 间 三 个 SC-FDMA符 号为 RS For PUCCH ACK Slot structure for CQI and its RS 每 个 slot两 个 RS， 位 于 SC-FDMA 符 号 1和 6For PUCCH CQI 23 物理层过程-UE的状态转移 空闲状态 上行数据传输下行数据传输 p 小区搜索，获得系统信息p 接收系统信息，监听寻呼消息，为接入做准备p 向系统请求分 配资源，准备传输数据p 系统在UE申请到的上/下行信道中传输数据p UE活动完毕，向系统申请拆除链接 24 物理层过

24、程-小区搜索 UE开机 UE在下行信道上搜索小区 4、UE获知：p 系统帧号（SFNp 下行系统带宽p PHICH配置信息p 天线端口数信息。 UE搜索PSSp 尝试与3个可能的主同步信号之一相匹配。2、UE获知：p 精确的载波频率p 确定3个小区组IDp 子帧同步 3、UE获知：p 10ms帧同步p 确定168个小区组内IDp 确定当前的PCIp CP的长度 UE搜索SSSp 尝试与168个辅同步信号中的某一个相匹配。1、UE获知：p 粗频率同步 读取PBCH信道。 5、UE获知：p SIB信息 读取PDSCH信道。进入空闲态 25 物理层过程-UE的空闲状态 空 闲 态 下 的 小 区 重

25、 选p 接收系统信息广播p 周期性接收寻呼信息p 临近小区测量和小区选择/重选 空 闲 态 活 动 原 则空 闲 态 的 动 作 p 非活动UE传输资源使用最小化p UE省电 UE执行小区重选和驻留新小区的步骤如下：p 解码广播信息p 跟踪区域更新p 处理新的寻呼消息p 小区重选评估 在UE完成小区搜索后，进入空闲状态。 26 物理层过程-随机接入IP NetworkMME eNB PRACHPDCCHPUSCHPHICHX2S1 eNB p 目的：资源请求（主叫、被叫）p 分类：竞争接入；非竞争接入p 网络指示特定的PRACH资源或UE从普通PRACH资源中选择；p UE以逐渐增加的功率发送

26、随机接入前导；p UE在PDCCH上接收随机接入回应；p 物理资源块（PRB)和调制与编码策略（MCS)p UE在PUSCH上发送信号和用户数据 接入步骤 27 物理层过程-下行数据传输IP NetworkMME eNB PDSCHMultiple TX modesPUCCH or PUSCHPDCCHX2S1 PCFICHeNB p UE通过PUCCH报告CQI，PMI，RI；p eNB调度器周期性给UE分配资源；p UE以子帧为周期读取PCFICH以获取PDCCH所占OFDM数量；p UE读取PDCCH以发现TX Mode，并获知分配资源（PRB和MCS)；p eNB 在PDSCH上发送用

27、户数据；p UE尝试对接收到的包解码并在PUCCH上发送ACK/NACK。步骤 28 物理层过程-上行数据传输IP NetworkMME eNB PUCCHPDCCHPUSCHPHICHX2S1 eNB UE p UE在PUCCH上发送SR，BSR和PHR；p eNB的调度器动态的给UE分配上行资源；p 通过PDCCH给UE分配权限p 分配好的资源（PRB和MCS)通知给UEp UE在PUSCH上发送用户信息；p 如果eNB成功对上行数据解码，则更改PDCCH上的NDI， 在PHICH上发送ACK/NACK。步骤 29 LTE FDD/TDD 对比对比项目 FDD技术 TDD技术频谱支持情况

28、必须使用成对的频段 可有效利用零散的非成对频段非对称业务 较TDD技术性能差 可根据业务流量灵活配置上下行时隙抗干扰性能 上下行异频，抗干扰性能强 上下行同频，小区间干扰需加强干扰控制同步要求 较TDD制式宽松 由不同时隙来区分上下行，同步要求严格移动性支持 优于TDD制式，支持更高的移动速度 劣于FDD的移动性覆盖半径 优于TDD制式，支持更大的覆盖范围 受限于上下行的时隙转换保护间隔网元 相同点 不同点 EPC 相同的核心网架构和协议，核心网侧可同时接入LTE FDD和TD-LTE，保证系统的平滑升级E-UTRAN L2/L3 除TDD特殊配置及特有的终端能力外，其余部分基本相同L1 编码

29、调制 双工方式随机接入机制 帧结构小区选择机制 部分物理信道（如同步信号、PRACH、SRS、SCH）资源配置不同均支持多天线模式TM1-TM6 TD-LTE支持TM7/8上/下行控制机制 部分物理过程（如HARQ过程）技术对比 LTE FDD与LTE TDD对比 30 目 录 FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比FDD LTE关键指标 FDD LTE网络规划方法及流程FDD LTE天馈线方案 31 LTE系统及设计目标p LTE 是3GPP主导的无线通信技术的演进。系统架构演进为SAE ，由EPC和E-UTRAN组成。p 核心网演进为 EPC；接入网演进为E-UTRAN ；p 根据空

30、口技术的不同，E-UTRAN分为TD-LTE和LTE FDD两种制式。 350km/h高速环境下，100kbps。 支持500km/h高速移动。 控制面时延小于100ms； 用户面时延小于10ms。 支持多种带宽的灵活配置更高的峰值速率 更高的频谱效率更低的时延 更高的移动性扁平化架构、全IP网络 下行100Mbps（20MHz）； 上行50Mbps（20MHz）。 下行5bps（20MHz）； 上行2.5bps（20MHz）。系统主要设计目标 HSPA、MBMSR5/6/7 R8 R9 R10 LTE-Advanced为R10的主要内容 LTE在R8的36系列规范中发布 R8包含了LTE的绝

31、大部分特性 完善和增强LTE系统 32 参考信号接收功率 （RSRP） 定义：测量带宽内，某个Symbol内承载C-RS的所有RE上接收到的信号功率的平均值. 作用：衡量某扇区（下行）或某用户（上行）的参考信号的强度，在一定频域和时域上进行测量并滤波。用来估计路损，是LTE系统中测量的关键对象。 分类：CRS RSRP（下行）、SRS RSRP（上行）。 测点：UE天线连接处（下行）、基站设备柜顶射频接口处（上行）。上 报 值 测 量 值 （ /15kHz） 单 位RSRP_00 RSRP -140 dBmRSRP_01 -140 RSRP -139 dBm RSRP_96 -45 RSRP

32、-44 dBmRSRP_97 -44 RSRP dBm接收信号强度指示（RSSI） 定义：测量带宽内，某个Symbol内接收到的所有信号（包括服务小区和非服务小区的信号，以及邻信道干扰、热噪声等）功率的平均值。 覆盖评估指标 33 参考信号接收质量（RSRQ） 定义：接收带宽内RSRQNRSRP（E-UTRA carrier RSSI），其中N为RSSI测量带宽内的RB数量。 作用：衡量某扇区（下行）或某用户（上行）的参考信号的强度，在一定频域和时域上进行测量并滤波。用来估计路损，是LTE系统中测量的关键对象。 分类：CRS RSRQ（下行）、SRS RSRQ（上行）。 测点：UE天线连接处（

33、下行）、基站设备柜顶射频接口处（上行）。参考信号信噪比（RS-SINR） 定义：取全频带测量得到的参考信号信噪比。分别计算port 0对应的SINR和port 1对应的SINR最后进行平均。 网络规划中，最主要的覆盖评估指标为RSRP和RS-SINR。 覆盖评估指标 34 p 小区理论峰值吞吐量与系统参数选定、终端类别等有关系。p 考虑控制信道开销、MCS和TBS等因素的小区下行/上行理论峰值速率能达到约150Mbps/75Mbps。 小区理论峰值吞吐量MCS 单 流/MIMO 1.4M 3M 5M 10M 15M 20M下行 64QAM 1/1 单 流 4.4 11.1 18.3 36.7

34、55.1 75.464QAM 1/1 MIMO 8.8 22.2 36.7 73.7 110.1 149.8上行 64QAM 1/1 单 流 4.4 11.1 18.3 36.7 55.1 75.4 容量评估指标 35指 标 定 义并 发 用 户 数 某 一 时 刻 同 时 进 行 数 据 业 务 的 用 户 数调 度 用 户 数 在 同 一 个 TTI中 被 调 度 （ 传 输 数 据 ） 的 用 户 数连 接 用 户 数 建 立 了 RRC连 接 的 用 户 数激 活 用 户 数 在 一 定 的 时 间 间 隔 内 ， 在 队 列 中 有 数 据 的 用 户 影 响 因 素 说 明网 络

35、负 荷 对 于 同 频 部 署 的 网 络 ， 邻 区 负 荷 将 产 生 同 频 干 扰 ， 降 低 小 区 吞 吐 量 。用 户 分 布 用 户 分 布 在 不 同 区 域 信 道 质 量 不 同 ， 分 布 在 信 号 质 量 好 点 的 用 户 数 比 例 越 高 ， 小 区吞 吐 量 越 高 。调 度 算 法 不 同 厂 商 算 法 有 所 不 同 ： 资 源 调 度 算 法 不 同 ， 小 区 吞 吐 量 有 一 定 的 变 化 。干 扰 消 除 算 法 引 入 干 扰 消 除 算 法 （ 例 如 频 率 选 择 性 调 度 等 ） 提 升 用 户 信 道 质 量 ， 提 升 小

36、区 吞 吐 量 。p 小区平均吞吐量与网络负荷、用户分布、调度算法、干扰消除算法等因素有关。一般通过实测获得。p 小区边缘吞吐量与上述因素也有关系，网络规划时一般根据运营商的需求来取定。p 关于小区用户容量指标的定义： 容量评估指标 36 目 录 FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比FDD LTE关键指标 FDD LTE网络规划方法及流程FDD LTE天馈线方案 37 LTE天馈介绍LTE天线相关概念天线增益天线尺寸 天 线 尺 寸 随 着 频 率 升 高 ， 尺 寸 将 成 反 比 例 下 降考 虑 到 天 线 安 装 工 程 实 施 难 度 ， LTE天 线 一 般 采 用 多 天

37、线 集 成 设 计 方 案 。天 线 增 益 是 天 线 指 标 体 系 中 最 重 要 的 ， 具 体 天 线 增 益选 取 ， 可 以 根 据 实 际 工 程 安 装 情 况 和 覆 盖 需 求 来 设 计多 天 线 中 的 各 个 线 阵 一 般 都 采 用 相 同 增 益 的 天 线 单 元 目 前 主 要 是 三 扇 区 基 站 ， 定 向 天 线 波 束 水 平 面 宽 度一 般 在 65度 左 右 ， 也 有 30度 、 90度 的 天 线波束宽度天线振子数 天 线 振 子 数 将 决 定 着 天 线 的 增 益 大 小 ， 考 虑 到 频 率 升高 ， 在 天 线 尺 寸 一

38、定 的 情 况 下 ， 可 以 适 当 增 加 天 线 振 子数 来 提 高 天 线 的 增 益 38 LTE天馈介绍LTE天线结构 此为1个双极化的阵子，极化方向为+45度和-45度。 此天线一共有8个双极化阵子。 LTE 2天线 TD-LTE 8天线 39 LTE天馈介绍室外天线性能指标天 线 类 别 频段 增益 尺 寸（ mm） 重 量（ Kg）单 频 8端 口 2.6GHz 17 1400320110 17单 频 2端 口 2.6GHz 17 104014574 4单 频 2端 口 2.1GHz 17 130016090 5单 频 8端 口 2.1GHz 17 1045314135单

39、频 2端 口 1.8GHz 17 140016090 5 单 频 2端 口 700MHz 17 2040*260*140 10双频2端口 790960/17102180 14/17 1400*259*135 13.7双频2端口 790960/17102180 16/18.5 1934*260*140 15三频2端口 790960/（17102180）*2 16/16/16 2100*259*135 19.4 40 LTE天馈介绍8通道（TD-LTE 2.6G） 2通道（FDD LTE 2.1G）天线尺寸（mm） 1400*320*105 1300*160*90天线迎风面积 0.45m2 0.2

40、8m2天线抱杆直径要求 50 115 mm 50 80 mm跳线 8根RF跳线以及相应安装材料 2根RF跳线以及相应安装材料 馈线 每付天线对应9根馈线 每付天线对应2根馈线FDD LTE 2通道和TD-LTE天线对比： 除了考虑天线物理特性对其安装的影响外，天面还需要考虑异系统间的干扰情况。FDD LTE与不同系统之间的干扰隔离度及隔离距离可以参考多系统间干扰分析部分的内容。 建议新建站要预留LTE天面资源，具备改造共享条件的基站要依托现网建设而进行改造。 41 LTE无线网络干扰分析系统间干扰隔离原则 被干扰接收机在设备机顶天线连接处接收到来自干扰发射机的杂散干扰电平需在接收机底噪ROT（

41、dB）以下。ROT以灵敏度损失不超过1dB为原则； 由干扰发射机导致被干扰接收机产生的每个三阶交调（IMP）不超过接收机允许的互调干扰限值； 被干扰接收机滤波器衰减的全部干扰载波功率不超过接收机允许的抗杂散干扰限值。 Ni-Nb=-6.9dB灵 敏 度 损 失 约 0.8dB Nb： 被 干 扰 基 站 的 接 收 噪 声 底 限 （ dBm） Ni： 干 扰 基 站 的 杂 散 辐 射 在 被 干 扰 基 站 的 接 收 机 处引 入 的 噪 声 功 率 （ dBm） 42 LTE无线网络干扰分析基础数据取定系统 运营商 上行（MHz） 下行（MHz）CDMA800 电信 825835 87

42、0880GSM900 移动 890909 935954联通 909915 954960DCS1800 移动 17101725 18051820联通 17451755 18401850 TD-SCDMA注（1） 移动 18801900、20102025WCDMA 联通 19401955 21302145FDD LTE注（2） - 19201935 21102125TD-LTE 移动（规模试验网） 25702620通信网络现状及频谱资源分配表注（1）：移动18801900M频段计划部署TD-LTE，TD-SCDMA部署的频段为20102025MHz。注（2）：以2.1G FDD LTE频段为例。

43、43 LTE无线网络干扰分析基础数据取定系统 调制带宽（MHz） 噪声系数（dB） 热噪声密度（dBm） 噪声基底（dBm） 噪声上限注（3）（dBm）CDMA800 1.25 5 -113.0 -108.0 -114.9GSM900 0.2 8 -121.0 -113.0 -119.9DCS1800 0.2 8 -121.0 -113.0 -119.9 TD-SCDMA 1.6 7 -112.0 -105.0 -111.9WCDMA 3.84 4 -108.2 -104.2 -111.1FDD LTE 15 5 -102.2 -97.2 -104.1TD-LTE 20 5 -101.0 -9

44、6.0 -102.9通信网络系统参数注（3）：为了减少灵敏度的损失控制干扰，这里取Ni-Nb-6.9dB作为杂散辐射的干扰底限，这时灵敏度损失约为0.8dB，对系统的影响很小，可以接受。 44 LTE无线网络干扰分析 对于共站址建设时，不同系统间的干扰隔离需要重点考虑。 计算不同系统间的隔离距离时，有如下假设： 计算水平隔离距离时，两系统天线高度相同，主瓣方向同向，天线间耦合损耗为36dB； 计算垂直隔离距离时，假设两系统天线主瓣方向同向。 某厂家天线增益为17dBi，90度方向副瓣电平为12dBp（相对主瓣方向，取负值）。LTE与其它通信系统的天线隔离距离计算： 水平隔离距离 垂直隔离距离

45、)()(lg2022 BABAhi SSGGddBH vi ddBV lg*4028 45 系 统 移 动GSM900 DCS1800 TD-SCDMA TD-LTE 联 通GSM900 WCDMA CDMA800不 考 虑 频 分 系统 双 工 抑 制 能力 隔 离 度 （ dB） 73 79 62 64 73 69 84垂 直 （ m） 1.9 2.7 1.0 1.1 1.9 1.5 3.5 水 平 （ m） 158.4 316.1 44.6 56.2 158.4 99.9 562.0 考 虑 频 分 系 统双 工 抑 制 能 力 隔 离 度 （ dB） 23 29 37 39 23 19

46、 34 垂 直 （ m） 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 0.2 水 平 （ m） 0.5 1.0 2.5 3.2 0.5 0.3 1.8 p 在实际工程中，因为天线参数、天线方向、传播模型、各种损耗等与假设存在不一致性，设备指标与协议指标存在偏差等原因，上述计算结果还存在一定的 不确定性，工程中应根据实际的指标针对各个共站址基站进行具体计算。p 隔离度大小还取决于天线之间的相对位置，应尽量避免天线相对或接近面对的情况。背对背的两天线情况比其他情况下所需隔离度小很多。 参考规范：1、3GPP规范：TS 36.101 V10.0.0（UE）、TS 36.104 V9.5.0（BS

47、）、TS 25.101 V9.5.0 (2010-09)；2、其他行业规范：YD/T 883-1999、YD/T 1028-1999、YD/T 1367-2008 、YD/T 1365-2006、YDC 014-2008、YD/T 1552-2007、GSM 05.05 version 8.5.1 Release 1999等。 LTE无线网络干扰分析 46 LTE多系统并存方案 不同的运营商的天线间采取垂直隔离的方式； 同运营商不同系统间水平隔离，具备条件的应实现天馈共享； 新建塔桅应为现有系统之外预留天线挂装位置； 从安全的角度考虑，天线数量多、风荷大的应挂装在塔桅的低平台；天线数量少、风荷

48、小的应挂装在高位置； 共享已有塔桅时，需注意PHS系统与其它移动通信系统的干扰保护。 已建塔桅的共享需结合塔桅的条件和天线挂装方案等诸多因素详细评估、核算，慎重制定改造方案。 47 LTE多系统并存方案LTE 天线LTE RRUCDMA 天线 CDMA 主设备 方法 优点 缺点 模式一 新增2.1G天馈 可独立进行天线调整 需要额外的天面 模式二 更换4端口宽频天线 节省天面安装空间 可能影响CDMA现网 模式三 CL合路共享馈线 节省天面空间，无需新增馈线 对现网引入会增加合路器损耗0.51dB 模式四 采用有源天线 节省天面空间、系统可靠性高、零损耗 现网应用较少，价格偏高模式一 宽频天线

49、LTE RRU模式二 宽频天线模式三 模式四 电源光纤 室外天馈改造 48 LTE多系统并存方案 CDMA现网基站天线塔桅已预留支臂或平台，预留空间满足系统间隔离要求。 如核算承重及风荷满足LTE安装要求，可直接利用。天面资源准备 49 LTE多系统并存方案天面资源准备 50 LTE多系统并存方案如果天面受限可考虑引入双频天线优点： 天面成本相对较低缺点： 实施复杂 对既有网络性能均有影响 无法实现各自网络的独立优化天面资源准备 51 目 录 FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比FDD LTE关键指标 FDD LTE网络规划方法及流程FDD LTE天馈线方案 52LTE规划的重点在于：

50、覆盖规划、容量规划、站址规划、参数规划及仿真等环节。 LTE网络规划流程p LTE网络规划可分为规划准备、预规划和详细规划阶段。 规划方法流程 53 覆盖规划流程 覆盖规划中的关键是链路预算分析！ 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 覆盖规划 54 p 覆盖区域可以按无线传播环境进行划分，可以划分为若干个不同的地形地貌。一般划分为密集城区、一般城区、郊区和农村，以及山地、水面等其它特殊地形。 从业务需求来看，LTE的覆盖区域一般以市区为主，而且覆盖场景更复杂，维度更细！ 覆盖区域类型划分密集城区农村 一般城区郊区容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 覆盖规划 55 链路预

51、算方法 覆盖规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 56 系统参数及指标确定序 号 指 标 基 站 侧 取 值 终 端 侧 取 值1 系 统 频 率 2120MHz 1930MHz2 频 率 带 宽 10MHz 10MHz3 天 线 配 置 2T2R 1T2R4 传 播 模 型 COST Hata2315 边 缘 速 率 目 标 下 行 1024kbps/上 行 256kbps6 边 缘 覆 盖 率 95%/90%7 边 缘 用 户 RB数 下 行 10/上 行 4 8 邻 区 负 荷 50%9 场 景 密 集 市 区 /一 般 市 区 /郊 区 /农 村10 天 线 挂 高 2

52、5/25/30/45m 1.5m 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 覆盖规划 57UE发射功率：0.2W噪声系数：7基站线缆损耗终端天线增益：0dB其它增益：无阴影衰落余量：与下行一致干扰余量穿透损耗：与下行一致人体损耗：取0dB 基站天线增益：17dBi 基站接收灵敏度：根据带宽大小计算噪声系数：2.3路径损耗 上行链路eNode发射功率2*20W噪声系数：2.3基站线缆损耗 基站天线增益：17dBi其它增益：分集增益2.5dB 阴影衰落余量：13.15/10.25（根据不同场景取值）穿透损耗：比800M高2-4dB人体损耗：取0dB终端天线增益：取0dBiUE接收灵敏度：根据

53、带宽大小计算噪声系数：7 路径损耗下行链路 干扰余量：在50%-100%负载的情况下，仿真建议值为2-8dB。 MAPL（路径损耗）发射端EIRP 增益损耗工程余量接收端接收灵敏度 链路预算分析 覆盖规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 58根据此覆盖半径可计算规划区域内满足覆盖需求的站点数。p 考虑到现网拓扑结构对LTE站点选择的影响以及同类型区域内地形地貌的不同，基于前述目标下的LTE站间距一般选择为：密集市区300500m，一般市区500800m。 覆盖能力计算容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 覆盖规划 59TD-LTE下 行 和 上 行 时 隙 配 比 为

54、 3:1。 上行平均单用户速率 单用户使用系统全部带宽资源多用户下行边缘速率之和 覆盖测试验证 覆盖规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 60 容量规划流程 容量规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 61 业务类型 业务名称 下行带宽要求（kbps） 手机终端 卡类终端业务比例 数据流量（kbps） 业务比例 数据流量（kbps）音视频节目 手机视频节目流媒体（普通屏幕） 800 10% 80 高清视频节目流媒体（大屏幕，或手机投影仪） 1600 10% 160视频通话 标清视频通话 800 10% 80 中高速上网 手机上网浏览 400 70% 280 电脑的

55、移动上网 1000 80% 800视频监控 视频监控 64 10% 6.4家庭监控 800 10% 80 0业务体验综合要求（kbps） 520 966.4业务占空比 10% 20%激活用户宽带业务综合模型（kbps） 55 193.2TD-LTE模型借鉴 业务类型 业务特性 承载方式（上行/下行）kbps图铃下载 交互式业务 64/128WAP浏览 交互式业务 64/128WWW浏览 交互式业务 64/128音频流 流业务 64/128视频流 流业务 64/384EMAIL 背景类业务 64/64MMS 背景类业务 64/64信息服务 背景类业务 64/643GPP的建议 LTE 数 据 卡

56、：200kbps（参考ADSL的模型） LTE手持终端：40kbps 上下行流量比例：取1：5。 忙时激活比：取20%。移动的取值EV-DO现网模型业务模型（单用户忙时）DO数据卡用户 38000bpsDO手机用户 100bpsLTE模型建议值LTE卡 类 用 户 200kbpsLTE手 机 用 户 40kbps卡 终 端 与 手 机 比 例 2： 8 （注1）上 下 行 流 量 比 例 1:4 （注2）忙 时 激 活 比 20%（注2）注1：取决于市场策略。注2：应参考现网的分析结果取值。 业务模型分析容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 容量规划 62 小区吞吐量 p FDD L

57、TE与TD-LTE小区吞吐量对比： p 不同厂家TD-LTE小区吞吐量对比： 容量规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 63 p 并发用户数主要受调度信令和业务信道资源的影响，在2*10MHz带宽配置情况下，对称性业务（30kbps）的小区并发用户数约为400个，TD-LTE的20MHz小区的并发用户容量为320个。非对称性业务的并发用户数与各业务保证速率有关，暂无相关测试数据。 用户容量p 动态共享资源调度受限于上下行控制信道的可用资源数，以及硬件资源和处理能力。 上行调度用户数主要受限于PRACH、PUCCH和SRS。下行调度用户数主要受限于PCFICH、PHICH和PDC

58、CH的可用CCE个数。 在2*20MHz带宽配置情况下，一般最大动态资源调度可支持的用户数约为80个/小区。 p 3GPP规范要求激活用户数达到800个/小区。 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 容量规划 64 站址规划流程 站址规划 容量规划覆盖规划 参数规划 仿真验证站址规划 65 站址规划的主要问题站址规划 独立新建站 站址的合理性和可用性现网站址的拓扑结构LTE网络覆盖的需求系统间干扰核算*共址建设站 天面资源的可用性机房资源的可用性 配套资源的可用性 容量规划覆盖规划 参数规划 仿真验证站址规划 站址规划 *：系统间干扰核算在前面已介绍 66 p LTE网络的部署基于现

59、网，现网的拓扑结构已经固定，在此情况下，LTE站点的规模需求和站址不仅仅取决于LTE本身的技术特征，更取决于现网的拓扑结构。 现网拓扑结构对LTE站址规划的影响p 以某城市密集城区为例，该区域现网平均站间距为506m。其中部分站间距较大，站间距较大的两个站间只需新建一个站即可超指标完成相应弱信号区域的覆盖。p LTE可能的承载频率基本位于高频段（2GHz），覆盖差距不是很大，而且LTE覆盖距离对站址的影响不明显，因此，可以按照中间值法或最小值法，结合C网建设做好站址规划和 储备。 站址规划 容量规划覆盖规划 参数规划 仿真验证站址规划 67 天面资源的可用性共址建设分析条件主要有： 天面空间（

60、已有层数和剩余层数、增加层数可能性）； 承重、抗震、抗风； 干扰和隔离度； 天面高度、RRU上塔能力。 共址建设分析条件主要有： 楼面面积及空间(已有天面情况) 业主协商能力； 楼面高度及承重、抗震及抗风 干扰和隔离度； 共享共建情况。落地塔（杆） 楼顶塔（杆） 站址规划 容量规划覆盖规划 参数规划 仿真验证站址规划 68 无线网络规划阶段，对无线参数进行初步的规划，主要包括频率规划、邻区规划、码资源规划和跟踪区规划。频率规划 同频组网小区边缘存在同频干扰！p 频率规划的核心思想是频率复用，复用距离以内的小区使用不同频点，复用距离以外的小区可使用同频点。p LTE有同频组网和异频组网两种方式。

61、同频组网 1*3异频组网p 在具备足够的频率资源的条件下，异频组网的性能具有优势。 p 由于中国电信现有频率资源有限和容量需求等问题，LTE建网初期建议采用同频组网方式。p 同频组网就不需要考虑频率规划问题。可以采用小区间干扰协调（ICIC）等技术来降低小区间的同频干扰。 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 参数规划 69邻区规划 p 保证在小区服务边界的终端能及时切换到信号最佳的邻小区，以保证通信质量和整个网络性能。使用规划软件进行邻区初步规划。（需要数字地图文件和详细工程参数） 根据初步规划结果，结合各个基站的实际情况增删邻区和调整邻区优先级别。邻区配置思路邻区配置原则 既要考

62、虑空间位置上的相邻关系，也要考虑位置上不相邻但在无线意义上的相邻关系，地理位置上直接相邻的小区一般要作为邻区。 强制邻区互配：邻区一般要求互为邻区，但在一些特殊场合，可能要求配置单向邻区。 对于密集城区和普通城区，由于站间距比较近，邻区应该多做。目前对于同频、异频和异系统邻区最大配置数量有限，所以在配置邻区时，既要配置必要的邻区，又要避免过多的邻区。 对于市郊和郊县，虽然站间距很大，但一定要把位置上相邻的作为邻区，保证及时切换，避免掉话。 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 参数规划 70 p LTE的码资源规划指PCI的规划。PCI规划有利于干扰随机化，优化信道时频位置，改善干扰

63、状况。 PCI由PSS和SSS构成。 其中PSS由0-2三个不同的序列构成，SSS：由0-167共计168个不同的序列构成。共计 168*3=504个PCI码。码资源规划 参数规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 71 p PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑，总体上应遵循以下原则： 不冲突原则：保证同频邻小区的PCI不同。 不混淆原则：保证某个小区的同频邻小区PCI值不相等，并尽量选择干扰最优的PCI，即PCI值模3和模6不相等； 最优化原则：保证同PCI小区具有足够的复用距离，在同频邻小区间选择干扰最优的PCI。 前瞻性原则：为避免出现未来网络扩容引起PCI冲突

64、问题，应适当预留PCI资源。码资源规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 参数规划 72跟踪区规划 p TA是UE漫游的最小单位。TA划分应利用用户的地理分布和行为，遵循以下原则： 同一TA中的小区应连续，同一个TA LIST中的TA要连续。 TA和TA LIST的规模要适宜，不宜过大或过小。 应尽量降低TA更新的频率，充分利用地理边界进行TA LIST的划分。 如果在划分TA LIST的边界时不能避开高人流量或高话务量的区域，相邻的TA LIST宜在高话务量或者高人流量的TA区进行重叠。 参数规划 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 73p 根据网络估算的结果，在规

65、划软件中导入基站基站工程参数信息进行站点布置。输入传播模型参数、话务模型参数、业务参数、工程参数和基站设备的性能参数等进行仿真。根据仿真结果和基站地形调查，对基站及参数进行调整，使仿真结果达到规划的目标。对于初步仿真的结果分析，围绕是否满足覆盖、容量、质量目标来进行。 公 共 信 道 覆盖 预 测蒙 特 卡 洛 仿真业 务 信 道 覆盖 预 测覆盖容量质量 规划软件仿真流程容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 仿真验证 74 预测及仿真公共信道覆盖预测- 基 于 当 前 无 线 环 境传 播 特 点 ；- RSRP、 RS-SINR等 。结 果 输 出 ： - 在 容 量 仿 真 之

66、 前 即 可得 到 公 共 信 道 覆 盖 预测 结 果 ！容量仿真- LTE容 量 仿 真 可 通 过 蒙 特 卡 洛仿 真 的 方 式 进 行 。- 蒙 特 卡 洛 仿 真 较 适 宜 仿 真 网 络的 覆 盖 及 容 量 ， 经 过 统 计 平 均 ，可 以 得 到 所 需 的 关 键 性 能 参 数 。业务信道覆盖预测- 基 于 网 络 当 前 负 载 ；- PDSCH、 PUSCH信道 的 SINR；- 各 业 务 或 终 端 的 速率 。结 果 输 出 ：- 需 要 在 容 量 仿 真 之 后才 能 获 得 业 务 信 道 覆盖 预 测 结 果 ！ 容量规划覆盖规划 站址规划 参数规划 仿真验证 仿真验证 75 现网工参-RSRP 调整工参-RSRP 增加站点-RSRP 某城市密集城区 % Focus ZoneRSRP 93.2 RSRP (DL) (dBm) =-75 9.2 RSRP (DL) (dBm) =-85 29.2 RSRP (DL) (dBm) =-90 43.6 RSRP (DL) (dBm) =-95 59.1 RSRP (DL) (dBm) =-100