5B、LTE网络规划-覆盖容量计算

LTE网络规划北京阿法迪信息技术研究中心TD-LTE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无线网络规划流程业务预期基站数量大致性能/站址可行性局数据链路预算与2G/3G原理一致验证和提高静态仿真动态仿真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34TD-LTETD-LTE与TD-SCDMA资源划分差异系统资源时域频域空域最小资源单位编码等级TD-SCDMA（R4）时隙可配特殊时隙固定单载波，多载波单流BF码道固定HSXPA时隙可配特殊时隙固定单载波，多载波单流BF码道自适应TD-LTE时隙可配特殊时隙可配单载波，RB，子载波单流，双流SFBC,BF,SDMRE自适应5TD-LTETD-LTE与TD-SCDMA干扰解决措施差异干扰措施干扰随机化抗干扰技术功率控制天线传输频率规划邻区干扰消除TD-SCDMA（R4）扰码规划码资源少扩频编码上下行使用开环，闭环上下行波束赋形多载波同频联合检测，同频优化TD-LTE小区ID规划ID资源充足自适应调制方式自适应编码率上行功率控制，下行功率分配，开环上行IRC下行波束赋形，发送分集同频，异频小区间干扰协调ICIC需求分析-覆盖、容量、质量需求目录•LTE频率规划•LTE覆盖规划•LTE容量规划10TD-LTE频率规划-室外同频组网异频组网高强差困难频率利用率小区间干扰边缘性能干扰抑制低弱良容易TD-LTE典型组网性能_同频组网1.整个系统覆盖范围内的所有小区可以使用相同的频带为本小区内的用户提供服务，频谱效率高2.虽然由于载波频率和相位的偏移等因素会造成子信道间的干扰，但是可以在物理层通过采用先进的无线信号处理算法使这种干扰降到最低。因此，一般认为OFDMA系统中的小区内干扰很小。同频组网主要特点同频组网主要特点11.由于每个小区频率一样，小区之间会出现同频干扰；TD-LTE严格同步以及同时隙配比时，在下行时隙会出现基站对另一个基站边缘终端的干扰，在上行时隙会出现，边缘终端对另一个基站的干扰2.LTE同频组网性能好坏，就看小区间干扰是否能够降低到用户可以接受的程度同频组网重点需要解决的问题同频组网重点需要解决的问题2干扰抑制手段干扰抑制手段3针对小区间干扰抑制技术，主要包括：z干扰随机化通过比如加扰、交织，跳频、扩频、动态调度等方式，使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化。z干扰消除利用干扰的有色特性，对干扰进行一定程度的抑制，即：通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制，波束成形是一种，在空间维度，通过估计干扰的空间谱特性，进行多天线抗干扰合并；在频率维度，通过估计干扰的频谱特性，优化均衡参数，进行单天线抑制如：IRC。z干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制，正交化或半正交化，是一种主动的控制干扰技术，理想的协调，分配正交的资源，但这种资源通常有限；非理想的协调，控制干扰的功率，降低干扰，如：SFRTD-LTE典型组网性能_异频组网1.相邻小区为了降低干扰，使用不同的频率2.LTE系统是宽带系统，不可能像GSM那样有很多的频点可以利用，并且OFDM系统的特点也允许有比GSM更加紧密的复用方式。3.频谱效率相对于同频要低一些4.RRM算法简单，边缘速率相对于同频组网会高一些异频组网主要特点异频组网主要特点11.需要进行合理的频率规划，确保网络干扰最小。2.受限于频带资源，所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题异频组网重点需要解决的问题异频组网重点需要解决的问题2SFR：1*3*1：1×1复用方式与干扰协调技术的结合1*3*3：同站小区可以实现邻区间无子载波碰撞F1F2F3F41*3*4：相邻四个小区频率分配不一样F1F2F3F4F5F62*3*6：相邻两个基站6小区频率分配不一样TD-LTE典型组网性能_不同频率复用方式性能对比针对不同的组网方式，仿真结果如下：TxRx2x2MIMOschemeOL-SwitchMorphologyDenseUrbanReuseType1*3*1SFR1*3*11*3*31*3*42*3*6CarrierFrequency700MHz2.6GHz700MHz2.6GHz700MHz2.6GHz700MHz2.6GHz700MHz2.6GHzDL16.4116.4514.9214.8621.0520.3321.5321.3221.7821.48Sectorthroughput(Mbps)UL7.087.1-------7.27.787.99.419.75DL4.9234.9354.484.462.1052.0331.6151.5991.0891.074SystemLevelSpectralEfficiencybps/HzUL2.1242.13------0.720.770.60.5930.4710.488注：1、SFR1*3*1相对于常规1*3*1，对于边缘5%的用户吞吐率有增益，约在20%左右；2、系统级频谱效率＝扇区吞吐量/扇区载频带宽×单个基站的扇区数/复用因子1×3×1比1×3×3SINR分布低8～10dB频率规划•LTE根据可用的频率资源和网络容量需求灵活地进行频率划分；–不管采用何种复用方式进行频率规划，都必须保证边缘最小调制方式所要求的最小信干噪比（解调门限）；•异频组网–在频率资源较丰富，或频带不连续而不能使用单频点组网的情况下，建议采用异频组网（频率复用方式为1×3×3）的频率规划方式。该方式系统干扰较小，同一基站的小区可以实现邻区间无子载波碰撞，干扰易控制，且对调度算法的复杂度要求较低，实现简单，建网快，覆盖能力强；–异频组网需要进行合理的频率规划，确保网络的干扰最小。•同频组网–在频率资源较少，同时有优秀的调度机制支持的情况下，应首选LTE1×3×1＋ICIC（SFR）的频率规划方式。该方式通过干扰协调技术和小区间功控来降低干扰，频谱利用率较高，可以有效提高边缘用户速率。–建议在密集城区、城区等中高话务地区的初始建网时使用，或用于1×3×3频率规划方式的扩容方案使用；•在满足覆盖要求的基础上，同频、同频同子载波的小区可以充分利用地形、地貌、建筑等形成隔离，尽量从空间上进行隔离，降低干扰LTE频率规划-FFR•部分频率复用------FFR–只能使用部分频带LTE频率规划-SFR•软频率复用------SFR–可以使用全部频带小区间干扰协调/回避•原理：对下行资源管理（频率资源/发射功率等）设置一定的限制，以协调多个小区的动作，避免产生严重的小区间干扰。•方法：–软频率复用–下行功率分配：在下行不使用功率控制小区间干扰协调/回避-软频率复用•又称分数频率复用——频域协调•原理：允许小区中心的用户自由使用所有频率资源；对小区边缘用户只允许按照频率复用规则使用一部分频率资源上行小区间干扰协调（ICIC）技术•采用基于高干扰指示(HII)和过载指示(OI)信息的ICIC技术•相邻eNodeB之间有线接口X2用于传送HII/OI•一个eNB将一个PRB分配给一个小区边缘用户（通过UE参考信号接收功率来判断是否处于小区边缘）时，预测到该用户可能干扰相邻小区，也容易受相邻小区UE干扰，通过HII将该敏感PRB通报给相邻小区。相邻小区eNB接收到HII后，避免将自己小区的边缘UE调度到该PRB上。•当eNB检测到某个PRB已经受到上行干扰时，向邻小区发出OI，指示该PRB已经受到干扰，邻小区就可以通过上行功控抑制干扰。上行小区间干扰协调（ICIC）技术•HII和OI的传送频率–最小更新周期20ms，与X2接口控制面最大传输延迟相当•HII和OI传送的频率选择性–为每个PRB发送一个HII和OI指示–非频率选择性的HII和OI可以降低X2接口的信令开销，但只能指示本小区受到了邻小区干扰，但无法说明那些频带受到了干扰，也就无法指导邻小区有针对的降低干扰•HII和OI的等级:HII不分等级;OI分低、中、高三个等级•HII和OI采用事件触发方式发送•对不同的邻小区发送不同的HIITD-LTE典型组网性能_不同时隙配比组网1.TDD相对于FDD一个明显的优势就是上下行时隙可变，这样可以根据不同场景业务需求，配比合适的上下行时隙，达到资源利用率最高；2.不同小区使用不同的上下行时隙配比会带来时隙交叉干扰不同时隙配比组网主要特点不同时隙配比组网主要特点11.首先要解决不同时隙配比带来的时隙交叉干扰问题，三种类型的干扰中，以基站与基站之间的干扰最严重，实际应用场景受限2.对于同一运营商，同频组网情况下全网需配置统一的时隙配比（除非网络间有明显的隔离）不同时隙配比组网重点需要解决的问题不同时隙配比组网重点需要解决的问题2基站间干扰：两小区使用0M的保护带宽情况下，BS灵敏度恶化1dB时所需隔离度为114dB基站终端间干扰：对于邻频的情况，两小区在没有保护带宽情况下，BS灵敏度恶化1dB时所需隔离度为95dB左右；终端间干扰：对于邻频的情况，两小区在没有保护带宽情况下，BS灵敏度恶化1dB时所需隔离度要求大于100dB；基站间干扰：3GPP36.104协议指标：－0MHz保护带时，需要114dB的天线隔离度邻道杂散功率为2.7dBm/1MHz（CategoryB），灵敏度恶化1dB时允许杂散-116.5dBm/1MHz，需要113.8dB天线隔离；阻塞指标-52dBm（灵敏度恶化6dB），灵敏恶化1dB指标为-63dBm，要求隔离度109dB；－10MHz保护带时，需要41dB的天线隔离度杂散功率-96dBm/100kHz，即-86dBm/1MHz，灵敏度恶化1dB时允许杂散-116.5dBm/1MHz，需要30.5dB天线隔离；阻塞指标-52dBm（灵敏度恶化6dB），灵敏恶化1dB指标为5dBm，要求隔离度41dB；；目录LTE覆盖规划–覆盖规划流程–链路预算流程–链路预算参数TD-LTE基本原理及与其它制式对比_FDD/TDD对比FDDTDD影响FrameConfigurationFS1FS2基站硬件网络同步有影响无最大支持100KMGP特殊时隙UE提前发送20对UE有影响P-SCH在DwPTS中的第3个符号对UE同步有点影响DwPTS控制信道只占前两个符号对调度有影响短RACH方式对基带算法、如何调度有影响无UpPTSSRS增加互易性测量算法HARQ进程数8根据上下行配比不同而不同，下行最大15个进程对调度有影响AN反馈时序第四帧反馈大于等于第4帧反馈UESoftbuffersizeEqualsizesplitoverlooking进程数大于8对UE侧有影响PHICH根据上下行不同配比有不同PHICH数对调度有影响ULgrant2DL:3UL多个TTI调度对MAC、基带算法有影响PUCCH单独反馈ANbounding或ANmultiplexing对基带、MAC算法有影响功率控制第4帧根据上下行不同配比有不同不同上下行帧结构引起HARQ、控制信道格式、控制信道时延等不同bounding固定上下行子帧连续性连续不连续对跨子帧基带算法有影响Beamforming可选必选对基带、MAC算法有影响上下行信道互易性没有有对基带测量算法有影响载频不同对射频有影响LTE覆盖规划流程TD-LTE网络规划方法_室外链路预算（一）链路预算基本原理链路预算基本原理1„链路预算：通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。TX合路双工器馈线RXPout_BSLc_BSLf_BSGa_BSNodeBTXRXPout_UEGa_UEUE合路双工器PL_DLPL_UL阴影衰落余量Mf建筑物穿透损耗Lp人体损耗LbTD-LTE网络规划方法_室外链路预算（二）UETransmitPower(e.g.23dBm)UEAntennaGainNodeBAntennaGainOtherGain(eg.HARQ)SlowfadingmarginInterferencemarginCableLossBodyLossPenetration