LTE网络规划原理概述.ppt

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1、2021/11/13,TDD LTE网络规划原理概述,Page 2,第1章 TD-LTE无线网络规划流程 第2章 TD-LTE无线网络规划关键技术 第3章 TD-LTE频率规划,Page 3,无线网络规划流程概述,无线网络估算 在规划项目的前期，对未来的网络进行初步的规划。输出无线接入网网元的配置和规模，供项目前期交流及合同制定过程中成本估算使用。 无线网络预规划 规划项目的中期，在估算输出的基础上，对将来的网络做进一步的详细规划，确定更加精确的网络规模和理论站址位置。输出预规划报告可供项目中期交流及合同签署过程中成本估算使用。 无线网络小区规划 规划项目的后期，根据预规划输出的结果，对每一个

2、站点的选择进行实地勘测验证，确定指导工程建设的各项网规相关小区工程参数。 一般需要通过仿真验证小区参数设置及规划效果。输出报告为能够指导工程建设的最终无线网络规划方案。,Page 4,无线网络估算,通过估算，获得对未来网络的粗略定量分析和建设规模，由此得到建设周期，及成本预算等。用于项目前期的交流与合同制定。 无线网络估算包括覆盖和容量估算两部分，取两者最大值。 我司覆盖估算工具为GENEX RND 7.0,容量估算工具为GENEX U-NET 3.7,所需站点数规划面积/单站覆盖面积,LTE覆盖估算流程,创建链路预算,获得小区半径,计算单站覆盖面积,指定区域站点数,最大允许路径损耗,最大小区

3、半径,最大单站覆盖面积,客户需求分析,确定输入参数,上行下行分别进行链路预算 上下行半径的较小值为小区半径,LTE容量估算流程,上下行小区负载都定义为RB使用率 给定目标小区负载和ISD，估算输出小区平均吞吐率 结合话务模型，估算输出扇区服务用户数,Page 7,无线网络预规划,预规划是综合信息收集、网络估算、站址选择、系统仿真，完成无线网络的初步设计。 估算阶段的输出结果成为预规划阶段的输入条件，预规划同时也是对估算工作的验证，根据规划仿真结果重新调整站点数，最后输出合适的理论站点。 在预规划的理论站址选择过程中一般以2/3G现有站址共站考虑，这样预规划输出的结果会更加接近实际，减少选址工作

4、量并保证覆盖达到设计预期。 我司预规划仿真工具为GENEX U-NET V3.7。,LTE网络预规划流程,Page 8,信息搜集包括网络估算和初始站点选择的一些信息，主要来自标书、项目合同、客户要求等。 初始站点选择主要通过实地勘测、把站点导入仿真工程并选取合适传播模型，经过简单覆盖预测后对站点进行初步选择，挑出不合适的站点或无法获取的站点。 系统仿真在初始站点选择基础上，结合相应的话务模型进行Monte Carlo仿真，找出问题区域并通过相应的站点调整措施或其它措施使仿真结果满足要求。,Page 9,无线网络详细规划,无线网络详细规划是综合预规划和小区参数设计，完成满足客户目标的规划方案。

5、小区参数设计主要包括跟踪区、邻区、物理小区ID(PCI)、频率、PRACH参数规划。,LTE网络详细规划流程,Page 10,Page 11,第1章 TD-LTE无线网络规划流程 第2章 TD-LTE无线网络规划关键技术 第3章 TD-LTE频率规划,Page 12,TAC规划（Trace Area Code）,TA规划原则 1）跟踪区的划分不能过大或过小，TAC的最大值由MME的最大寻呼容量来决定； 2）不连续覆盖时，孤岛使用单独的跟踪区，不规划在一个TA中； 3）跟踪区规划应在地理上为一块连续的区域，避免和减少各跟踪区基站插花组网； 4）利用规划区域山体、河流等作为跟踪区边界，减少两个跟踪

6、区下不同小区交叠深度，尽量使跟踪区边缘位置更新成本最低； 5）寻呼区域不跨MME。,TA规划目标： 寻呼信道容量不受限 跟踪区位置更新开销最小 易管理,Page 13,TAC规划 Model 1 “Los Angles”,方案1,方案2,特点：移动性管理主要发生在由专用公路连接的不同人口密集区域之间 Area A：居民区，用户数量多，人口分布相对较为分散，用户移动性较小，寻呼容量不大。 Area B、C：商业区，用户数量多，且分布较为密集，用户移动性相对适中，移动设备使用率较高；该区域内潜在的寻呼容量较大， Area D：区域A和B，C的连接公路，用户数量在特定时间内大量增加，用户移动性较高，

7、移动设备使用率中等；要防止瞬时寻呼和TAU负载尖峰，是整个模型区域的瓶颈。,优点：可以在寻呼负载和TAU负载之间获得平衡 根据各区域特点划分多个TAs，对靠近中心地带的小区划分为独立的TA，如图中TA1，TA4和TA8； 如区域A用户从不同方向进入区域D， TAU 发生在进入TA1不同方向的“缓冲”小区，避免TAU负载尖峰； 进入TA1之后，由于在此区域的用户移动速度较快，为避免TA的频繁更新，将UE与多个TAs关联（如UE的TA列表可以包括TA1，TA4和TA8），保证在寻呼负载和TAU负载之间获得平衡。,缺陷：容易达到TAU负载和寻呼负载瞬时尖峰 划分为三个TA，当大量用户从TA1到TA2

8、或TA3（或者相反方向）时， 如果每个用户都与一个TA关联，则在区域中心的3个小区TAU负载很容易达到瞬时尖峰； 如果每个用户与两个TA区域关联以减少TAU负载，则可能造成寻呼负载的瞬时尖峰。,Page 14,TAC规划 Model 2 “Registration in Densely-populated areaRED”,TAU Storm解决方案 采用基于UE的TA List分配策略。即位于同一个TA的用户被分为两组，MME对不同组的用户分配不同的TA List，这样在TA边界将只有一半的用户需要发起TAU请求，缓解TAU Storm，保证用户的服务质量。,特点：昼夜人口密度差距大；早上有

9、众多用户乘电车前往中心城区，这种快速移动将带来突发通信业务。 尤其在中心城区附近带来大量的突发注册通信业务，将挤占语音或数据业务的资源，造成该区域用户接入服务质量的急剧下降。,Page 15,LTE的PHY_ID码是由主同步码 和辅同步码 组成。其中，主同步码有3种不同取值，辅同步码有168种不同的取值，可以得到504个PHY_ID码。,PCI规划: （Physical Cell ID）,PCI分配的基本条件： 复用距离：使用相同PCI的两个小区之间的距离需要满足最小复用距离； 复用层数：复用层数为使用相同PCI的两个小区之间间隔的基站数量；,PCI规划的原则： 可用性：满足最小复用层数与最小

10、复用距离，从而避免可能发生的冲突。 扩展性：在初始规划时，就需要为网络扩容做好准备，避免后续规划过程中频繁调整前期规 划结果。这时就可保留一些PCI组以及其它未保留PCI组内保留若干个PCI用于扩容。,PCI,Page 16,PRACH规划,PRACH根序列是采用ZC序列作为根序列，每个小区的前导序列为64个，由ZC根序列循环移位生成。 ZC根序列索引有838个，Ncs取值有16种。 Ncs确定方法如下：,Ncs和小区半径的大小、最大的时延扩展的关系,考虑向前搜索的时间长度， Ncs选择满足如下条件：,其中,为ZC序列的抽样长度,为最大时延扩展（即最大多径时延扩展）,为最大RTD（小区信号往返

11、时延）时延,取值,r 为小区半径,Page 17,对于中低速小区，每个ZC根序列索引产生前导序列数为839/Ncs（假设中低速小区的接入半径为30km，则Ncs=217，839/217取整结果为4，则产生64个前导序列需要ZC根序列索引数为64/4，需要16个ZC根序列索引，即把这16个ZC根序列索引分给待分配小区。 STEP1：根据小区半径r和小区最大时延扩展,计算小区Ncs取值范围，得到循环移位偏移量Ncs值，例如计算Ncs217，则Ncs可取值为279，419。 STEP2：从Ncs取值范围内依次选择一个Ncs值； STEP3：判断Ncs值是否循环完毕？如果循环完毕则转STEP6，否则转

12、STEP4； STEP4：从该剩余的ZC根序列索引中第一个未使用的ZC根序列索引逻辑编号开始，看是否能循环产生64个前导序列，如果不能产生则再继续查找下一个连续ZC根序列索引，直到剩余连续的ZC根序列索引循环完毕，如果可以产生64个前导序列则转STEP5；如果都不能产生64个前导序列，则转STEP3，从Ncs取值范围内重新任选一个值，从该剩余的连续ZC根序列索引开始循环产生64个前导序列； 注：低速小区分配的ZC根序列必须连续，如果连续的ZC根序列不足以产生64前导序列，则不给予分配，继续在剩余根序列中遍历。 STEP5：把逻辑根序列号和Ncs分配给待分配小区，只需输出最小逻辑根序列号以及Nc

13、s取值范围内最小值； STEP6：采用复用规则，为待分配小区分配合适的ZC根序列索引与Ncs值；,PRACH规划中低速小区,Page 18,自动邻区规划(ANR),规划场景 LTE宏基站网络同频、异频邻区规划。其中针对单个小区，支持如下几种种场景： （1）“单方向小区”：一个小区一个方向，只有一套天线参数（方向角、波瓣宽度等）； （2）“双方向小区” ：利用功分器将一个小区分裂为两个方向，一个小区在不同方向用不同天馈，有两套天线参数。对于多于两个方向的情况目前算法不支持； （3）多频点场景：小区使用多个频点，为小区内的每个频点分别配置邻区列表。此时的邻区配置单位是频点； （4）直放站场景：为直

14、放站预留一定的数目的邻区，最后和宿主小区进行合并； （5）射频拉远场景：作为独立的小区进行规划。,规划原则 1）为了保证通话的连续性，需要给每个小区(频点)配置相应的邻区； 2）地理位置上直接相邻的小区一般要作为邻区； 3）对于同频邻区,一般都要求互为邻区，即A扇区载频把B作为邻区，B也要把A作为邻区；对于异频情况,并不一定要求邻区是双向匹配的; 4）对于密集城区和普通城区，由于站间距比较近（0.51.5公里），邻区应该多做。目前我司的设备对于同频、异频和异系统邻区最大都可以配置32个; 5）对于市郊和郊县的基站，一定要把位置上相邻的小区作为邻区，保证能够及时切换，避免掉话。,Page 19,

15、第1章 TD-LTE无线网络规划流程 第2章 TD-LTE无线网络规划关键技术 第3章 TD-LTE频率规划,Page 20,Data,400 chips,灵活可变的信道带宽,CDMA 1.2288MHz,WCDMA 3.84MHz,GSM 200KHz,1.4MHz - 20MHz,网络规划可以根据频率资源情况和容量需求, 灵活选择信道带宽,根据实际需求，LTE的信道带宽可以在1.4M 到 20MHz之间设置,灵活可变的信道带宽是LTE和传统的2G/3G频谱规划的典型区别之一,Page 21,频率复用模式,The network is divided into clusters of N c

16、ells, S sector per cell, and K different frequency allocations per cell.,NSK,Red lines in the figure indicates the interference of a same direction and frequency.,选择频率复用模式时，需要综合平衡频率资源和系统干扰,Page 22,频率双工方式- FDD Vs TDD,FDD的优势,TDD的优势,同步要求比TDD低，FDD更适合大面积覆盖 多普勒频移影响比TDD小，移动性能比TDD好 同步收发，系统时延比TDD低一个数量级 FDD不需

17、要在收发之间要预留时间间隔，开销小 目前LTE在全球的应用主要是FDD模式,TDD频率选择更方便，可以利用零散的频谱资源 TDD更适合于上/下行不对称业务的传输 智能天线等新技术的应用上比FDD更容易 TDD由于上/下行频率相同，功率控制更精准 CMCC对LTETDD比较关注,Page 23,LTE-TDD可用频率,TDD的主流频段如上表，包括band3840，目前TDLTE可用频谱有： D频段 25702620MHz，50MHz带宽 A频段 18801920MHz，40MHz带宽 E频段 23202370MHz，50MHz带宽,Page 24,131,131 组网的优点,131 组网的缺点,

18、整网频率效率高，扇区吞吐量高 无需复杂的调度算法，系统开销小,同频干扰大，不容易控制 扇区边缘速率低，连续组网实现困难,适用于频率资源有限，初始建网阶段的非连续覆盖场景,表示1个S111基站,Page 25,SFR (Soft Frequency Reuse)131,SFR 131的ICIC技术,SFR 131 组网的特点,下行ICIC：小区中心使用约2/3频带，小区边缘使用约1/3频段；不同小区边缘在频谱上错开；中心频带的发射功率小于边缘频带的发射功率 上行ICIC：小区中心使用约2/3频带；在小区边缘，不同基站的用户在频域上错开，只使用约1/3的频带资源，相同基站的不同小区用户在时域上错开

19、，分别在奇数/偶数帧调度,通过干扰协调（ICIC），降低干扰 频率利用率较高 复杂的调度算法，系统开销较大,DL SFR 131,UL SFR 131,表示1个3扇区基站,表示1个3扇区基站,Page 26,133,133 组网的优点,133 组网的缺点,可以充分利用分散的频谱资源 系统同频干扰小，覆盖效果好 扇区吞吐量高,频谱效率较低 需要占用较多的频谱资源,适用于运营商频率资源较丰富，或频谱资源不连续的场景,表示1个S111基站,Page 27,134,134 组网的优点,134 组网的缺点,可以充分利用分散的频谱资源 同频干扰比133小 扇区平均吞吐量比133高,频谱效率比133低 比133需要占用更多的频谱资源,适用于运营商频率资源丰富、频谱资源分散或者干扰不易控制的场景,表示1个S111基站,Page 28,LTE频率规划,在满足连续组网的前提下追求更高的频谱效率 覆盖区域最低信噪比高于解调门限要求 网络平均频谱效率与边缘频谱效率的最佳平衡 根据频谱资源决定频率规划方案 根据网络容量预测/投资风险等决定初期建网的频率复用策略 根据室内室外覆盖比重与干扰情况决定室内外的频率复用方案 考虑异系统干扰的影响,Page 29,课程总结,