《LTE移动通信网络设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LTE移动通信网络设计.docx（112页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、中网华通公司工程设计好用教材系列1.TE移动通信网络设计(VI.0)编制张传福、张宇、赵立英日期2019年11月审批于新雁日期2019年12月批准王伯仲日期2019年12月北京中网华通设计询问有限公司公司技术发展部修订记录日期修订版本描述作者前言1.TE是4G标准，我国三大运营商都在全国范围建设了1.TE商用网络。本教材围绕1.TE通信网络技术、覆盖分析、容量分析、室内分布系统、高铁建设、语音解决方案、TD-1.TE及1.TEFDD混合组网、微基站的应用以及1.TE关键技术的应用等方面进行编制，旨在为员工供应1.TE通信网络设计方面的好用素材，规范1.TE通信网络设计各环节的工作。本教材为中网
2、华通公司工程设计好用教材系列之1.TE移动通信网络设计（V1.0），由公司技术发展部编制完成，并经公司无线专业组审核。教材运用过程中，编制人员会依据大家反馈的看法和建议以及技术的发展进行定期补充修订，以保证教材及实际工作结合得更加紧密，更具好用性。公司其它专业相关工程设计教材正在接连支配编制中，希望各项目能主动供应相关素材、建议，支持和参及工程设计好用教材系列的编制工作。一、1.TE移动通信网络概述11. 1.TE发展演进状况12. 1.TE系统设计要求13. 1.TE系统架构24. 1.TE物理资源25. 1.TE关键技术31 .1现阶段的关键技术45 .21.TE-Advanced关键技术
3、7二、1.TE网络覆盖分析91. 1.TE覆盖实力的影响因素91.1 1放射功率91.2 载波频率及带宽101.3 多天线的选用101.4 RB资源占用101.5 RRM算法111.6 CP配置112.覆盖实力分析112. 1基本流程112. 21.TE链路预算122.1 结果分析与比较142.2 1.TE覆1的一些实证阅历183. S1/X2接口的传输配置19三、1.TE容量分析211 .容量的影响因素211.1 1载波带宽211.2 循环前缀(CP)长度221.3 MlMO模式221.4 上下行限制信道和参考信号开销221.5 干扰消退技术231.6 调度方式231.7 上下行时隙配置对容
4、量的影响241.8 特殊子帧配置对容量的影响242 .1.TE容量估算242. 11.TE吞吐率243. 2FDD1.TE吞吐量254. 3FDD1.TE可容纳VoIP用户数265. 41.TE用户数266. 51.TE容量分析27四、1.TE室内分布系统291. 1.TE室内分布系统概述291.1 11.TE室内分布系统的特点291.2 室内分布系统结构291.3 室内覆盖天线类型291.4 室内覆盖建设方式292. 1.TE室内分布系统的建设方案322.1 11.TE单通道独立建设方案332.2 21.TE与2G/3G单通道共用建设方案342.3 1.TE双通道单极化天线独立建设方案352
5、.4 1.TE与2G/3G双通道单极化天线共用建设方案352.5 1.TE双通道双极化天线独立建设方案352.6 1.TE与2G/3G双通道双极化天线共用建设方案362.7 多系统合路解决方案372.8 室分系统中天线的解决方案403. 1.TE-Hi室内热点优化方案40五、高铁1.TE网络建设421 .高铁1.TE覆盖特点421.1 1穿透损耗大421.2 多普勒频移明显421.3 切换频繁431.4 覆盖场景困难432 .建设原则及覆温目标431. 1建设原则432. 2覆盖目标443.高铁1.TE网络设计443. 1组网方案443.2 1.TE网络设置原则453.3 站距确定463.4
6、站址布局和站高523.5 天馈线设计523.6 1.TE切换策略55六、1.TE网络语音解决方案581.1.TE语音实现方式581. 1OTT581.2 多待方案581.3 CSFB591.4 SRVCC方案601.5 Vo1.TE602 .运营商分阶段解决方案612.1 11.TE网络的语音解决方案阶段一622.2 1.TE网络的语音解决方案阶段二622.3 1.TE网络的语音解决方案阶段三623 .全球1.TE语音解决方案部署633. 1移动通信终端对4G语音回落的支持力度（双待机，CSFB）634. 2Vo1.TE在全球的部署状况635. 3VO1.TE在中国的部署状况67七、TD-1.
7、TE和1.TEFDD的混合组网691. 混合组网考虑的因素691.1 1国内1.TE发呈现状691.2 频谱资源分析701.3 TD-1.TE产业处分析701.4 TD-1.TE网络实力分析702. 1.TE混合组网方案722 .11.TE混合组网方式723 .2融合组网建议743. 1.TE混合组网关键技术743.1 1小区驻留和小区重选743.2 切换753.3 负载均衡763.4 载波聚合763.5 双连接技术774. TD-1.TE和1.TEFDD混合组网的互操作794.1UE驻留策略794.2小区重选优选TD-1.TE804.3数据业务优选TD-1.TE804.4语音业务结束后优选1
8、.TE81八、1.TE网络中微基站的应用821. 微基站的分类和特点821.1 1微基站(Smallcell)分类821.2 运营商对微基站的分类841.3 1.TE微基站特点842. 1.TE微基站阶段建设思路853. 1.TE微基站典型应用场景861.1 1微基站应用场景861.2 微基站解决的问题861.3 典型场景分析88九、1.TE关键技术的应用911. 1.TE载波聚合技术、试验与应用911.1 1载波聚合技术911.2 性能仿真981.3 运营商载波聚合试验和部署状况1002. 1.TEMIMO2T4R技术应用1072.11.TEMIMo的基本原理1072.21.TE上行MlMO
9、接收技术基本原理1082.32T2R、2T4R对比与仿真分析1092.42T4R插花组网增益与影响分析1102.52T2R与2T4R组网对比试验1102.62T2R与2T4R组网结论及应用建议113一、1.TE移动通信网络概述1. 1.TE发展演进状况1.TE是3G的演进，是在2019年3GPP多伦多会议上提出的。1.TE必3G及4G技术之间的一个过渡，它改进并增加/3G的空中接入技术，采纳OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。1.TE版本演进及升级历程如下：2019年1月：3GPP将1.TE列入3GPPR8正式标准； 2019年12月:3GPP发布了1.TER8版本的FDD-1.T
10、E和TDD-1.TE标准，它定义了1.TE基本功能，包含了1.TE的绝大部分特性，原则上完成了1.TE标准草案，1.TE进入实质研发阶段。 2009年底：完成1.TER9版本，R9版本主要以完善和增加1.TE系统为目标，及以前的版本相比变更不大，已在2009年底完成。后续：1.TERlO将以1.TE-AdVanCed为主要内容,RlO版本可以超过100M带宽以上，上行传输性能也应进一步提升。1.TE-AdVanCed从3GPPRlO版本协议起先,形成了载波聚合（CA）、多点协作（CoMP）、中继（relay）、增加的小区间干扰协调（eICIC）和MIMO增加5个关键技术。2. 1.TE系统设计
11、要求（1）频谱带宽配置实现敏捷的频谱带宽配置，支持1.4MHz,3MHz.5MHz,IOMIIz,15MHz和20MHz的带宽设置，从技术上保证1.TE系统可以运用第三代移动通信系统的频谱。（2）小区边缘传输速率提高小区边缘传输速率，改善用户的小区边缘的体验，增加1.TE系统的覆盖性能，主要通过频分多址和小区间干扰抑制技术实现。（3）数据率和频谱利用率在数据率和频谱利用率方面，实现下行峰值速率100Mbits,上行峰值速率50Mbits:频谱利用率为HSPA的24倍，用户平均吞吐量为HSPA的24倍。为保证1.TE系统在频谱利用率方面的技术优势，主要通过多天线技术、自适应调制及编码和基于信道质
12、量的频率选择性调度实现。（4）时延供应低时延，运用户平面内部单向传输时延低于5ms,限制平面从睡眠状态到激活状态的迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms,以增加对实时业务的支持。（5）多媒体广播和多播业务。（6）支持增加型MBVS（E-MBMS）0（7）取消CS域,CS域业务在PS域实现（如VOlP）。（8）系统结构简洁化，低成本建网。3. 1.TE系统架构1.TE系统主要由E-UTRAN和EPC组成（见图1.3.1）。E-UTRAN由WCDMA的UTRAN演进而来，及UTRAN相比,去掉了RNC,向扁平化的结构迈进了一步。1.TE的核心网EPC（EvolvedPa
13、cketCore,演进的分组交换核心网）主要由MME（MobilityManagementEntity,移动性管理实体）、SGW（ServingGateway,服务网关）和PGW（PaCketDataNodeGateway,PDN网关或分组数据节点网关）组成。多个EPC的集合可以称为EPS（EvolvedPacketSystem,演进的分组交换系统）。系统架构如图1.3.1所示。图1.3.11.TE系统架构各部分的功能如下：（1） MME的功能：包括寻呼消息发送，平安限制，Idle态的移动性管理，SAE承载管理以及NAS信令的加密及完整性爱护等。（2） SGN的功能：包括数据的路由和传输，以及
14、用户面数据的加密。（3）eNB的功能:包括RRM功能，IP头压缩及用户数据流加密,UE附着时的MME选择，寻呼信息的调度传输，广播信息的调度传输以及设置和供应eNB的测量等。（4） Sl接口：连接eNB及核心网边缘节点MME及S-GW,分为限制平面的SI-MME和用户平面的Sl-U接口。（5）乂2接口：供应eNB之间的相互连接，分别供应限制平面和用户平面的功能，为切换、小区间的RRM等功能供应支持。4. 1.TE物理资源1.TE的物理资源有多个层次,如图1.4.1所示。图1.4.11.TE的物理资源I.TE的空中接口的多址技术是以OFDM技术为基础的。OFDM多址接入的资源具有时间和频率两个维
15、度。这两个维度的大小确定了用户接入资源占用的多少。也就是说，OFDMA其实是TDMA和FDMA的结合。OFDMA的主要思想是从时域和频域两个维度将系统的无线资源划分成资源块(RCSoUrCCBlock,RB),每个用户占用其中的一个或者多个资源块。从频域的角度说，无线资源块包括多个子载波：从时域上说，无线资源块包括多个OFDM符号周期。也就是说，OFDMA本质上是TDMA+FDMA的多址方式。1.TE的空中接口资源安排的基本单位是物理资源块(PhySiCalResourceBlock,PRB)1个物理资源块PRB在频域上包括12个连续的广载波，在时域上包括7个连续的常规OFDM符号周期。1.T
16、E的一个物理资源块PRB对应的是带宽为180kHz、时长为0.5ms的无线资源,如图1.4.2所示。图1.4.2OEDMA资源块RB结构1.TE的子载波间隔Af=I5kHz,于是PRB在领域上的宽度为1215=180(kHz)7个连续的常规OI-DM符号周期的时间长度为0.5ms,每个常规OFDM符号周期为71.4us.1.TE的卜.行物理资源可以看成由时域和领域资源组成的二维栅格。11r以把一个常规OFDM符号周期和一个子载波组成的资源称为1个资源单位(ResourceElement,RE)O于是，一个RB包含的RE数目为127=84RE即一个RB包含84个RE。每一个资源单位RE都可以依据
17、无线环境选择QPSK、16QAM或64QAM的调制方式。调制方式为QPSK的时候，一个RE可携带2bit的信息；调制方式为16QM的时候,一个RE可携带4bit的信息;调制方式为64QM的时候，一个RE可携带6bit的信息。1.TE支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHZ等级别的动态带宽配置，带宽的动态配置是通过调整资源块RB数目的多少来完成的。不同的RB数目又对应着不同的子载波数目，如表1.4.1所示。表1.4.1带宽及资源块数目5. 1.TE关键技术5.1 现阶段的关键技术(1) OFDM和SC-FDMA1.TE在下行采纳OFDM,上行采纳单载波-频分多址(
18、SC-FDMA)0OFDM使得同一小区中用户信号之间可以保持正交性，SC-FDMA可以看成是对用户信号的频域重量进行正交频分多址(OFDMA),相比于一般OFDMA,其优点是峰均比较低，从而可以简化终端上的功放设计和更有效地利用终端上的功放资源。1.TE中任一时刻同一用户在上行占用的子载波恒久是连续的，以简化终端实现；下行则可以是交织的，以增加领域分集增益。将来有可能在上行中引入干脆运用OFDVA,因它调度更敏捷，也可以简化演进的基站(eNB)侧均衡器和上行运用MIMO时的实现。(2)更高阶调制(64QAM)1.TE中上、下行均可自适应运用正交相移键控(QPSlO、16星座正交幅度调制(16Q
19、AM)和64QAM等多种调制技术,64QAM的运用可以支持更高的峰值速率，当信道条件足够好和功率资源足够时它也能更有效地利用系统资源。在R81.TE中,上行支持64QAV对终端和eNB均为可选。(3) HARQ同高速下行分组接入和高速上行分组接入(HSDPA/HSUPA)一样，1.TE也运用自适应调制编码(AMe)和HARQ技术,来进行速率限制和有效利用信道时变特性。1.TE下行采纳异步自适应HARQ,eNB在物理下行限制信道(PDCCH)上指示HARQ的流程数和当前发送是新的还是重传，终端在eB发送子帧后的第4个子帧上返回确认(ACK)或者否认(NAK)指示，该指示用物理上行限制信道(PUC
20、CH)或物理上行共享信道(PUSCH)承载，由于是异步HARQ,每一次重传都须要eNB用PDCCH进行调度。上行则采纳同步HARQ,它有两种模式：一般模式和子帧捆绑模式，它们的区分是：子帧捆绑模式每次时4个连续的上行了帧进行捆绑操作，这是为了提高承载基于IP的语音(VOlP)业务时的性能，一般模式是对单个子帧操作：两种模式所支持的HARQ流程数也是不一样的，一般模式对应的流程数为8,广帧捆绑模式的流程数为4。终端依据eNB在下行PDCCH上的新数据指示(NDI)比特或物理HARQ指示信道(PHICH)来推断是否须要重传，假如须要重传，终端将会在固定数日子帧后重传。(4)先进的多天线技术1.TE
21、在下行敏捷运用MlM0、空分多址(SDMA),波束成型和接收/发送分集等多天线技术：对信干比高和空间信道散列度高(信道矩阵值高和奇异值高)的用户运用MlMo技术，以供应更高的数据速率：当须要为更多用户服务时，利用SDMA技术在同一时频资源上为多个用户同时供应服务；对某些用户运用波束成型技术，将发送/接收波束对准用户，以提高用户的数据速率；当不须要运用SDMA,MIMO也无法带来附加增益时，运用传统的天线接收、发送分集技术以获得多天线增益。1.TER8在上行只运用SDMA和多天线接收分集技术，将来应当也会考虑MlMO技术。1.TE标准目前最高支持4X4MIM0,当带宽为20MHZ时,下行峰值速率
22、可达约300Mbits,上行峰值速率可达约75Mbits,早期部署可能更多会用到22MIMO01.TE阶段定义了8种下行多天线MIMO传输模式(transmissionmodeTM)：单天线发送(TM1)：放射分集(TM2)：循环时延分集(TM3)：闭环空间复用(TM4)；多用户MlMo(TM5)；单层闭环空间复用(TM6)；单流波束成形(TM7)；双流波束成形(TM8)。发展历程如图1.5.1所示。图1.5.1下行MlMO传输模式发展历程(5)快速同步技术1.TE供应两种同步信号：主同步信号和次同步信号，它们在每一个物理帧(IOms)的两个固定子帧上被等间隔地广播两次，从而保证终端在正常状况
23、下能在5ms内获得同步。终端利用主同步信号来获得次同步信号的相位参考，然后利用次同步信号获得物理帧的边界定时，最终利用二者确定小区标识号(ID)。不管系统实际运用的带宽是多少，同步信号恒久运用最中间的1.08MHZ子载波来承载，以确保支持不同带宽的终端都可以快速捕获网络1.TE-FDD和1.TE-TDD运用不同的子帧和符号来承载同步信号，FDD和TDD双模终端可以借此来确定当前是FDD网络还是TDD网络。(6)敏捷的限制信道设计1.TE中下行限制信道PDCCH(物理下行限制信道)和业务信道PDSCH(物理卜行共享信道)被时分复用在每个子帧(ImS)的不同OFDM符号上，eNB可以依据负载状况和
24、信道条件等动态调整安排给PDCCH的资源，包括它所占用的OHDM符号数和所运用的功率，eNB用物理限制格式指示信道(PCFICH)来指示安排给PDCCH的符号数。1.TE对业务信道和限制信道运用不同的信道编码，对业务信道运用TUrb。码，因它数据块较大可以有更深的交织，对限制信道等则运用卷积码或块编码，这主要是考虑它们的数据量小、交织深度不足。（7）自适应资源安排1.TE资源的最小单位是一个OFDM符号上的一个子载波，为便利安排和减小信令开销，实际资源安排是以资源块（RB）为单位进行的，一个资源块由一个时隙（半个子帧，05ms）上的12个子载波（总带宽为1215=180kHz）组成。1.TE可
25、以依据业务类型对资源进行自适应安排，例如对时延不敏感的非实时业务（如文件传输FTP和网页阅读HTTP业务）运用动态安排，即依据全部恳求用户的信道条件和业务需求、系统资源状况等进行动态调度，以最大匹配信道时变特性和充分利用多用户分集，增加系统的吞吐量。对于实时业务（如VolP业务），则可以采纳半长久安排,即eB不通过调度器而干脆将预先定义的资源安排给终端，以削减因需频繁发送恳求和等待安排所带来的时延和开销，满足实时业务的需求。（8）干扰抑制技术OFDMA和SC-FDMA多址技术的运用使小区内干扰基本得到消退，1.TE在eNB间引入X2接口，该接口的一个功能是实现切换，另一功能是使得相邻小区能共享
26、负载信息和进行协调调度，以减小小区间干扰。1.TE部署时也可以考虑采纳部分频率更用技术，其主要思想是让各相邻小区为位于其小区边缘的用户安排相互不重叠的了载波资源，从而确保小区边缘用户也能享受较高的数据速率，对非小区边缘用户则没有此限制。（9）网络扁平化为削减网络处理节点从而削减相关处理时延，1.TE采纳了扁平化网络架构，网络由eB、移动性管理实体（MME）和服务网关/分组数据网关（SGW/PGW）组成，原无线网络限制器（RNC）的功能被相应分散到它们中，大部分功能由eM担当，这同时也意味着1.TE不支持软切换（激活集中只能有一个服务的eNB）,上行更软切换功能也是可选的,原关口GPRS支持节点
27、（GGSN）/服务GPRS支持节点（SGSN）的功能则由MME和SGW/PGW完成。eB成为接入网中的核心网元，它实现如下功能：无线资源管理：用户数据的IP头压缩和加密:选择MME,用Sl-MME接口和MME通信来实现移动性管理、寻呼用户、传递非接入子层(NAS)信令和选择SGwPGW等;用Sl-U接口和SGW通信来传递用户数据。MME的主要功能有:接入子层(AS)平安限制；NAS信令和其平安：对空闲模式终端的寻呼；选择SGW/PGW：跨MME切换时选择目标MME；和3GPP网络互通和切换时实现核心网网元问信令和3GPP网络侧SGSN的选择。SGw的主要功能是：分组路由和前转；用户面交换以支持
28、终端移动性;CNB间切换时充当本地移动性锚点；及3GPP网络互通时充当移动性锚点；上、下行分组计费。PGW的主要功能是：安排IP地址；基于用户的分组过渡：合法监听等。(10)FDD和TDD技术最大共用WCDMA和TD-SCDMA仅共用核心网和部分上层信令设计，1.TE-FDD和1.TE-TDD则实现了自物理层往上的最大融合和技术共用，这可以极大地便利网络设备厂家和终端设备厂家同时开发这两种产品，也便利运营商运用成对和非配对频率资源来部署技术基本相同的两套系统。1.TE-FDD和1.TE-TDD的差异被最小化，差异主要体现在双工方式和部分子帧设计上：1.TE-H)D上、下行采纳相同的帧结构，但占
29、用不同的频率。1.TE-TDD上、卜行在同一频率上，但占用不同的子帧；1.TE-FDD和1.TE-TDD的帧结构相同，一个无线帧(IOmS)由10个子帧(各IInS)组成，当运用相同长度的循环前缀(CP)时每个广帧中的OFDM符号数也相同。但1.TE-TDD的子帧0和5固定用于下行，子帧1是一个特殊子帧，它承载下行导频时隙(DwPTS),上行导频时隙(UpPTS)和它们间的爱护期,子帧2固定用于上行，其它子帧可以依据系统的上、下行速率需求进行敏捷安排。当系统须要安排较多的上行资源，例如须要将后半个帧中的部分子帧安排给上行时，子帧6也将用于承载DwPTS.UpPTS和它们间的爱护期。5.21.T
30、E-AdVanCed关健技术(1)聚合多载波IMT-Advanced要求支持最大100MHZ带宽，以实现下行IGbit/s、上行500Mbit/s的超高峰值速率，这将主要通过载波聚合来实现。如聚合5个20MHZ的载波，这些载波可以是连续的，也可以是离散的，可以在同一频段上，也可以在不同频段上。后者使运营商可以有效利用Fl己拥有的不同我波，使部署更加敏捷。当进行载波聚合时应当依据上下行需求敏捷考虑上下行载波带宽，多载波间应进行协调调度和限制。(2)高阶MIMO1.TE-Advanced将在下行引入8X8甚至有可能更高阶的MlMO.在上行引入4X4MlM0,并可能通过改进单用户MlMO和多用户Ml
31、MO算法、运用更多码字的多码MIMO等，来实现更高的峰值速率。1.TE-Advanced阶段，3GPP在下行引入了一种新型的MIMO传输模式一一TM9oTM9可以采纳基于非码本和码本两种预编码方式。(3)智能中继中继和传统宜放站的区分是它更像是一个运用无线回程(BaCkhaUl)的微基站，它只放大信号而避开放大噪声和干扰，从而能既增加甚盖也增加容量。1.TE-AdVanCed已接受层3和带内中继方式以支持旧1.TE终端,即Relay站支持层1到层3基本协议，具有自己的ID和调度功能，在一个R8的1.TE终端看来，它就像是一个般的eNB,它及终端间的通信和它及eNB间的回程通信时分及用在同一频带
32、上进行。(4)异构网络1.TE-AdVanCed将通过综合运用宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窃、家庭基站(HomeNB),中继等供应泛在服务和节约网络部署及运营成本。异构网络间的协调、移动性管理和干扰限制将是探讨的热点。(5)协调多点发送协调多点发送(CoMB)主要考虑三种技术：合作干扰抑制、协调波束成型和联合处理。合作干扰抑制是指将一些资源进行分割，通过对特定资源不运用或者减小运用功率来避开或者削减干扰。协调波束成型通过扩展的eNB间接来协调相邻基站的天线波束，实现波束对准本小区的用户和避开运用相同资源的邻小区用户。联合处理则是指分布式基站/天线间采纳协同和联合处理，来为一个或多个用户实现分布式MI
33、MO发送或接收。(6)先进的干扰管理CoMP可以规避或者削减干扰，为了更有效地支持异构网络部署，特殊是提高小区边缘用户的运用体验，有必要引入更多的干扰抑制技术，如不同场景下如何选择干扰最优的服务基站、小区间的干扰协调和负载均衡技术、终端和基站相互协同的干扰管理策略等。二、1.TE网络凝盖分析1 .1.TE覆盖实力的影响因素在WCDMA和TD-SCDMA的3GITIM版本之前，不同的业务通过功率限制，尽量维持其额定的速率，即“动态的功率、额定的速率”。当小区边缘的覆盖电平太低，使得信噪比低于确定程度，且不满足该业务的解调门限时，该业务则无法接着。也就是说，不同的业务有不同的覆盖范围。在1.TE里
34、，由于采纳AMC（自适应编码调制）技术，功率可以不变，业务速率是可变的：当覆薪电平不足以支撑较高的业务速率时，通过降低速率，业务还可以接着，即不同的速率有不同的解调门限要求。降低速率要求，可以增加覆盖范围。其实，这一点和3GPPR5版本的HSDPA技术是相同的。1.TE的覆盖实力应当是满足确定业务速率要求的最大覆盖范围。也就是说，要说1.TE的一个小区覆盖多大范围，必需指出满足多大的边缘速率要求。在确定业务速率要求下，1.TE的覆燕实力还和基站的放射功率、选用的载波频率及带宽、多天线方式、RB资源占用状况、RRv算法的选用、帧结构等因素有,关，如图所示。放射功率由每个RE进行均分，可以应对敏捷
35、的资源安排和放射。图1.TE覆盖实力的影响因素1.1 放射功率发送功率对覆盖的影响是一把“双刃剑”。一方面，基站放射功率的增大，会使覆盖实力增加；另一方面，基站放射功率的增大，会导致小区间干扰的快速增加。也就是说，功率不是越大越好，要看功率的增加，信噪比是否相应增加。功率大到确定程度，干扰的增加会导致信噪比的恶化，于是频谱效率起先下降，如图所示。在确定功率值旁边，信噪比和频谱效率达到峰值。图放射功率和信噪比的关系实际设备功率取值确定要在覆盖实力、频谱效率、设备成本及体积方面综合权衡。基站的下行放射功率和UE的上行覆盖实力是不一样的，因此上、下行的覆盖水平可能不一样。1.2 载波频率及带宽1.T
36、E支持从700VHZ2.6GHz等多种频段。高频段的传播损耗、穿透损耗比低频段的要大IOdB左右。所以运用高频段时，1.TE的覆1范围要缩小许多。表是H由空间传播模型下，不同频率的路径损耗的对比。表不同频率的自由空间损耗（dB）1.3 多天线的选用多天线技术如何选用、是否开启对覆盖有比较大的影响。通常来说，天线数目配置越多，覆盖范围越大，分集模式比复用模式覆盖范围大。也就是说，天线配置、天线工作模式对覆盖影响显著。对于上行链路来说，基站侧天线数增加，体现为接收分集增益实力的提升。对于卜.行链路来说，放射分集时，4天线、8天线比2天线的增益稍高：采纳波束赋型时，8天线比2天线高6dB左右的增益。
37、采纳波束赋型后，小区边缘频谱效率比采纳放射分集时有明显提升。基于波束赋型的天线工作方式，在下行方向，既供应了赋型增益，乂供应了分集增益。而在放射分集模式的时候，没有赋型增益的效果。1.4 RB资源占用1.TE支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHZ等多种带宽的动态配置。一方面，用户占用的载波资源越多，接收机底噪越大，对覆盖有收缩效果：另一方面，业务信道占用的子载波数目越多，在边缘业务速率要求确定的状况下，支持的覆盖距离就越大。业务信道由专用信道变为共享信道后，不同用户的RB资源占用不同，漫益范围也不一样。资源占用越多，意味着带宽增大，覆薪范围的变更需分析噪声上升
38、和解调门限要求降低两个趋势中哪个占据优势。1.TE需依据信道环境、业务速率需求及QoS要求来选择合适的业务信道资源配置方式。单用户带宽过大，接入用户数就会削减，所以单用户子载波数目的调度须要兼顾总体接入用户的规模。1.TE增加了61QM高阶调制方式，高阶调制的解调门限也增加了，因此高阶调制的覆盖范围相对其他方式来说会有.所缩小。降低业务速率需求、降低调制/解调等级，降低信噪比、降低Q。S要求，可提高覆盖范围。限制信道(PDCCH、PUCCH、PRACH等)的资源配置的方式不同，覆蛊实力也就不同。如PDCCH的DCl格式等效编码率不同，PUCCH的CQI的反馈模式、PRACH的不同格式配置、不同
39、循环移位参数配置都影响其能够获得的解调门限。解调门限要求过高，漫或范围则相应缩小。1.5 RRM算法对覆盖有影响的RRM律法主要是IClC模块、DRA模块。小区间干扰的存在会导致接收机底噪的抬升，从而降低接收机智敏度。因此IClC模块的运用效果通过影响上、下行接收机的灵敏度，而影响/覆盖范围。动态资源调度DRA确定了用户运用的子载波数目和调制编码方式，从而影响了覆盖范围。1.6 CP配置CP配置影响克服多径延迟带来的干扰效果，限制了理论上最大的覆盖范闱，和实际覆盖实力没有太干脆的关系。在密集城区，多径环境比较困难的条件下，常规CP(NonnalCP)配置适用于1.5km以内的覆盖范围，扩展CP
40、(ExtendCP)适用于5km以内的覆盖范围。2 .没益实力分析2.1 基本流程初盖估算的目的是从卷盖的角度计算所需基站的数目最根本的计算,思路是规划覆盖面积及单基站的覆或面积之比，如卜式所示：覆盖估算的基本流程如图2.2.1所示。图2.2.1覆盖估算的基本流程在规划初期确立建网目标时，规划覆盖目标是热点区域覆盖，还是城区范围内连续覆盖，规划覆盖面积是多少就已经确定。现在的问题是单基站覆盖面积如何确定。链路预算就是依据放射端天线口功率、接收端最小接收电平，来考虑无线环境的各种影响因素并计算最大允许路损的过程。覆盖估算讲究两个平衡：(1)上、下行覆盖的平衡：(2)业务信道和限制信道覆蛊的平衡。
41、由于基站和手机的放射功率不同，最小接收电平也不同，上、下行的覆盖实力可能有较大的差别，须要分别进行链路预算，找出覆盖受限的短板。由于业务信道、共享信道的调制方式、编码方式、资源占用数目等因素的不同，也有可能导致覆盖范围的不同，也须要分别进行链路预算。依据链路预算，选择最大允许路损计算结果中的最小值，就是计算基站覆盖半径的输入。传播模型描述了路损和距离的关系。也就是说，最大允许路损（MAP1.）对应的就是最大覆盖距离。在实际的无线环境中，传播模型要进行必要的系数校正，使其更加符合实际的传播环境。现在常用的传播模型为CoST231-Rata模型。最大覆盖距离相当于基站的覆盖半径。依据标准的蜂窝结构
42、（正六边形），可以计算出单基站的覆盖面积。依据规划面积及单基站覆盖面积之比，便可以求出满足卷盖要求的基站数目。2.2 1.TE链路预算2.2.1 传播模型1.TE链路预算采纳C0ST231-Hata模型，该模型的应用范围如K：频率范围：15002000MHz.基站高度：30、200m。终端天线高度：l10mC0ST231-Hata模型可以用如卜公式表示：式中：fc工作频率（MHZ）%.-基站有效高度（m）鼠一一移动台有效高度（m）d一基站天线及移动台天线的有效距离（km）（hr,.）一一接收端有效天线修正因子Cm大城市中心修正因子由于一些1.TE网络的工作频段在2.3GHZ和2.6GHz,已经
43、超过了标准COST231-Hata模型,及1502000阳Z的标准频段范围,因此,在实际的1.TE系统设计,C0ST231-Hata模型必需在CW测试结果的基础上予以校正。2.2.2 计算方法链路预算首先是依据覆盖目标，估算用户设备和基站天线之间的最大允许链路损耗(MP1.,MaxAttenuationPath1.oss)；然后利用MAP1.通过合适的传播模型(如COSt-Hata、OkumuraHata等)，计算最大的小区半径；最终通过小区半径可以得到覆盖目标区域所须要的最少基站数目，从而指导无线网络的覆盖规划。1.TE链路预算分为上行和下行链路预算，两者在计算原理上相同。基于设定的上下行边
44、缘速率，在确定的链路预算参数输入下分别计算出上卜行的覆盖半径，通过比较即可得到受限的覆盖半径。相较3G网络，1.TE网络空中接口有基带协议相像性近90%的TDD和FDD两种双工方式,采纳了正交频分复用(OFDM),多输入多输出(MlM0)、高阶调制技术、链路自适应技术(AMC).混合自动重传(HARQ)等先进的无线链路技术，并可应用调度算法、小区间干扰消退技术(ICIC)等无线资源管理算法优化空资源的配置方式及消退干扰。上述技术在提升1.TE无线网络性能的同时，为1.rE空口的链路预算增加了新的困难性。链路预算是评估无线网络覆盖的主要手段。链路预算通过对搜集到的放射机和接收机间的设备参数、系统
45、参数及各种余量进行处理，得到满足系统性能要求时允许的MAP1.0利用链路预算得出的最大路径损耗和相应的传播模型可计算出特定区域下的茂盖半径，从而初步估算出网络规模。计算用户设备(UE)和eNodeB天线间的MAP1.是链路预算的最关键步骤。其计算方法为：MAP1.=发端EIRP一最小接收信号电平+其他增益一其他损耗一其他余量。图2.2.2和图2.2.3分别给出了1.TE系统下行和上行链路预算模型。图2.2.21.TE系统下行链路预算模型图2.2.31.TE系统上行链路预算模型计算1.TE链路预算的主要公式如下：MAP1.=放射端EIRP一最小接收信号电平+其他增益一其他损耗一其他余量进行链路预
46、算，首先要确定边缘速率要求。不同目标数据速率的解调门限不同，导致海疏半径也不同。确定边缘速率后，便可依据式(1)计算最大允许路径损耗(MAP1.i式中:PZ一放射机最大放射功率Gh一放射机天线增益G,一一接收机天线增益Jbk馈线损耗1.心一一人体损耗MGa阴影衰落余量MinterferrrKe干扰余量Ski一一接收机智敏度Uu11一一建筑物穿透损耗2.2.3 链路预和结果假设采纳FDD双工模式，频段为1.8GHz,系统带宽20MHz,覆盖场景为密集市区，天线配置下行2X2、上行1X2,MIw）采纳空间分集方式,下行和上行边缘速率要求分别为IMkbps256kbps,移动速度为步行3kmh,信道模型运用ETU3,传播模型运用Cost-Hata231o则下行/上行业务信道（PDSCH/PUSCH）的链路预算结果如表2.2.9所示。由表2.2.9可知，在采纳上述参数时，1.TE链路预算上行受限，应取上行的站间距作为下一步耀或估算的依据。2.3 结果分析及比较2.3.1 覆盖场景比较不同场景（如密集市区和一般市区）主要影响穿透损耗及传播模型中的天线高度因F和环境校正因手。密集市区和一般市区链路预算的对比如表2.2.表所示。由表2.2.10可知,一般市区站间距较密集市区多近40%,郊
