LTE无线网络规划技术

LTE无线网络规划与优化LTE无线网络规划与优化阿法迪研究中心AFDAFD目录目录一、LTE无线网络规划概述二、LTE无线网络规划方法、LTE无线网络规划方法三、LTE无线网络规划案例四、LTE无线网络协同规划网络规划基本流程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规划目标规模估算仿真勘测仿真调整无线网络规划流程无线网络规划流程业务预期业务预期基站数量基站数量大致性能大致性能可行性可行性LTE规划与2G/3G原理大致性能大致性能//站址站址可行性可行性局数据局数据验证和提高验证和提高链路预算2G/3G原理一致z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静态仿真动态仿真及数量情况TD－LTE系统组网性能研究TDLTE系统组网性能研究TD-LTE系统组网特性研究覆盖覆盖系统系统间间干扰干扰容量容量系统内系统内同频干扰同频干扰覆盖覆盖干扰干扰容量容量同频干扰同频干扰TD-LTE上下行时隙可灵活配置‡TDD帧结构---帧结构类型2，适用于TDD„一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成„每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成5ms周期1ms10ms下行上行„常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成„特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成10ms周期上行UpPTS构成„支持5ms和10msDLÆUL切换点周期•快速满足业务动态发展需求；•可根据实际数据业务需求灵活可根据实际数据业务需求灵活设置时隙上下行配置特殊时隙可根据需求灵活调整不同特殊子帧配置支持最大覆盖范围TD-LTE特殊子帧配置不同特殊子帧配置支持最大覆盖范围TDLTE特殊子帧配置‡TD-LTE系统特殊时隙内的DwPTS和UpPTS时间宽度是可配的，保护间隔GP的位置和时间长度也是可配的，最大可支持100KM以上的覆盖半径；间长度也是可配的，最大可支持以上的覆盖半径；‡设备规范配置支持多种小区半径选项，可根据实际组网覆盖需求灵活调整特殊时隙比例设置；‡DwPTS也可承载下行数据，如果不存在远端干扰，可以配置较多符号行数果存‡PRACH格式4配置在UP中，必须占用2个UP符号TDLTE业务时隙规划策略TD-LTE业务时隙规划策略‡时隙规划建议2（UL）:2（DL）时隙配比吞吐量仿真天线类型上行小区吞吐量下行小区吞吐量上下行比例‡时隙规划建议2天线6201:3.38天线10.325.51:2.51（UL）:3（DL）时隙配比吞吐量仿真1（UL）:3（DL）时隙配比吞吐量仿真天线类型上行小区吞吐量下行小区吞吐量上下行比例2天线327.31:9.1线8天线5.234.81:6.7•2:2时隙配置时上下行吞吐量的比例大致是1:2~1:3之间•1:3时隙配置时上下行吞吐量的比例大致是1:6~1:9之间网络建设初期业务量较小，上下行时隙配比2:2，特殊时隙10:2:2考虑与TDS共存时上下行时隙配比1:3特殊时隙3:9:2网络建设初期业务量较小，上下行时隙配比2:2，特殊时隙10:2:2考虑与TDS共存时上下行时隙配比1:3特殊时隙3:9:2•1:3时隙配置时上下行吞吐量的比例大致是1:6~1:9之间考虑与TD-S共存时，上下行时隙配比1:3，特殊时隙3:9:2考虑与TD-S共存时，上下行时隙配比1:3，特殊时隙3:9:2OFDMA对资源分配的影响OFDMA对资源分配的影响‡OFDMA多载波传输方式将资源划分为频域和时域二维资源‡将载波资源划分成多个正交的子载波，大大提高频谱利用率‡实现并行传输每个码元的传输周期增长大大增强抗多径干扰（码间干‡实现并行传输，每个码元的传输周期增长，大大增强抗多径干扰（码间干扰），通过增加CP，克服码间干扰‡根据用户的需求分配不同数目的子载波和调制模式，并采取多载波捆绑技术把低速数据流合并成高速数据流资源管理与调度灵活方便把低速数据流合并成高速数据流,资源管理与调度灵活方便资源配置对覆盖的影响资源配置对覆盖的影响RB配置对下行覆盖影响RB配置对上行覆盖影响‡有效发射功率与RB数量成正比：RB配置增多，有效发射功率增大，覆盖半‡RB配置增多会引起上行信道底噪声的抬升覆盖半径降低RB配置对下行覆盖影响RB配置对上行覆盖影响配置增多，有效发射功率增大，覆盖半径增大‡下行信道底噪声与RB数量成正比：RB配置增多，下行信道底噪声抬升‡功率与底噪的等比变化不会影响下的抬升，覆盖半径降低‡终端最大发射功率是有限的，如果已到达终端最大发射功率，再增加RB数只会减少上行覆盖半径‡功率与底噪的等比变化，不会影响下行覆盖半径资源配置对容量的影响TDLTE信道带宽与传输带宽配置关系TransmissionBandwidthConfiguration[RB]ChannelBandwidth[MHz]TD-LTE信道带宽与传输带宽配置关系信道带宽1.4M3M5M10M15M20M传输带宽配置615255075100TransmissionBandwidth[RB]ResourceChanneledgeChanneledge传输带宽配置（RB数目）615255075100blockDCcarrier(downlinkonly)ActiveResourceBlocks理论峰值速率计算•TBS：传输块大小，根据3GPPTS36.213协议查表取值，与调制编码方式、占用物理资源块RB(TBS*(N子帧数+P特殊子帧))*N流数/5ms数目等有关；•N子帧数：根据上下行子帧配比取值；•P特殊子帧：下行传输时，特殊子帧中Dwpts传送的数据块大小为正常子帧的0.75倍，取值0.75；上行传输时，特殊子帧不传输数据，取值0；行传输时特殊子帧不传输数据取值；•N流数：下行双流，取值为2，上行单流，取值为1;(75376*(2+0.75))*2/0.005=82.9136Mbps以2:2配置为例，下行峰值速率为：系统带宽与峰值速率成正比基于MIMO/SA的多天线技术对系统的影响基于MIMO/SA的多天线技术对系统的影响空间空间复用复用显著提高用户的峰值速率传输传输传输传输分集分集可以提高链路传输性能，提高边缘用户吞吐量波束波束赋形赋形可以提高链路传输性能，提高边缘用户性能，双流的波束赋形也可以提高用户的峰值速率赋形赋形流的波束赋形也可以提高用户的峰值速率TD-LTE可根据场景和信道信息选择合适的多天线技术，从而提升网络性能TD-LTE频率选择频段范围带宽目前应用情况目前中国移动TDD频率资源情况频段范围带宽目前应用情况A频段（band34）2010-2025MHz15MTD-SCDMAF频段（band39）1880-1900MHz20MTD-SCDMAE频段（band40）2320-2370MHz50MTD-SCDMA/TD-LTE规模试验D频段（band38）2575-2615MHz40MTD-LTE规模试验理论分析测试结果经典模型自由测试结论差异（dB）差异（dB）空间（dB）900M与1.9GHz12.0413.56.15900与.9G.03.56.5900M与2.6GHz16.7718.29.021.9GHz与2.6GHz4.734.72.872.6GHz覆盖效果及性能较900MHz和1.9GHz存在较大差异。TD-LTE组网指标体系网指标体系TD-LTE组网指标体系主要包括覆盖和容量两大类指标，覆盖指标除关注场强指标RSRP外还应重点关注信干噪比RS-SINR指标，容量指标应重点关注边缘用户速率以及小区平均吞吐量指标。RSRP„公共参考信号接收功率（RSRP）反映信号场强情况，综合考虑终端接收机灵敏度、穿透损耗、人体损„小区平均吞吐量反映了一定网络负荷和用户分布情况下的基站承载效率，是网络规划重组网指耗、干扰余量等因素；要的容量评价指标。组网指标体系RS-SINR小区平均吞吐量„公共参考信号信干噪比边缘用户速率（RS-SINR）反映了用户信道环境，和用户速率存在一定相关性，RS-SINR值越高，传输效率就越高规划时应„边缘用户速率指标主要关注用户在信道环境差时的感受是否能户速率传输效率就越高，规划时应保证RS-SINR达到基本接入要求，并尽量提高该指标；户在信道环境差时的感受是否能够满足业务需求，目前通常定义为95%用户可达到的速率。目录目录一、LTE无线网络规划概述二、LTE无线网络规划方法、LTE无线网络规划方法三、LTE无线网络规划案例四、LTE无线网络协同规划TD-LTE无线网络规划基本目标TDLTE无线网络规划基本目标质量•LTE多业务共存的业务质量的Qos需求质量•LTE多业务共存的业务质量的Qos需求•一般从接续，传输和保持等方面衡量•其他KPI质量覆盖成本覆覆盖•LTE网络规划的最基本目标•不同区域需要分别规划容量•系统建成后所能提供的业务总量•与负载等有关，LTE系统一般转覆盖•借助网规软件，勘查现场修正模型•输出建网所需基站数目等关键指标与负载等有关系统般转化为满足一定速率要求的覆盖需求•LTE系统复杂，需要通过仿真规划成本是规划的核心，规划时建设成本+运营成本需统一考虑以成本为中心，对覆盖、容量、质量三要素综合考量TD-LTE网络规划思路‡密集市区规划思路：•以基带拉远型宏基站为主，使用D频段8通道天线，解决大部分室外区域的覆盖；•大型建筑和人流特别密集的区域，采用室内分布系统方案进行覆盖，也可通过周边室外站RRU拉远方式，将扇区引入室内分布系统进行覆盖；•对于难以选址建站的区域，比如大型住宅区等，可采取RRU拉远的方式，将扇区拉到小区附近安装。或使用美化天线和分布式天线等特殊天线，以小区分布的形式进行覆盖。‡普通市区规划思路：•以基带拉远型宏基站为主，使用D频段8通道天线，解决室外覆盖和大部分区域的室内覆盖；域内有少大型建过建室内布系统盖•区域内有少量大型建筑，可以通过建设室内分布系统进行覆盖；•此外还有一些院校，用户小范围内集中度较高，可有针对性的提高基站密度和容量配置，解决容量压力。TD-LTE可采用同/异频组网TDLTE可采用同/异频组网‡TD-LTE系统较好的解决了同频干扰问题，可同频组网也可异频组网，便于根据分配频段情况灵活选用组网方式，最大化系统效率。同频组网异频组网高频率利用率低强小区间干扰弱差边缘性能良缘性能良困难干扰抑制容易TD-LTE试验网频率规划方案TDLTE试验网批准频段20M同频组网10M异频组网TD-LTE试验网批准频段：¾室外：2575~2615MHz¾室内：2350~2370MHz组网方式小区理论吞吐量平均频谱效率业务信道小PUCCH小PBCH,SS下行控制域小频谱使用灵活组网方式小区理论吞吐量（2UL：2DL）平均频谱效率(bps/Hz)业务信道小区间干扰小区间干扰,小区间干扰下行控制域小区间干扰频谱使用灵活性20M同频下行：27.39Mbps上行：18.4Mbps下行：2.45上行：2.08较大较大较大较大好下行：2739Mbps下行：16110M异频下行：27.39Mbps上行：12.38Mbps下行：1.61上行：0.94小小小小不好组网方案组网方案分析：频谱效率：20M同频组网下行提高52.2%，上行提高54.8%分析：频谱效率：20M同频组网下行提高52.2%，上行提高54.8%组网方案：同频组网频谱利用率较高，利于网络后续扩容演进；建议TD-L基础网络优先考虑20M同频组网，特殊场景、室内外采用异频组网方案：同频组网频谱利用率较高，利于网络后续扩容演进；建议TD-L基础网络优先考虑20M同频组网，特殊场景、室内外采用异频信道干扰：10MHz异频组网可较好抑制公共信道和业务信道干扰信道干扰：10MHz异频组网可较好抑制公共信道和业务信道干扰室外选用2590~2610MHz，室内选用2350~2370MHz采用IRC和ICIC等干扰消除算法降低信道间的干扰水平室外选用2590~2610MHz，室内选用2350~2370MHz采用IRC和ICIC等干扰消除算法降低信道间的干扰水平控制面解决同频干扰的技术方案控制面解决同频干扰的技术方案改善