LTE覆盖性能分析八篇

LTE覆盖性能分析 篇1

关键词：TD-LTE,农村覆盖,链路预算

1 概述

目前大部分城市的主城区和一般城区都实现了TD-LTE网络的覆盖, 今后TD-LTE网络的覆盖范围将拓展至乡镇和农村区域。农村地区由于面积广、原有GSM网络站间距大等特点, 对TD-LTE网络覆盖的策略提出了新要求。基于无线传播模型的理论, 根据链路预算的结果, 给出了平原、丘陵和山区等不同场景下的站间距的要求, 并在此基础上, 提出了农村TD-LTE网络覆盖的策略和方案。

2 TD-LTE农村场景分析

在建设过程中, 农村通信投入大, 建设维护成本高, 另外由于竞争影响以及经济水平影响, 造成通信资费低, 而农村通信收入却较低。在维护过程中, 由于农村地区供电不稳定, 服务质量难于保证。另外, 农村地区地形地貌复杂多变, 有平原、丘陵、高山、树林、隧道等。

2.1 TD-LTE网络农村场景划分。

根据目前城市的测试结果和规划参数, 结合农村覆盖要求的特点, 农村覆盖的一些重要规划参数可以确定如下:2.1.1室内覆盖要求的RSRP门限值取-113d Bm, 邻干扰余量取3d B, 人体损耗取3d B, 其他余量取5d B;2.1.2 F频段农村室内的综合穿透损耗取13d B。我们通过链路预算来估算小区的覆盖半径, 从而估算农村场景下的规划质量。将农村主要分为平原、丘陵和山区。平原的特点是:地面平坦或起伏较小、对无线信号的传播损耗较小;丘陵的特点是:形态起伏和缓, 相对高度不超过200米, 由各种坡面组合体, 对无线信号的传播损耗较大;山区的特点是:地形崎岖、起伏较大, 对无线信号的传播的阻挡损耗大。

2.2 无线链路预算。

根据无线传播模型, 结合TD-LTE不同业务对解调门限的要求以及前述设定的规划参数, 考虑到农村区域的数据业务较低, 主要还是语音业务, 同时考虑到投资效益, 初期主要由2G/3G网络承载。当前农村区域主要考虑有效覆盖, 建网初期对于容量的要求不是很高, 要求对有用户活动的区域进行覆盖, 而不要求连续覆盖。2.2.1从传播模型上看, 农村区域相对城区来说约有10d B的增益, 分别表现在以下方面。a.农村区域的有效覆盖率要求低于城区;b.农村区域阴影衰落较小, 概率较低, 约4d B;c.农村区域建筑物较低, 穿透损耗较低, 一般只需穿透一层墙体, 约3d B;d.农村区域干扰情况较小, 可能出现干扰的地方是在村与村之间重叠覆盖区域, 1~2 d B。2.2.2农村区域站间距选择建议。a.在平原地区, 无线传播环境良好, 站间距建议值为2 km;b.有起伏的丘陵地区站间距约1.4~2km;当起伏小于80m时增加5d B损耗, 小于60m时起伏增加3d B损耗, 小于30m时增加1d B损耗;c.山区站点, 半遮挡的盘山公路站间距取1km, 无遮挡时站间距取2.5~3 km。

2.3 TD-LTE农村覆盖建设分析。

在进行TD-LTE农村覆盖时, 应充分利用现网资源.从而在满足覆盖效果的前提下, 尽量节约成本。经实地勘察后可发现, 现网资源中, 传统有线接入里程长, 维护代价大;无线2/3G带宽小, 无法满足4G带宽需要;中国移动农村GSM普遍站间距2km以上, 农村4G覆盖能力要求高。

综上所述, 农村地区基站建设方式如下:2.3.1平原覆盖方案分析 (表1) 。2.3.2丘陵覆盖方案分析。在丘陵地带, 村镇的房屋多为平房, 房屋的分布也比较稀疏, 用户少且分布广。对信号影响较大的便是树木造成的信号衰耗以及缓坡对信号的阻挡。在实际的选站过程中, 需要遵循以下原则: (表2) 。2.3.3山区覆盖方案分析。山区建站相对于以上两种地形是最为复杂的, 主要表现为山体阻挡严重, 造成电波的传播衰落较大, 达到全面有效覆盖是很困难的。另外, 相对于以上两种地形来讲, 用户分布更为零散, 话务密度更低。需要根据不同的用户分布、地形特点来选择合适的基站位置、站型、天线型号, 以此确定基站或建在山顶上、山腰间、山脚下、或山区里的合适位置。对于山区建站, 考虑到征地、引电费用差别较大, 所以是采用高山上建站, 还是半山腰或者是山脚下, 要综合考虑投资费用。 (表3) 。为了进一步提高网络的覆盖能力和业务质量, 对于一些需要增强覆盖的场景, 可以通过以下策略, 加强农村场景下TD-LTE网络的用户感知水平。a.16T16R TDS/TDL双模创新方案提升边缘区域覆盖能力。下行同一个小区采用2个8通道RRU, 其中一个RRU下行主发射TDL, 另一个RRU下行主发射TDS, TDS的剩余功率可以给TDL使用, 下行单制式可以最大化使用每个RRU的功率, TDL可以实现下行16通道发射。预计可提高20%的增益。b.使用高增益天线提高覆盖能力。在F频段使用宽400mm、长度1.8m左右的16.5d Bi的高增益天线代替传统14d Bi的智能天线, 可提 (转下页) 高20%的覆盖能力。c.使用Relay基站回传, 延伸覆盖能力。宿主基站为用户提供覆盖的同时, 给Relay节点提供无线回传链路, 在一些覆盖广, 有盲区的山区使用, 延伸TD-LTE的覆盖能力。

2.4 测试案例。

根据以上规划策略, 在某农村区域选取了平原、丘陵和山区三个场景, 使用了14个基站进行TD-LTE覆盖。平均站间距3.2公里, 使用8T8R方案和高增益天线。经测试, 90%以上区域RSRP值大于-105d B, 边缘下载速率达15Mbps, 整体覆盖水平良好。

3 结论

本文主要介绍了农村场景下TD-LTE网络的建设原则、策略和方案, 测试结果表明建设方案完全能够指导TD-LTE网络在农村的建设。

参考文献

[1]刘光毅等.智能天线及其在TD—LTE中的应用[J].电信科学, 2009, 12.

LTE覆盖性能分析 篇2

为了应对快速增长的无线网络数据业务的需求以及其他无线技术的竞争, 3GPP于2004年启动了无线接口的长期演进LTE的研究, LTE是3G与4G技术之间的一个过渡, 是3.9G的全球标准, 它改进并增强了3G的空中接入技术, 采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。LTE协议定义了6种带宽, R8版本中在20MHz的无线带宽支持下行100Mbps/上行50Mbps的传输速率。目前LTE的产业链已经成熟并实现商用。

对于移动通信网络运营商, 进行网络建设应首先进行网络规划, 网络规划分为覆盖规划和容量规划, 而覆盖规划中链路预算的准确关系到LTE网络的覆盖效果和网络建设成本。链路预算中参数设置和无线环境、设备参数和技术性能都有很大的关系, 所以, LTE网络链路预算是网络部署过程中复杂又关键的问题。图1为覆盖规划的基本流程。本文详细分析LTE覆盖规划的基本流程和参数说明并通过LTE无线网络规划中覆盖规划链路预算来说明链路预算的实际应用。

1、LTE链路预算分析

无线传播模型在链路预算中扮演着关键角色, 链路预算是通信系统用来评估网络覆盖的主要手段。链路预算通过对收发信机之间的设备参数、系统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最大允许路径损耗。覆盖规划就是利用链路预算得出的最大路径损耗, 并通过相应的传播模型计算出特定区域下的覆盖半径, 从而初步估算出网络规模。

最大允许路径损耗是链路预算最关键的步骤, 计算方法如下:

Mapl=EIRP-最小接收电平+其他增益-其他损耗-其他余量

图2和图3为LTE系统下行和上行链路预算模型。

按上述的链路预算模型, 链路预算参数分为系统参数、发射端参数、接收端参数和增益损耗余量参数4个部分, 下面将分别介绍。由于参数取值类型较多, 在本文实例中将根据具体指导意见选定适合参数。

1.1、系统参数

系统参数主要包含工作频段、带宽、双工方式、场景等参数。

(1) 工作频段:LTE协议支持700MHz到2.6GHz的频段。本文实例采用1.8GHz频段 (上行1755-1785MHZ/下行1850-1880MHz) 。

(2) 带宽:LTE支持1.4M、3M、5M、10M和20M共6种带宽。LTE使用OFDMA多址方式, 其子载波带宽为15KHz, 每12个连续的子载波组成一个资源块RB, 表1给出了LTE各种带宽下对应的RB数量和子载波数量。图4为5MHz系统带宽下无线信道结构图。其中活动资源块表示已经分配给用户, 用于数据传送的资源块。本文实例采用20M带宽。

(3) 双方方式:LTE双工方式分为时分双工和频分双工方式。本文实例采用频分双工FDD方式。

(4) 覆盖场景:网络规划中常考虑4种典型的场景对应典型的信道模型。场景的设置影响计算小区半径时使用的传播模型, 同时也影响穿透损耗等的参数取值。不同的信道模型将采用不同的解调门限, 从而计算得出不同的小区半径。各种场景对应的信道模型如表2所示。本文实例采用城区和密集城区场景两种场景考虑。

1.2、发射端相关参数

发射端相关参数用于计算发射端全向有效辐射功率EIRP, 主要包括天馈参数、发射功率、损耗。发射端EIRP的计算方法如下:

发射端EIRP=最大发射功率+增益–损耗

(1) 天馈参数:主要包括波瓣宽度、增益、挂高等, 需要针对特定的频段、覆盖场景和要求选择合适的天线增益和高度, 对于3扇区站点通常选择65度波瓣角天线。表3给出了天线增益及高度的取值参考。本文实例采用18d Bi天线增益。

(2) 发射功率:e Node B发射功分为20W、40W和60W;UE最大发射功率定义为200m W, 即23d Bm。本文实例e Node B采用20W, 43d Bm。

(3) 损耗:主要包含合路器、塔放等器件插损以及馈线损耗。表4给出了馈线损耗取值参考。本文实例采用7/8"馈线, 参考损耗取值:

1.3、接收端相关参数

接收端相关参数主要用于计算最小接收电平, 主要包括接收灵敏度、噪声系数、解调门限、天线增益、线缆损耗、人体损耗等。

最小接收电平=接收灵敏度–总增益+总接收损耗

(1) 接收灵敏度:输入端无外界噪声或干扰条件下, 在所分配的资源带宽内满足业务质量要求的最小接收信号功率。其计算方法为:

接收灵敏度=每子载波接收灵敏度+10*lg (需要的子载波数)

=背景噪声密度+10×lg (子载波间隔) +噪声系数+解调门限+10×lg (需要的子载波数)

其中, 背景噪声密度即热噪声功率谱密度, 等于波尔兹曼常数k与绝对温度T的乘积, 为-174d Bm/Hz。子载波间隔为15KHz, 接收机噪声系数取值参考表5。本文实例采用此参考值。

(2) 解调门限:是指信号与干扰和噪声比SINR门限, 是设备性能和功能算法的综合体现。在LTE系统中, 解调门限与频段、信道类型、移动速度、MIMO方式、MCS方式、BLER等因素相关。图5举例给出了在BLER、MCS和SINR关系的仿真结果。本文实例综合各主流厂家的的SINR仿真值, 综合取定。

(3) 接收增益:包括天线增益, 塔放增益等。参考表4

(4) 接收损耗:包括馈线损耗、人体损耗等。参考表4

1.4、其他增益、损耗、余量

其他增益损耗余量主要包括MIMO增益、时隙绑定增益、IRC增益、穿透损耗、阴影衰落余量、干扰余量, 其中MIMO增益、时隙绑定增益、IRC增益体现在解调门限中。LTE只支持硬切换, 硬切换可以降低边缘接收信号的强度要求, 给系统覆盖带来增益, 一般取值为2~5d B。下表给出了不同覆盖场景对应的阴影衰落余量和穿透损耗取值参考。

1.5、LTE速率计算

速率计算的基本原理是在一定的时长和带宽组成的无线资源中, 扣除公共信道 (参考信号、PDCCH等) 的开销, 得出可用于数据传输的无线资源数 (RE数) , 再考虑调制编码效率, 计算出该段时长内承载的bit数量, 即速率。下行参考信号及PDCCH分布、上行RS分布分别如图6 (a) 和图6 (b) 所示。

下行速率:业务速率+C R C= (1 6 8–3 6–12) × (编码速率×编码比特) ×NRB×C

其中, 当天线模式为2T2R_MCW时, C等于2;当天线模式为其他模式时, C等于1。

上行速率计算:业务速率+CRC= (168–24) × (编码速率×编码比特) ×NRB

其中, CRC为24比特;MCS效率为编码速率与编码比特的乘积;业务速率指经过层2处理, 尚未加CRC而到层1的传输速率。可见, LTE的速率与资源数量 (RB数) 与MCS效率 (信号质量确定) 相关。因素与速率成正比关系。表7给出了上下行业务速率的计算示例。本文实例采用上行256kps, 下行4096kps考虑。

2、LTE覆盖规划分析

2.1、LTE传播模型选择

无线传播模型在覆盖规划中扮演着关键角色, 常见的空口传播模型包括自由空间模型、Cost231-Hata模型、标准传播模型 (SPM) 、OkumuraHata模型和ITU室内模型。本文实例使用的传播模型为标准传播模型。

SPM模型必须在CW测试结果的基础上予以校正, 做为本地实际可采用的传播模型。本文实例采用实际工作中校正后的SPM模型。

2.2、LTE覆盖估算

LTE网络的覆盖估算主要包括需求分析、链路预算、单站覆盖面积三个部分, 其中需求分析部分的主要指标包括目标业务速率、业务质量及通信概率要求;链路预算部分则是根据需求分析的结果, 结合不同的参数和场景计算出无线信号在空中传播时最大允许路径损耗, 并根据相应的传播模型估算出小区的覆盖半径;单站覆盖面积的计算是基于链路预算所得出的小区覆盖半径估算出单站覆盖面积, 从而可以得到规划区域内所需要的e Node B数量, 模型如图7所示。本文实例全按定向站考虑。

3、LTE覆盖估算实例

覆盖估算中链路预算是为了计算出最大路径损耗, 最大路径损耗通常在小区覆盖边缘处出现;若按维持通信的最差信号来定义, 是业务速率下降到一定程度时用户所处的位置。本文根据业务速率进行链路预算示例, 为业务信道链路预算。LTE链路预算需要考虑下列方面:

(1) 对通用设置首先确定参考取值:在参数分析中已说明取值标准

(2) 所期望的小区边缘速率:取下行4096kbps/上行256kbps。

(3) 小区边缘用户所分配的RB数量:由于小区边缘用户SINR很低, 编码效率相对较低, 因此小区边缘UE每个RB的传送效率很低, 如果为小区边缘UE分配过多的RB, 会影响整个小区所能提供的吞吐量。在实际网络中, 不同设备厂商的设备在RB分配方面有不同的算法, 可调整RB分配算法中的相关参数来平衡小区边缘用户吞吐率和小区吞吐率性能。在本例中, 根据指导意见要求小区边缘UE所能分配的上下行最大RB数分贝为2RB和100RB。

(4) 确定所需的MCS:3GPP规范TS 36.213中规定了100和2个RB在不同的MCS等级下所对应的TBS, 为了满足下行4096kbps/上行256kbps的边缘速率, 需要的下行和上行的TBS分别为4584和296, 分别对应的MCS等级为9和3, 调制方式为QPSK。

(5) 确定所需的SINR:所需的下行/上行SINR分别为4.38d B和2.59d B。

(6) 接收机灵敏度:根据链路预算分析中计算所得

4、总结

LTE链路预算是对系统覆盖规划进行评估的重要指标, 尤其是覆盖性能决定了是否可以带给用户稳定、可靠的业务感知。本文论述了LTE系统的链路预算关键参数取值, 并通过实例阐述了如何基于链路预算得到的最大允许路径损耗来估算小区的覆盖半径和单站覆盖面积。当然覆盖规划还需要结合网络中的设备对小区边缘用户分配的RB数量进行确定, 同时还要考虑边缘用户吞吐量和小区吞吐量之间的平衡;同时实际网络中的无线设备在调度及收发性能方面不尽相同, 在链路预算中需要根据实际情况来确定SINR、RB数量分配、及MCS编码效率等参数。

本文的实例为实际LTE无线网络覆盖规划内容, 说明该链路预算模型可为LTE网络规划部署提供重要支撑。

摘要：链路预算是无线网络规划覆盖规划的重要组成部分, 通过对系统中上下行信号传播途径中各种因素进行分析, 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, 从而结合传播模型确定小区覆盖范围及站间距, 从而初步估算覆盖范围的站点规模。结合作者的实际情况, 本文给出LTE覆盖规划的链路预算具体参数加以分析, 并可将该参数用于实际LTE网络规划和设计。

关键词：链路预算,传播模型,最大允许路径损耗,网络规划,覆盖规划

参考文献

[1]3GPP TS 36.104 v9.3.0.Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) , Base Station (BS) radio transmission and reception.

[2]3GPP TS 36.213 v9.3.0.E-UTRA, Physical layer procedures.

[3]3GPP TS 36.101 va.0.0.E-UTRA, UE radio transmission and reception.

[4]程鸿雁等.LTE FDD网络规划与设计[M].北京:人民邮电出版社, 2013.

[5]郭省力.LTE FDD链路预算及覆盖估算方法研究[J].邮电设计技术, 2012年07期

[6]LTE无线网络规划概述华为技术有限公司

[7]肖清华, 汪丁鼎.LTE系统能力分析[J].通信技术文摘2012年2月第1期

LTE覆盖性能分析 篇3

关键词：FDD LTE；无线覆盖；网络性能；吞吐量

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、引言

随着我国4G相关网络建设步伐的不断加快，对于LTE无线网络覆盖成为当前我国通信行业的热点问题，同时关于相关无线网络的性能及其优化也受到越来越多的关注。在对FDD LTE相关性能指标的优化过程中，首先需要对其参数指标及潜在的影响因素进行分析和综合，并且充分认识到数据吞吐量对于LTE网络性能的重要性，只有这样才能够真正的做好FDD LTE无线网络的优化工作。

二、LTE网络性能评价指标

在目前的无线通信中，其评价指标主要涉及到信道容量、通信质量以及无线网络覆盖等方面，并且三者之间是相互制约的，因此对于无线通信网络的优化也就是追求三者之间的平衡。针对LTE无线系统而言，其评价指标中最为关键的是吞吐量参数。因此，在进行LTE系统的相关优化时，需要充分认识到吞吐量对LTE系统的重要性，紧紧围绕着吞吐量这一指标进行，通过对通信信道、性能参数等进行优化，以更好的改善用户的通信质量。

（一）单用户峰值吞吐量

通常情况下，单个用户在理想状况下的峰值吞吐量又称为系统吞吐量，其主要受到无线通信信道环境、系统负载、终端性能以及所采取的通信模式等诸多因素影响。在FDD LTE无线系统中，其吞吐量的计算可以通过开销分析的方法实现，此种方式计算时不考虑信道环境的影响，是一种理想的情况。在实际的FDD LTE系统吞吐量测试中，需要依据MS传送的CQI等信息对可用MCS的数量进行确定，同时需要结合PRB的数量对相应的传输块量级进行判断。因此对于实际的FDD LTE系统而言，此种吞吐量计算方法更加合理。同时，在计算吞吐量的过程中，还需要将终端的性能考虑在内，假如终端无法实现对最大吞吐量的支持，那么系统的上行和下行吞吐量都会受到限制。与此同时，在下行TBS以及PRB的选取过程中，还需要对有效码率（总信息比特数/信道比特数）进行考虑。根据LTE组织3GPP的相关规定，在有效码率大于0.93的情况下，可以忽略终端初始传送过程中的解码。

（二）小区吞吐量

在FDD LTE系统中，由于存在着不同的业务类型，因此对于带宽的需求也不尽相同，同时由于无线通信所处的环境差异较大，因此通过小区吞吐量参数对无线系统的性能进行描述将显得更加直观和科学。通常情况下，影响小区吞吐量的因素主要有通信频带、小区载荷、天线类型以及小区间距等。在NGMN的小区吞吐量模拟环境中，其条件限定为：市区环境、小区间距500米、用户移动速度3千米/时、天线类型为交叉极化。在其仿真的结果中，对于上行而言，单用户吞吐量峰值为小区平均吞吐量的2.5倍，对于下行而言，单用户吞吐量峰值为小区平均吞吐量的5倍。

（三）边缘吞吐量

根据3GPP的相关规定，定义边缘吞吐量为单用户峰值吞吐量累计分布的5%对应的取值。在LTE系统中，边缘吞吐量设计为R6的两到三倍。根据相关的外场试验评测结果显示，在基站间距为500米时，当小区内均有十个用户而且为满负荷运行时，才下行采用MIMO多天线模式，此时边缘效率在0.06的用户大致等于UTRA的三倍，而上行则大致为2.5倍。因此在LTE网络建设的初期阶段，由于用户数量较少，因此在边缘效率的选取上采用类似于仿真值，可以在满足正常LTE通信需求的同时对模拟情景进一步分析和认识，为后期的网络优化提供重要的参考。

三、影响LTE性能的因素及优化策略

LTE系统不仅实现了对频率和码域的充分利用，同时还有效的拓展了空时域的应用，使得系统的性能得到大幅度提升。在对LTE系统产生影响的因素中，既包括传统的业务类型、信道环境、通信带宽等参数，同时还受到MIMO模式的影响。

（一）系统通信带宽

LTE系统支持的通信带宽种类较多，而且于不同的频谱能够提供的载波数量不尽相同，通常情况下，系统的通信频谱越宽则系统吞吐量越大。

（二）控制信道开销

对于LTE系统而言，其内存在着多种不同的控制信道，而且会对系统的吞吐量产生较大的影响。当控制信道开销出现增加时，则会相应的改变传输块量级和编解码方式，从而对系统吞吐量造成影响。

（三）信道环境

在不同的信干比情况下，LTE系统会选取不同的调制和编码方式，从而使得单个符号的比特数有所差异，因此对影响系统的吞吐量。

（四）MIMO模式

在LTE系统中，MIMO多天线技术发挥着十分重要的作用，通过利用天线分集、波束赋形（DBF）等方式可以成倍提升系统吞吐量。因此在实际的研究过程中，需要使用MIMO模式而非分集模式。

根据对FDD LTE相关参数影响因素的分析，结合FDD LTE系统的特点，在其优化过程中主要有以下几个思路：其一，提升网络覆盖区域；其二，通过抗干扰技术降低小区间干扰，提升小区的信干比；其三，通过利用自适应算法提升系统的资源利用效率；其四，引入MIMO多天线自适应技术，进一步提升系统吞吐量和用户通信质量；其五，实现系统灵活调度，保证系统性能参数之间的均衡。

四、结束语

FDD LTE系统的优化是一个不断进步的过程，需要在实际的优化实践中不断总结。在未来的LTE系统优化中，吞吐量指标将作为主要的优化指标进行分析和综合，这也是实现高质量LTE网络的前提条件。

参考文献：

[1]金云强.LTE网络承载能力与特点研究[J].通信与信息技术，2013（05）.

[2]李佳俊，文博，许国平.FDD LTE系统容量研究[J].邮电设计技术，2013（03）.

LTE覆盖性能分析 篇4

【问题描述】

6月29日观察每日零流量情况，发现市区和谐佳苑站点2扇区连续3天出现零流量情况。进一步对和谐佳苑站点2扇区在上周（0622-0628）进行流量查询，发现该小区自6月25日11时之后就开始出现零流量情况。

【原因分析】

1、通过U2000查询站点运行情况，发现该站点当前状态下无告警，站点运行正常，通过告警日志查询也未发现该站点上周的告警信息。

2、查询该小区上周上周（0622-0628）用户数情况，发现该站点2扇区从6月25日11时之后开始出现无用户数情况。

3、查询该小区上周RRC建立成功率情况,同样是在6月25日11时之后开始出现RRC请求建立次数为0的情况。

【解决方法】

经过以上信息查询，未发现站点存在的问题，因此于6月29日上午9：30对该和谐佳苑2扇区进行单板复位。复位后站点运行正常，现场对该小区进行验证性测试，测试下行平均速率为47.77Mbps。

查询站点单板复位后小区流量使用情况，已恢复正常。【经验教训或建议与总结】

TD-LTE深度覆盖解决方案 篇5

一、研究TD-LTE深度覆盖解决方案的重要性

移动网络的运行质量是根据深度覆盖程度来作为最基本的衡量指标的,其能够直接决定用户的的使用感受。而TD-LTE深度覆盖能力是影响TD-LTE网络性能的关键,因而相关研究人员应以某城市建立移动网络初期为例,通过对用户反馈回来的深度覆盖效果问题进行分析,以找出不同场景下最为合理的深度覆盖方案。这样一来,城市各个用网场景就能够采用具有时效性的网络设备以及网络架构,来保证深度覆盖的性能。由此可见,研究TD-LTE深度覆盖解决方案的重要性,相关研究人员应将其重视起来[1]。

二、TD-LTE深度覆盖过程中存在的问题

在未来,TD-LTE是中国移动高速数据业务其承载作用的主要运行网络,其网络的运行质量和覆盖的范围能力将直接影响所在市场环境的竞争情况。目前,网络用户呈现出粘性增长速度快以及数据业务需求量大的发展趋势,这就对网络的覆盖范围、覆盖质量提出了更高的要求。然而,TD-LTE是一种高频谱的移动网路,因而采用一般的网络规划技术很难实现其对深度覆盖能力的目标。以某城市地区进行移动网络建设过程为例,由于试验网组织测试的建设规模不断扩大,深度覆盖方案已经在七个居民小区得到了相关的数据结果。据统计,小区室内移动网路的覆盖效果并不理想。具体来说,对七个居民小区进行的深度覆盖测试,只有其中一户的网络平均下载速度达到了10Mbit/s以上。造成这一情况出现的原因是,该户人家正对着主瓣,而且与天线之间的距离较短[2]。而大部分的浅层覆盖网络只能满足移动网络用户在窗口部位进行的CPE/MIFI等终端业务服务。在密闭的空间,该地区的移动深度覆盖效果较差。例如,手机终端基本没有达到深度覆盖的网络应用要求。

三、TD-LTE深度覆盖问题的解决方案

3.1异构网络深度覆盖解决方案

对于TD-LTE深度覆盖问题,应采用异构网络来找出具有实际覆盖意义的解决方案。具体来说,异构网络应用的核心技术在于避免干扰以及层间的移动性管理。如图1所示,为异构网络实现干扰作用的示意图。

图中显示的干扰(a)没有介入到CSG小区,其是被HENB信号的干扰作用影响,而(c)则是处在被其他用户的干扰作用影响。对于异构网络的解决方案来说,其层间的移动性管理是极为重要的组成部分。其能够实现低速网络用户优先进入低层小区的目标,这就有效减少了切换频率所带来的网络负荷,从而提高TD-LTE深度覆盖的效果。

现阶段,我国移动通信频率的建设呈现出日趋紧张的状态,这就要求其产业链的发展要日趋成熟。针对这一问题,产业链在中近期内,应采用FD频段对某一区域进行大范围的深度覆盖。该解决方案对于低发射功率的基站,可采用室内分布系统的补偿计算方法,来实现移动网络的深度覆盖。这样一来,伴随着异构网络产品功能的日趋健全,在未来的发展过程中,将按小区建设的形式进行覆盖设置。具体来说,对于高价值高网路数据通信密度的楼宇,应采用分布系统来进行补偿。与此同时,还可结合微基站与宏站对网络覆盖盲区或业务量大的区域进行补偿。而对于中低端的写字楼或是住宅小区等,则可采用与非小区进行深度覆盖的解决方案相似的方法来实现控制[3]。例如,将多层次、多基站的方法融入其中,这是实现TD-LTE的深度覆盖的有效解决方案。

3.2微站深度覆盖解决方案

微站在我国的移动网络系统中,主要被作用于为深度覆盖补充和宏站局部热点容量提供解决方案。在此过程中,如果将微站作用于整网的连续覆盖,容易给网络使用性能造成不利影响。除了TD-LTE多天线移动网络技术也得不到应有的发挥,其应用成本也较高。因而,相关建设人员应在对移动网络进行整体部署中,将微站进行具体布置。例如,在应用微站对某城市居民区进行深度覆盖设置时,要按照弱覆盖范围进行盲点部位布置。此外,还要对微站深度覆盖解决方案进行优化选择,这是提高弱覆盖区域移动网络设置连续性的关键。具体的方案评估,可采用与宏站评估相同的系统技术,即RSRP、RS—SINR,这是提高居民区移动网络盲区覆盖率的关键[4]。值得注意的是,应用微站进行覆盖补充时,可在宏站评估指标参数的基础上,对实际的容量增益效果进行确定。事实证明,小区移动网络的使用情况逐渐提高了居民区的业务承担指标。

移动网络微站的规划工作,具有覆盖范围小、网络底层规划难度高以及发射功率低等特点。因而,在应用微站进行移动网络覆盖的补盲场景规划过程中,要根据TD-LTE移动网络建成后的网络数据实际运行情况进行合理性设置。其中要获取的网络数据信息情况有:对于移动网络用户的弱覆盖投诉问题,相关建设人员要根据投诉的所在位置,判断其是否处在现有的宏站覆盖盲区,这是决定是否采用微站补充的关键。当应用微站补充技术完成移动网络的数据更新后,总库还要将其呈现在所有网络用户的资料信息上。与此同时,通过号码信息控制,来实时监控信号状态的变化。

结束语:

综上所述,移动网络的相关建设人员应从实际的深度覆盖问题入手,来研究TD-LTE深度覆盖的补充效果。这是因为,不断扩充的移动网络已经严重到用户的使用效率。为解决TD-LTE深度覆盖过程中存在的问题,应根据移动网络实际运行缺点,来对现有的解决方案进行筛选。这就使移动网络运行的解决方案设置具有一定针对性,相关研究人员应将其重视起来。

参考文献

[1]崔航,王四海,李新,杨光.TD-LTE重叠覆盖及解决方案分析[J].移动通信,2013,21:17-21.

[2]徐德平,张炎炎,焦燕鸿,邓安达.TD-LTE深度覆盖解决方案研究[J].互联网天地,2013,12:58-62.

[3]刘三思,赵妍.TD-LTE网络深度覆盖解决方案探讨[J].电信工程技术与标准化,2013,09:26-30.

LTE覆盖性能分析 篇6

“中国移动今年重点保障TD-LTE覆盖超过100个大中城市, 基站数量超过20万, 下一步计划将TD-LTE的覆盖城市扩展到300个以上, 在全国更多的城市建设TD-LTE的网络。”中国移动副总裁李正茂在12月3日的2013移动互联网国际研讨会上给出一组TD-LTE发展的最新数据, 并强调, 中国移动已采购了超过100万部的TD-LTE终端, 还将通过规模化的终端采购拉动多模多频终端芯片的全面成熟。

“LTE覆盖绝不限于单一技术”

不难看出, 在全球TD-LTE商用网络开通23个、国内4G牌已经发布的利好因素刺激下, 中国移动的TD-LTE部署已经在广覆盖的同时更加强调深覆盖和精细化布局, 这也激发了载波聚合、多天线、小型基站等新技术和新设备加快投入应用。

全球TD-LTE的用户规模到今年10月已经累计超过500万, 按照产业链人士的预计, 在国内4G发牌后, 国内4G用户量的迅速增长将在短时间内就超越500万这个数字。为了应对大流量业务在热点区域对网络容量带来的挑战, 在宏蜂窝之外, 多种覆盖技术的综合应用, 已成为产业链的共识。

在Small Cell的部署趋势下, 2012年中国移动就已在LTE部署上重点考虑了Nanocell这一新型微基站的应用。作为集成了Small Cell (如Picocell、Femtocell等) 与运营商级WLAN的产品形态, Nanocell被视为适合部署在企业、热点与家庭等场景中, 并通过支持2G/TD/LTE各种制式, 提供高质量、高容量的宽带接入方式。近日, 这一技术因2013年的Wi-Fi全球大会又再次受到了业界的关注。

Nanocel适用性突显

据中兴通讯的技术专家称, 中国移动正在推广Nanocell基站的应用, 其隐形化的设置、多技术的支持等, 用于热点区域、室内等环境中的覆盖可以很大程度解决目前的深度覆盖问题, 而且可以吸收很大的业务量。但该产品能在4G网络中承担多大的任务还取决于其芯片产业链的成熟度。

从技术上看, Nanocell可以网络信号更稳定, 用户平均可用网络带宽更宽, 终端发射功率显著降低, 且功耗小;与WLAN使用非许可频段、采用尽力而为的业务保障机制不同, Nanocell能有效控制干扰问题, 能给用户提供电信级的业务质量和更为丰富的业务类型, 最为重要的是Nanocell充分利用其IP回传的能力提供即插即用的站址。

谈到具体的应用进展, 据中国移动研究院无线所的技术专家称, 中国移动目前已与产业合作推出2款Nanocell产品, 完成首批产品实验室测试并在北京、杭州、青岛、沈阳、广州等城市开展外场试点, 同时还与合作厂商签署了MOU。2014年, 中国移动计划将这一产品大规模部署, 与宏蜂窝网络组成分层网络, 提供覆盖和容量补充, 并发布多制式全系列Femto/Nanocell企标。

另一种备受业界关注的LTE-Hi技术凭借其高速率以及高频段的特点, 以及抗干扰性能, 也一度成为产业链热议的关键词。在Nanocell的快速发展下, 业界有观点认为LTE-Hi未来与Nanocell的融合将不失为一种新的热点覆盖和业务分担的方式。

222

LTE覆盖性能分析 篇7

通过近年来的大力建设, LTE网络已初具规模, 尤其是中国移动的TD-LTE网, 已基本完成全覆盖。但是, 在现网LTE优化中, 密集市区内无线环境较为复杂, 由此导致弱覆盖及重叠覆盖等问题。通过大量的现场数据采集, 以及后台分析, 我们可通过调整天线权值, 灵活改变不同场景下的天线覆盖波束形状, 增强主瓣的信号强度, 抑制旁瓣的信号干扰, 来无线信号优化的目的。

2两次验证站点

两次验证站点如图1-2所示。

按照30度半功率角的厂家幅度和相位整理的对应天线权值:

APXTM14-CT6

YDA-2015/2616D4T6-BC

3 天线权值修改值

按照65度半功率角的厂家幅度和相位整理的对应天线权值:

APXTM14-CT6

YDA-2015/2616D4T6-BC

4 现场测试评估

【第一次测试情况】

选取3个站点 (南京压力表厂试扩L、18中试扩L、宏光路试扩L小区) 进行了天线权值修改前后的测试评估。修改前后测试指标对比如图1所示。

由图1可以看出, 覆盖区域RSRP变化不大, 但SINR值有明显改善。

覆盖区域样本点详细数据对比如表3所示。

第二次回退、激活前后指标对比如图2所示。

由图2可以看出, 覆盖区域SINR有明显改善, PDCP DL提升也比较明显。

覆盖区域样本点详细数据对比如表4所示。

【第二次测试情况】

选取2个站点 (金鑫兄弟试扩L-1、南北中村试扩L-2小区) 进行了天线权值修改前后的测试评估, 以下为修改前后测试指标对比图, 如图3所示。

由图3可以看出, 覆盖区域RSRP、SINR、PDCP DL均有明显改善。

覆盖区域样本点详细数据对比如表5所示。

5 指标变化趋势

指标变化趋势如图4所示。

权值修改后, 与上一周同时段对比:CQI平均值在闲时有上升在忙时无明显变化;盲重定向回23G的比例无明显变化。

6 应用场景选择

对于智能天线, 通过权值设置可以改变广播波束宽度。常见的广播波束宽度有30°, 65°, 90°, 120°。所谓波束宽度是指波束中比最大增益小3d B的两个点之间跨越的角度。在不同场景, 可以采取不同的广播波束宽度。广播波束宽度设置一般遵循以下原则:

对于密集城区, 一般采用65度的广播波束宽度。

对于郊区、农村开阔地带, 一般采用90度的广播波束宽度。

对于特殊场景的覆盖需求, 可采用30度、120度等特殊波束宽度。

7 结语

通过以上数据对比分析, 修改权值后的区域RSRP值及SINR值都有不同程度的提升, 在站点密集区域使用合理的天线权值, 对控制覆盖范围、抑制邻区系统内干扰、优化网络重叠覆盖等方面都有明显的效果。

建议在重叠小区覆盖多的场景, 非指向覆盖的路段, 主瓣信号较强的小区, 修改天线权值为30度, 减少旁瓣的信号干扰, 能使得整个网格的覆盖性能、速率指标、网络质量有效提升。

参考文献

[1]高峰, 高泽华.TD-LTE技术标准与实践[M].北京:人民邮电出版社, 2011.

LTE覆盖性能分析 篇8

LTE网络发展已完成规模建设, 基本实现连续覆盖。深度覆盖不足对网络健康发展的掣肘问题日益突出, 增强深度覆盖成为提升网络质量和用户感知的重要课题。多扇区组网技术就是在站点和频谱资源受限情况下提出的一种新型组网建设解决方案。

多扇区组网可带来覆盖增益约2~3d B、扇区容量增益约30%~50%, 从而有效解决运营商面临的新建站选址困难、新建站点高成本、载波扩容需要更多频谱、业务量迅猛增长等问题, 简便、以高效地对LTE网络进行补盲和扩容, 既不增加基站站址数量, 又可以降低了减少工作量和复杂度。

2 四扇区典型应用场景

根据MR数据统计, LTE70%以上的数据业务发生在室内。随着用户群体的不断壮大, 用户需求的不断提高增加, 增强室内深度覆盖成为提升网络质量和用户感知的重要课题。现网采用经典的三扇区覆盖, 存在如下特定场景:

(1) 如图1所示, 居民小区密集, 存在不只三个主需求方向, 且对深度覆盖要求较高, 旁瓣覆盖力有不足。

(2) 如图2所示, 由于投诉处理等原因, 主覆盖方向异常, 扇区夹角不平衡, 增加四扇区以保证良好的连续覆盖。

(3) 如图3所示, 优化过程中优先保证道路连续覆盖, 牺牲了室内覆盖率, 建议提前规避, 避免升级为产生投诉。

3 基本原理

现网三扇区改造为四扇区需要增加一个物理扇区, X指的就是第四个扇区采用何种实现方式。增加的物理扇区可以选择A:8通道的宏站RRU, 也可以选择比较灵活的B:2通道的微型RRU。原理如图4所示。

3.1 8+X四扇区技术方案对比

(1) 8+2方案

优点:

1) 多产品选择:可以选择Bookrru、Easymacro、RRU 3172等设备, 支持多RRU小区合并;

2) 体积小, 安装方便;

3) 可以与8通道宏站扇区进行小区合并, 达到抗干扰的目的, 合并后没有容量增益, 适用于对覆盖要求高的区域;

4) 可以通过分裂方式实现容量的增加。

缺点:

1) 2通道RRU的功率较小, 覆盖距离相对8通道RRU较小;

2) 窄波瓣覆盖范围较小;

3) Bookrru仅支持D频段设备, 另外两种可以支持FAD全频段。

(2) 8+8方案

优点:

1) 8通道RRU可以与宏站之间通过beaforming的特性进行干扰抑制;

2) 满功率发射覆盖距离较远, 覆盖增益相对较大, 并可以能通过天线权值调整覆盖范围。

缺点:

1) 波瓣宽度较大, 重叠覆盖不易控制;

2) 体积大, 天面空间占用较多;

3) 不能进行小区合并。

3.2 8+X四扇区技术改造硬件需求

(1) 8+2需要设备:LBBP基带板1块, AAU 3240 (easymacro) 1台, 野战光缆1条, 10G光模块2个, 辅料1套。

备注:2通道和8通道小区不能共用基带板, 需新增一块LBBP板。

(2) 8+8需要设备:RRU32771个, 高增益天线1副, 野战光缆1条, 10G光模块2个, 辅料1套。

4 8+X四扇区技术应用效果

某地进行试点8+X四扇区技术试点研究, 分别进行8+2与8+8方案硬件改造, 并通过实际测试、指标分析等手段验证效果, 证实了四扇区技术提升覆盖的可行性, 方案对增强深度覆盖、降低弱覆盖比例效果明显。

4.1 8+X四扇区技术方案效果验证

8+2方案新增的2通道第4扇区与原1扇区进行小区合并, PCI=196, 在增强覆盖广度、深度的同时, 较大程度地减少了切换、降低了干扰。

8+8方案新增的8通道第4扇区规划使用PCI=194, 与相邻小区规避MOD 3干扰, 开启beaforming自适应进行干扰抑制。

(1) 室内测试对比

四扇区方案改造后的室内覆盖平均RSRP提升5d B左右 (图5) , 覆盖优良比上升, 未引入负面影响。

(2) MR指标对比

两种四扇区方案改造后, 基站的MR弱覆盖比例均大幅降低, 降低幅度可达40%-60% (图6) , 表明使用四扇区技术解决基站单方向弱覆盖问题具有较大可行性。

(3) 干扰指标对比

两种四扇区方案改造后未引入系统内其他干扰, 干扰噪声指标正常, 在-115d Bm上下波动 (图7) 。

(4) 容量提升对比

两种四扇区方案改造后, 基站吞吐量指标均有一定提升, 流量增加约10%-20% (图8) , 说明四扇区技术在基站话务分担、容量扩容方面可以起到积极作用。

(5) BF特性—波束赋形

鉴于新增8通道第四扇区使用厂家新型高增益智能天线 (ATD451800) , 支持BF特性, 因此本试点探讨了是否可以通过波束赋形以实现收窄波瓣宽度, 增强主打方向的覆盖, 同时降低对相邻小区的同频干扰。

1) 天线权值配置

广播Beamforming是e Node B针对公共信道信号进行加权的波束赋形技术, 即对广播波束进行赋形。广播Beamforming主要应用于8T8R场景, 通过应用厂家提供的天线权值参数, 可以改变广播波束的宽度, 提升小区覆盖性能。见表1、图9。

2) BF前后对比验证

测试BF修改前后第四扇区主要覆盖范围。分析外场测试结果, 对比主瓣信号强度 (沿RSRP电平值约为-85d Bm的边界拉线) , 可以明显看出:波束赋形为30度后, 主瓣波束变窄, 覆盖距离略有延长, 旁瓣覆盖弱化明显。测试结果符合仿真评估 (图10) 。

4.2 建议

针对普遍存在的单一方向弱覆盖或深度覆盖不足场景, 提出如下建议:

(1) 优先推荐使用8+2改造方案, 在满足改善覆盖的前提下, 可以选择进行小区合并或小区分裂, 灵活应对满足现网需求。

(2) 8+8改造方案满功率发射覆盖距离较远, 可以通过beaforming特性进行干扰抑制, 并调整天线权值改变覆盖距离, 对某些场景的覆盖提升效果更加明显。2通道RRU功率能力不足, 并且天面环境允许的站点, 可考虑采用此方案。

(3) 8+X四扇区改造适合特定弱覆盖场景, 对于基站密度较大区域, 将相应增加网络重叠覆盖度, 建议使用窄波束天线, 并综合考虑。

5 结束语

本文研究了8+X四扇区技术组网的方案和方法, 成功验证了新增第四扇区提升覆盖的可行性, 对增强深度覆盖、降低弱覆盖比例效果明显。

中国移动目前已完成TD-LTE大规模部署, 未来几年, TD-LTE将承担起中国移动数据业务发展和用户感知体验的重任。而超过70%的LTE数据业务发生在室内, 因此, 增强深度覆盖将是贴合用户需求、提升用户满意度的重点方向。

参考文献

[1]王映民, 孙绍辉.TD-LTE技术原理与系统设计.北京:人民邮电出版社, 2010.

[2]沈嘉, 索世强, 全海洋, 等.3GPP长期演进 (LTE) 技术原理与系统设计.北京:人民邮电出版社, 2008.

[3]元泉, 赵文超.LTE轻松进阶.北京:电子工业出版社, 2012.

[4]Hidekazu Taoka, Satoshi Nagatam, Kazuaki Takeda etc.MIMO and Co MP in LTE-Advanced.NTT DOCOMO Technical Journal Vol.12 No.2.

[5]秘俊杰.TD-LTE多天线技术应用研究.数字通信, 2011 (6) .