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【摘 要】 TD-LTE网络面临着建网使用频段,频率具体规划、同异频组网、TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进等问题,通过对LTE关键技术的研究,指导LTE无线网络建设的规划设计,简化其他制式网络与TD-LTE网络的组网方案,更好的实现目标覆盖区域内的连续覆盖和深度覆盖。
【关键词】 网络规划;关键因素
引言:
在移动互联网、智能手机和各式各样平板电脑的快速发展和推动下,越来越多的移动通信用户成为移动互联网用户,推动了移动数据流量的增长。TD-LTE是融合移动通信与互联网特点而开展的创新业务,主要满足市区的中高速率数据服务。
一、TD-LTE无线网络规划中关键因素影响分析
1、TD-LTE无线网覆盖规划设置分析
(1)设备发射功率对覆盖的影响
在网络的建设过程中,基站设备的发射功率越大,其幅射范围越大,技术的使用效果更好。但是由于TD-LTE网络采用的是同频组网方式,因此,设备的发射频率应适当,如果过大,反而会因附近基站的彼此影响,使网络的覆盖区域与容量下降,适得其反。所以,基站的发射功率在地理位置较小的范围内,不宜太大。
常用的带苋配置方案中,1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz这6种都可以用于TD-LTE系统实现中。但是,在利用建设TD-LTE网络时,为了赢得市场,提高频谱效率和网络性能,会选择的方案至少达到10MHz,而当下的网络都在采用的多为20MHz的带宽配置方案,那么基站的发射功率会达到40w(46dBm)。
(2)RB配置对覆盖的影响
RB是指网络系统为业务信息分配的资源单元,一个RB包含数量不定的RE(资源单元),包含12个频域上的子载波和时域上一个slot周期构成。它是用来描述物理信道到资源单元的映射。不同的网络会根据性能要求对RB进行配置。RB配置会对下行覆盖性能与上行覆盖性能产生影响。在TD-LTE系统中,基站设备的发射功率在RB是均匀分配的,由于RB的配置数量与有效全面幅射功率(EIRP)成正比的,与下行信道的底噪也是成正比的,那么,可以通过提高RB数量来提高EIRP,小区的覆盖半径也会增加。同样,RB配置数量增加也会使下行信道的底噪提升,如此一来,小区的覆盖半径就不会扩大了。而RB配置数量的增加会引起上行信道的底噪提升,但是,终端的最大发射率会受有上限限制,如果设备已经是最大发射功率的,那么,RB配置数量的增加就会减小覆盖半径。
(3)区域内的用户数量对覆盖的影响
区域内的用户数量会影响到TD-LTE技术网络的性能,通常网络的容量越大越好,但是,容量越大,其投入的成本也就越大,网络规划时,一定要找到容量设置与资本投入的最佳平衡点,才能满足小区用户系统的负荷要求,当小区内用户数量有一定增加时,也不会对小区的网络使用性能产生过大的影响。
2、TD-LTE无线网容量规划中关键因素分析
(1)分组调度算法对容量的影响
在TD-LTE系统中,轮询调度算法、正比公平调度算法、最大载干比算法是常用分组调度算法,三者在系统的服务公平性、吞吐量、资源利用上各在优缺点。例如轮询算法虽然系统的资源的利用率低,吞吐量不高,但是网络服务的公平性较好。而正比公平调度算法则会平衡系统吞吐量与服务公平性。而最大载干比算法则实现了系统吞吐量的最大化,这样服务的公平性就很难得到保障了。因此,在进行网络规划时,要综合考虑不同算法的优缺点,具体情况具体分析,选择最佳的分组调度算法。
(2)CP(循环前缀)配置对容量的影响
在TD-LTE系统中,CP的主要作用是解决符号间和载波间的干扰。CP的使用虽然解决了符号间和载波间的干扰,但是,却也会耗费一定量的系统资源。例如会占用一定的功率,造成功率的损失,使OFDM符号速率降低,如果信号的传输带宽没有交换,频谱效率会降低,就会使系统的带宽造成一定的损失。而CP的配置长度也要考虑系统的实际需要,既不可太长,太长会给系统带来太大的损失,而太短又会影响到功能的实现。
(3)带宽对容量的影响
多种带宽配置适合于TD-LTE系统的建设。不同的带宽会影响到RB配置的数量,而RB配置的数量又会影响到峰值速率。带宽与RB配置的数量,RB配置的数量与峰值都是正比例关系。因此,进行TD-LTE网络规划时,要将带宽与网络容量之间的关系考虑进去,才能规划出标准的、科学的网络。
(4)多天线技术对容量的影响
多天线技术(M1MO)被应用于TD-LTE系统中,这一技术的三种工作模式都会对网络容量产生影响。第一种工作模式是空间复用,它可在多信道中同时传输不同的信息,多信道同时传输,就可以将系统的峰值速率提高多倍,因此,这一技术被广泛的应用于城区集中、信号散射多的区域。第二种工作模式是传输分集,主要分为时间分集、空间分集、频率分集,这一技术可实现多信道中相同的信息同步传输,这种工作模式具有良好的信息收发可靠性和信息传播的覆盖性,如果覆盖区域是对信息传输可靠性要求较高的环境,则适合采用这一工作模式。第三种工作模式是波形赋形,它是通过一定的算法赋形将多路天线阵列转换为单路传输信道,结合对信道精确的分析,针对用户特点形成波束,可以有效的解决用户之间的干扰问题,提高了网络的覆盖面,提高了系统的信息吞吐量。
二、如何进行TD-LTE网络规划
综上所述,根据TD-LTE无线网络规划关键因素影响分析。从而针对以下方面研究一下在实践中如何进行TD-LTE网络规划:
1、TD-LTE无线网络规划
LTE的相关技术,包括物理层技术、网络结构以及调度算法等与其他系统有着较大区别,LTE规划流程分前期准备、预规划、详细规划与常规系统类似,其存在较大差异的是小区边界用户频率规划、用户和业务模型以及容量仿真等;LTE规划的重点于覆盖规划、容量仿真和参数规划。 2、LTE网络覆盖规划
与GSM、TD-SCDMA等网络相比,LTE覆盖需要制定针对性的无线覆盖目标,体现在不同目标区域对于覆盖质量指标要求的差异化。LTE系统帧结构设计、编码调制方式、共享业务信道和时域/频域的两维调度等技术使得LTE系统覆盖具有新的特色。LTE的网络覆盖规划可以采用的规划方法:
(1)通过链路预算确定覆盖距离。
根据业务速率覆盖目标,通过链路计算预算和仿真分析,得出系统在不同覆盖类型中一定功率下可以覆盖的区域距离。
(2)对RS信号、上下行控制信道的覆盖性能进行预测。
(3)结合小区边缘业务速率来评定小区的有效覆盖范围。
根据已建设站址,在额定功率配置下,利用系统发射机到达原有小区覆盖边缘的用户业务速率来评定有效的覆盖范围。
3、LTE网络频率规划
LTE网络频率规划的重点是频率复用,频率复用距离以内的小区使用不同频点,避免同频干扰;频率复用距离以外的小区可使用相同频点,提高频谱效率。TD-LTE本身具有同频干扰受限的特点,为保证小区边缘的载干比,避免同频干扰,室内覆盖频率应与室外频率不同。我国已经决定将D频段(2500-2690MHz)共计190MHz的频率采用全TDD方式进行划分,移动实验网将D频段用于室外覆盖,室内覆盖使用E频段的资源。
4、LTE网络容量规划
LTE系统得容量影响因素包括了用户分布情况、调度算法、时隙配置、频率配置、干扰抑制等。在进行TD-LTE网络容量规划时,可采用软件仿真以及实际测量统计数据得到LTE网络的小区吞吐量和小区边缘吞吐量。通过软件仿真还可以知道,采用合适站距并接近理想蜂窝结构的规划方案其小区吞吐量提升明显,因此容量规划还需要对网络的结构进行有效规划,严格按照站距原则选择站址,避免高站及偏离蜂窝结构较大的站点。
三、结语
随着我国移动通信发展的加快,现在即将迎来TD-LTE商用大潮,TD-LTE技术也是在不断更新发展的,随时分析TD-LTE规划方式是十分有必要的,也是为TD-LTE走向商用做好准备。
参考文献:
[1]刘宝昌,胡恒杰,朱强,TD-LTE无线网络规划研究[J],电信工程技术与标准化,2010(01)
[2]余智,肖征荣,3G移动网络规划的覆盖和容量的计算[J],中国无线电,2009(01)
【关键词】 网络规划;关键因素
引言:
在移动互联网、智能手机和各式各样平板电脑的快速发展和推动下,越来越多的移动通信用户成为移动互联网用户,推动了移动数据流量的增长。TD-LTE是融合移动通信与互联网特点而开展的创新业务,主要满足市区的中高速率数据服务。
一、TD-LTE无线网络规划中关键因素影响分析
1、TD-LTE无线网覆盖规划设置分析
(1)设备发射功率对覆盖的影响
在网络的建设过程中,基站设备的发射功率越大,其幅射范围越大,技术的使用效果更好。但是由于TD-LTE网络采用的是同频组网方式,因此,设备的发射频率应适当,如果过大,反而会因附近基站的彼此影响,使网络的覆盖区域与容量下降,适得其反。所以,基站的发射功率在地理位置较小的范围内,不宜太大。
常用的带苋配置方案中,1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz这6种都可以用于TD-LTE系统实现中。但是,在利用建设TD-LTE网络时,为了赢得市场,提高频谱效率和网络性能,会选择的方案至少达到10MHz,而当下的网络都在采用的多为20MHz的带宽配置方案,那么基站的发射功率会达到40w(46dBm)。
(2)RB配置对覆盖的影响
RB是指网络系统为业务信息分配的资源单元,一个RB包含数量不定的RE(资源单元),包含12个频域上的子载波和时域上一个slot周期构成。它是用来描述物理信道到资源单元的映射。不同的网络会根据性能要求对RB进行配置。RB配置会对下行覆盖性能与上行覆盖性能产生影响。在TD-LTE系统中,基站设备的发射功率在RB是均匀分配的,由于RB的配置数量与有效全面幅射功率(EIRP)成正比的,与下行信道的底噪也是成正比的,那么,可以通过提高RB数量来提高EIRP,小区的覆盖半径也会增加。同样,RB配置数量增加也会使下行信道的底噪提升,如此一来,小区的覆盖半径就不会扩大了。而RB配置数量的增加会引起上行信道的底噪提升,但是,终端的最大发射率会受有上限限制,如果设备已经是最大发射功率的,那么,RB配置数量的增加就会减小覆盖半径。
(3)区域内的用户数量对覆盖的影响
区域内的用户数量会影响到TD-LTE技术网络的性能,通常网络的容量越大越好,但是,容量越大,其投入的成本也就越大,网络规划时,一定要找到容量设置与资本投入的最佳平衡点,才能满足小区用户系统的负荷要求,当小区内用户数量有一定增加时,也不会对小区的网络使用性能产生过大的影响。
2、TD-LTE无线网容量规划中关键因素分析
(1)分组调度算法对容量的影响
在TD-LTE系统中,轮询调度算法、正比公平调度算法、最大载干比算法是常用分组调度算法,三者在系统的服务公平性、吞吐量、资源利用上各在优缺点。例如轮询算法虽然系统的资源的利用率低,吞吐量不高,但是网络服务的公平性较好。而正比公平调度算法则会平衡系统吞吐量与服务公平性。而最大载干比算法则实现了系统吞吐量的最大化,这样服务的公平性就很难得到保障了。因此,在进行网络规划时,要综合考虑不同算法的优缺点,具体情况具体分析,选择最佳的分组调度算法。
(2)CP(循环前缀)配置对容量的影响
在TD-LTE系统中,CP的主要作用是解决符号间和载波间的干扰。CP的使用虽然解决了符号间和载波间的干扰,但是,却也会耗费一定量的系统资源。例如会占用一定的功率,造成功率的损失,使OFDM符号速率降低,如果信号的传输带宽没有交换,频谱效率会降低,就会使系统的带宽造成一定的损失。而CP的配置长度也要考虑系统的实际需要,既不可太长,太长会给系统带来太大的损失,而太短又会影响到功能的实现。
(3)带宽对容量的影响
多种带宽配置适合于TD-LTE系统的建设。不同的带宽会影响到RB配置的数量,而RB配置的数量又会影响到峰值速率。带宽与RB配置的数量,RB配置的数量与峰值都是正比例关系。因此,进行TD-LTE网络规划时,要将带宽与网络容量之间的关系考虑进去,才能规划出标准的、科学的网络。
(4)多天线技术对容量的影响
多天线技术(M1MO)被应用于TD-LTE系统中,这一技术的三种工作模式都会对网络容量产生影响。第一种工作模式是空间复用,它可在多信道中同时传输不同的信息,多信道同时传输,就可以将系统的峰值速率提高多倍,因此,这一技术被广泛的应用于城区集中、信号散射多的区域。第二种工作模式是传输分集,主要分为时间分集、空间分集、频率分集,这一技术可实现多信道中相同的信息同步传输,这种工作模式具有良好的信息收发可靠性和信息传播的覆盖性,如果覆盖区域是对信息传输可靠性要求较高的环境,则适合采用这一工作模式。第三种工作模式是波形赋形,它是通过一定的算法赋形将多路天线阵列转换为单路传输信道,结合对信道精确的分析,针对用户特点形成波束,可以有效的解决用户之间的干扰问题,提高了网络的覆盖面,提高了系统的信息吞吐量。
二、如何进行TD-LTE网络规划
综上所述,根据TD-LTE无线网络规划关键因素影响分析。从而针对以下方面研究一下在实践中如何进行TD-LTE网络规划:
1、TD-LTE无线网络规划
LTE的相关技术,包括物理层技术、网络结构以及调度算法等与其他系统有着较大区别,LTE规划流程分前期准备、预规划、详细规划与常规系统类似,其存在较大差异的是小区边界用户频率规划、用户和业务模型以及容量仿真等;LTE规划的重点于覆盖规划、容量仿真和参数规划。 2、LTE网络覆盖规划
与GSM、TD-SCDMA等网络相比,LTE覆盖需要制定针对性的无线覆盖目标,体现在不同目标区域对于覆盖质量指标要求的差异化。LTE系统帧结构设计、编码调制方式、共享业务信道和时域/频域的两维调度等技术使得LTE系统覆盖具有新的特色。LTE的网络覆盖规划可以采用的规划方法:
(1)通过链路预算确定覆盖距离。
根据业务速率覆盖目标,通过链路计算预算和仿真分析,得出系统在不同覆盖类型中一定功率下可以覆盖的区域距离。
(2)对RS信号、上下行控制信道的覆盖性能进行预测。
(3)结合小区边缘业务速率来评定小区的有效覆盖范围。
根据已建设站址,在额定功率配置下,利用系统发射机到达原有小区覆盖边缘的用户业务速率来评定有效的覆盖范围。
3、LTE网络频率规划
LTE网络频率规划的重点是频率复用,频率复用距离以内的小区使用不同频点,避免同频干扰;频率复用距离以外的小区可使用相同频点,提高频谱效率。TD-LTE本身具有同频干扰受限的特点,为保证小区边缘的载干比,避免同频干扰,室内覆盖频率应与室外频率不同。我国已经决定将D频段(2500-2690MHz)共计190MHz的频率采用全TDD方式进行划分,移动实验网将D频段用于室外覆盖,室内覆盖使用E频段的资源。
4、LTE网络容量规划
LTE系统得容量影响因素包括了用户分布情况、调度算法、时隙配置、频率配置、干扰抑制等。在进行TD-LTE网络容量规划时,可采用软件仿真以及实际测量统计数据得到LTE网络的小区吞吐量和小区边缘吞吐量。通过软件仿真还可以知道,采用合适站距并接近理想蜂窝结构的规划方案其小区吞吐量提升明显,因此容量规划还需要对网络的结构进行有效规划,严格按照站距原则选择站址,避免高站及偏离蜂窝结构较大的站点。
三、结语
随着我国移动通信发展的加快,现在即将迎来TD-LTE商用大潮,TD-LTE技术也是在不断更新发展的,随时分析TD-LTE规划方式是十分有必要的,也是为TD-LTE走向商用做好准备。
参考文献:
[1]刘宝昌,胡恒杰,朱强,TD-LTE无线网络规划研究[J],电信工程技术与标准化,2010(01)
[2]余智,肖征荣,3G移动网络规划的覆盖和容量的计算[J],中国无线电,2009(01)