中網(wǎng)華通公司工程設(shè)計(jì)好用教材系列

LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

(VI.0)

編制張傳福、張宇、趙立英日期2019年11月

審批于新雁日期2019年12月

批準(zhǔn)王伯仲日期2019年12月

北京中網(wǎng)華通設(shè)計(jì)詢問有限公司

公司技術(shù)發(fā)展部

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日期修訂版本描述作者

-Jl/a—

刖5

LTE是4G標(biāo)準(zhǔn)，我國三大運(yùn)營商都在全國范圍建設(shè)了LTE商用網(wǎng)絡(luò)。

本教材圍繞LTE通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、覆蓋分析、容量分析、室內(nèi)分布系統(tǒng)、

高鐵建設(shè)、語音解決方案、TD-LTE及LTEFDD混合組網(wǎng)、微基站的應(yīng)用

以及LTE關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用等方面進(jìn)行編制，旨在為員工供應(yīng)LTE通信網(wǎng)

絡(luò)設(shè)計(jì)方面的好用素材，規(guī)范LTE通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的工作。

本教材為中網(wǎng)華通公司工程設(shè)計(jì)好用教材系列之《LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

設(shè)計(jì)（V1.0）》，由公司技術(shù)發(fā)展部編制完成，并經(jīng)公司無線專業(yè)組審核。

教材運(yùn)用過程中，編制人員會(huì)依據(jù)大家反饋的看法和建議以及技術(shù)的發(fā)

展進(jìn)行定期補(bǔ)充修訂，以保證教材及實(shí)際工作結(jié)合得更加緊密，更具好

用性。

公司其它專業(yè)相關(guān)工程設(shè)計(jì)教材正在接連支配編制中，希望各項(xiàng)目能

主動(dòng)供應(yīng)相關(guān)素材、建議，支持和參及工程設(shè)計(jì)好用教材系列的編制工

作。

目錄

一、LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)概述.....................................1

1.LTE發(fā)展演進(jìn)狀況.......................................1

2.LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.......................................1

3.LTE系統(tǒng)架構(gòu)...........................................2

4.LTE物理費(fèi)源...........................................2

5.LTE關(guān)鍵技術(shù)...........................................3

5.1現(xiàn)階段的關(guān)鍵技術(shù)..................................4

5.2LTE-Advanced關(guān)鍵技術(shù).............................7

二、LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析.........................................9

1.LTE覆蓋實(shí)力的影響因素................................9

1.1放射功率............................................9

1.2載波頻率及帶寬.....................................10

1.3多天線的選用.......................................10

1.4RB資源占用........................................10

1.5RRM算法...........................................11

1.6CP配置............................................11

2.覆蓋實(shí)力分析..........................................11

2.1基本流程...........................................11

2.2LTE鏈路預(yù)算.....................................12

2.3結(jié)果分析與比較.....................................14

2.4LTE覆蓋的一些實(shí)證閱歷..........................18

3.S1/X2接口的傳輸配置.................................19

三、LTE容量分析............................................21

1.容量的影響因素.......................................21

1.1載波帶寬..........................................21

1.2循環(huán)前綴（CP）長度...............................22

1.3MIM0模式..........................................22

1.4上下行限制信道和參考信號(hào)開銷......................22

1.5干擾消退技術(shù)....................................23

1.6調(diào)度方式........................................23

1.7上下行時(shí)隙配置對(duì)容量的影響......................24

1.8特殊子幀配置對(duì)容量的影響........................24

2.LTE容量估算.......................................24

2.1LTE吞吐率......................................24

2.2FDDLTE吞吐量..................................25

2.3FDDLTE可容納VoIP用戶數(shù)......................26

2.4LTE用戶數(shù)......................................26

2.5LTE容量分析....................................27

四、LTE室內(nèi)分布系統(tǒng).....................................29

1.LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)概述...............................29

1.1LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的特點(diǎn)..........................29

1.2室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)................................29

1.3室內(nèi)覆蓋天線類型................................29

1.4室內(nèi)覆蓋建設(shè)方式..............................29

2.LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)方案.........................32

2.1LTE單通道獨(dú)立建設(shè)方案..........................33

2.2LTE與2G/3G單通道共用建設(shè)方案..................34

2.3LTE雙通道單極化天線獨(dú)立建設(shè)方案................35

2.4LTE與2G/3G雙通道單極化天線共用建設(shè)方案.......35

2.5LTE雙通道雙極化天線獨(dú)立建設(shè)方案................35

2.6LTE與2G/3G雙通道雙極化天線共用建設(shè)方案.......36

2.7多系統(tǒng)合路解決方案..............................37

2.8室分系統(tǒng)中天線的解決方案........................40

3.LTE-Hi室內(nèi)熱點(diǎn)優(yōu)化方案...........................40

五、高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)....................................42

1.高鐵LTE覆蓋特點(diǎn)...................................42

1.1穿透損耗大......................................42

1.2多普勒頻移明顯..................................42

L3切換頻繁........................................43

1.4覆蓋場(chǎng)景困難....................................43

2.建設(shè)原則及覆蓋目標(biāo).................................43

2.1建設(shè)原則........................................43

2.2覆蓋目標(biāo)........................................44

3.高鐵LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)...................................44

3.1組網(wǎng)方案........................................44

3.2LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)置原則...............................45

3.3站品巨確定........................................46

3.4站址布局和站高..................................52

3.5天饋線設(shè)計(jì)......................................52

3.6LTE切換策略....................................55

六、LTE網(wǎng)絡(luò)語音解決方案.................................58

1.LTE語音實(shí)現(xiàn)方式..................................58

1.1OTT...........................................58

1.2多待方案........................................58

1.3CSFB...........................................59

1.4SRVCC方案......................................60

1.5VoLTE..........................................60

2.運(yùn)營商分階段解決方案...............................61

2.1LTE網(wǎng)絡(luò)的語音解決方案階段一....................62

2.2LTE網(wǎng)絡(luò)的語音解決方案階段二....................62

2.3LTE網(wǎng)絡(luò)的語音解決方案階段三....................62

3.全球LTE語音解決方案部署...........................63

3.1移動(dòng)通信終端對(duì)4G語音回落的支持力度（雙待機(jī)，CSFB）63

3.2VoLTE在全球的部署狀況.........................63

3.3VoLTE在中國的部署狀況..........................67

七、TD-LTE和LTEFDD的混合組網(wǎng).........................69

1.混合組網(wǎng)考慮的因素.................................69

L1國內(nèi)LTE發(fā)呈現(xiàn)狀................................69

1.2頻譜資源分析....................................70

1.3TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈分析...............................70

1.4TD-LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)力分析...........................70

2.LTE混合組網(wǎng)方案....................................72

2.1LTE混合組網(wǎng)方式...............................72

2.2融合組網(wǎng)建議...................................74

3.LTE混合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)...............................74

3.1小區(qū)駐留和小區(qū)重選..............................74

3.2切換............................................75

3.3負(fù)載均衡........................................76

3.4載波聚合........................................76

3.5雙連接技術(shù)......................................77

4.TD-LTE和LTEFDD混合組網(wǎng)的互操作.................79

4.1UE駐留策略.....................................79

4.2小區(qū)重選優(yōu)選TD-LTE............................80

4.3數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)選TD-LTE............................80

4.4語音業(yè)務(wù)結(jié)束后優(yōu)選LTE.........................81

八、LTE網(wǎng)絡(luò)中微基站的應(yīng)用..............................82

L微基站的分類和特點(diǎn).................................82

1.1微基站(Smallcell)分類.......................82

1.2運(yùn)營商對(duì)微基站的分類............................84

1.3LTE微基站特點(diǎn)..................................84

2.LTE微基站階段建設(shè)思路..............................85

3.LTE微基站典型應(yīng)用場(chǎng)景..............................86

3.1微基站應(yīng)用場(chǎng)景..................................86

3.2微基站解決的問題................................86

3.3典型場(chǎng)景分析....................................88

九、LTE關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用..................................91

1.LTE載波聚合技術(shù)、試驗(yàn)與應(yīng)用........................91

1.1載波聚合技術(shù)....................................91

1.2性能仿真........................................98

L3運(yùn)營商載波聚合試驗(yàn)和部署狀況..................100

2.LTEMIMO2T4R技術(shù)應(yīng)用............................107

2.1LTEMIMO的基本原理............................107

2.2LTE上行MIMO接收技術(shù)基本原理..................108

2.32T2R、2T4R對(duì)比與仿真分析....................109

2.42T4R插花組網(wǎng)增益與影響分析....................110

2.52T2R與2T4R組網(wǎng)對(duì)比試驗(yàn).....................110

2.62T2R與2T4R組網(wǎng)結(jié)論及應(yīng)用建議...............113

一、LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)概述

LLTE發(fā)展演進(jìn)狀況

LTE是3G的演進(jìn)，是在2019年3Gpp多倫多會(huì)議上提出的。LTE是

3G及4G技術(shù)之間的一個(gè)過渡，它改進(jìn)并增加了3G的空中接入技術(shù)，采

納OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

LTE版本演進(jìn)及升級(jí)歷程如下：

>2019年1月：3GPP將LTE列入3GPPR8正式標(biāo)準(zhǔn)；

>2019年12月：3GPP發(fā)布了LTER8版本的FDD-LTE和TDD-LTE標(biāo)準(zhǔn),

它定義了LTE基本功能，包含了LTE的絕大部分特性，原則上完成

了LTE標(biāo)準(zhǔn)草案，LTE進(jìn)入實(shí)質(zhì)研發(fā)階段。

>2009年底：完成LTER9版本，R9版本主要以完善和增加LTE系統(tǒng)

為目標(biāo)，及以前的版本相比變更不大，已在2009年底完成。

>后續(xù)：LTER10將以LTE-Advanced為主要內(nèi)容，R10版本可以超過

100M帶寬以上，上行傳輸性能也應(yīng)進(jìn)一步提升。LTE-Advanced從

3GPPR10版本協(xié)議起先,形成了載波聚合(CA)、多點(diǎn)協(xié)作(CoMP)、

中繼(relay),增加的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(elCIC)和MIMO增加5個(gè)

關(guān)鍵技術(shù)。

2.LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

(1)頻譜帶寬配置

實(shí)現(xiàn)敏捷的頻譜帶寬配置，支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz

和20MHz的帶寬設(shè)置，從技術(shù)上保證LTE系統(tǒng)可以運(yùn)用第三代移動(dòng)通信

系統(tǒng)的頻譜。

(2)小區(qū)邊緣傳輸速率

提高小區(qū)邊緣傳輸速率，改善用戶的小區(qū)邊緣的體驗(yàn)，增加LTE系統(tǒng)

的覆蓋性能，主要通過頻分多址和小區(qū)間干擾抑制技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

(3)數(shù)據(jù)率和頻譜利用率

在數(shù)據(jù)率和頻譜利用率方面，實(shí)現(xiàn)下行峰值速率lOOMbit/s,上行峰

值速率50Mbit/s；頻譜利用率為HSPA的2~4倍，用戶平均吞吐量為HSPA

的2?4倍。為保證LTE系統(tǒng)在頻譜利用率方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要通過多

天線技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制及編碼和基于信道質(zhì)量的頻率選擇性調(diào)度實(shí)現(xiàn)。

(4)時(shí)延

供應(yīng)低時(shí)延，運(yùn)用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms,限制平面從睡

眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間低于50ms,從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移

時(shí)間小于100ms,以增加對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的支持。

（5）多媒體廣播和多播業(yè)務(wù)。

（6）支持增加型MBMS（E-MBMS）o

（7）取消CS域，CS域業(yè)務(wù)在PS域?qū)崿F(xiàn)（如VoIP）。

（8）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔化，低成本建網(wǎng)°

3.LTE系統(tǒng)架構(gòu)

LTE系統(tǒng)主要由E-UTRAN和EPC組成（見圖1.3.1）。

E-UTRAN由WCDMA的UTRAN演進(jìn)而來,及UTRAN相比，去掉了RNC,

向扁平化的結(jié)構(gòu)邁進(jìn)了一步。

LTE的核心網(wǎng)EPC（EvolvedPacketCore,演進(jìn)的分組交換核心網(wǎng)）

主要由MME（MobilityManagementEntity,移動(dòng)性管理實(shí)體）、SGW

（ServingGateway,服務(wù)網(wǎng)關(guān)）和PGW（PacketDataNodeGateway,

PDN網(wǎng)關(guān)或分組數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)）組成。多個(gè)EPC的集合可以稱為EPS

（EvolvedPacketSystem,演進(jìn)的分組交換系統(tǒng)）。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1.3.1

所示。

圖1.3.1LTE系統(tǒng)架構(gòu)

各部分的功能如下：

（l）MME的功能：包括尋呼消息發(fā)送，平安限制，Idle態(tài)的移動(dòng)性

管理，SAE承載管理以及NAS信令的加密及完整性愛護(hù)等。

（2）SGW的功能：包括數(shù)據(jù)的路由和傳輸，以及用戶面數(shù)據(jù)的加密。

（3）eNB的功能：包括RRM功能，IP頭壓縮及用戶數(shù)據(jù)流加密，UE

附著時(shí)的MME選擇，尋呼信息的調(diào)度傳輸，廣播信息的調(diào)度傳輸以及設(shè)

置和供應(yīng)eNB的測(cè)量等。

⑷S1接口:連接eNB及核心網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)MME及S-GW,分為限制平

面的S1-MME和用戶平面的S1-U接口。

（5）X2接口：供應(yīng)eNB之間的相互連接，分別供應(yīng)限制平面和用戶

平面的功能，為切換、小區(qū)間的RRM等功能供應(yīng)支持。

4.LTE物理資源

LTE的物理資源有多個(gè)層次，如圖1.4.1所示。

圖1.4.1LTE的物理資源

LTE的空中接口的多址技術(shù)是以0FDM技術(shù)為基礎(chǔ)的。0FDM多址接入

的資源具有時(shí)間和頻率兩個(gè)維度。這兩個(gè)維度的大小確定了用戶接入資

源占用的多少。也就是說，OFDMA其實(shí)是TDMA和FDMA的結(jié)合。

OFDMA的主要思想是從時(shí)域和頻域兩個(gè)維度將系統(tǒng)的無線資源劃分成

資源塊(ResourceBlock,RB),每個(gè)用戶占用其中的一個(gè)或者多個(gè)資源

塊。從頻域的角度說，無線資源塊包括多個(gè)子載波；從時(shí)域上說，無線

資源塊包括多個(gè)OFDM符號(hào)周期。也就是說，0FDMA本質(zhì)上是TDMA+FDMA

的多址方式。

LTE的空中接口資源安排的基本單位是物理資源塊(Physical

ResourceBlock,PRB)。1個(gè)物理資源塊PRB在頻域上包括12個(gè)連續(xù)的

子載波，在時(shí)域上包括7個(gè)連續(xù)的常規(guī)OFDM符號(hào)周期。LTE的一個(gè)物理

資源塊PRB對(duì)應(yīng)的是帶寬為180kHz、時(shí)長為0.5ms的無線資源，如圖

1.4.2所示。

圖1.4.2OFDMA資源塊RB結(jié)構(gòu)

LTE的子載波間隔Af=15kHz,于是PRB在頻域上的寬度為

12X15=180(kHz)

7個(gè)連續(xù)的常規(guī)OFDM符號(hào)周期的時(shí)間長度為0.5ms,每個(gè)常規(guī)OFDM

符號(hào)周期為71.4us。

LTE的下行物理資源可以看成由時(shí)域和頻域資源組成的二維柵格?？?/p>

以把一個(gè)常規(guī)OFDM符號(hào)周期和一個(gè)子載波組成的資源稱為1個(gè)資源單位

(ResourceElement,RE)。于是，一個(gè)RB包含的RE數(shù)目為

12X7=84RE

即一個(gè)RB包含84個(gè)REo

每一個(gè)資源單位RE都可以依據(jù)無線環(huán)境選擇QPSK、16QAM或64QAM

的調(diào)制方式。調(diào)制方式為QPSK的時(shí)候，一個(gè)RE可攜帶2bit的信息；

調(diào)制方式為16QAM的時(shí)候，一個(gè)RE可攜帶4bit的信息;調(diào)制方式為64QAM

的時(shí)候,一個(gè)RE可攜帶6bit的信息。

LTE支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等級(jí)別

的動(dòng)態(tài)帶寬配置，帶寬的動(dòng)態(tài)配置是通過調(diào)整資源塊RB數(shù)目的多少來完

成的。不同的RB數(shù)目又對(duì)應(yīng)著不同的子載波數(shù)目，如表1.4.1所示。

表L4.1帶寬及資源塊數(shù)目

5.LTE關(guān)鍵技術(shù)

5.1現(xiàn)階段的關(guān)鍵技術(shù)

（1）OFDM和SC-FDMA

LTE在下行采納OFDM,上行采納單載波-頻分多址（SC-FDMA）oOFDM

使得同一小區(qū)中用戶信號(hào)之間可以保持正交性，SC-FDMA可以看成是對(duì)用

戶信號(hào)的頻域重量進(jìn)行正交頻分多址（OFDMA）,相比于一般OFDMA,其優(yōu)

點(diǎn)是峰均比較低，從而可以簡化終端上的功放設(shè)計(jì)和更有效地利用終端

上的功放資源。LTE中任一時(shí)刻同一用戶在上行占用的子載波恒久是連續(xù)

的，以簡化終端實(shí)現(xiàn)；下行則可以是交織的，以增加頻域分集增益。將

來有可能在上行中引入干脆運(yùn)用OFDMA,因它調(diào)度更敏捷，也可以簡化演

進(jìn)的基站（eNB）側(cè)均衡器和上行運(yùn)用MIMO時(shí)的實(shí)現(xiàn)。

（2）更高階調(diào)制（64QAM）

LTE中上、下行均可自適應(yīng)運(yùn)用正交相移鍵控（QPSK）、16星座正交

幅度調(diào)制（16QAM）和64QAM等多種調(diào)制技術(shù),64QAM的運(yùn)用可以支持更

高的峰值速率，當(dāng)信道條件足夠好和功率資源足夠時(shí)它也能更有效地利

用系統(tǒng)資源。在R8LTE中，上行支持64QAM對(duì)終端和eNB均為可選。

（3）HARQ

同高速下行分組接入和高速上行分組接入（HSDPA/HSUPA）一樣，LTE

也運(yùn)用自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）和HARQ技術(shù)，來進(jìn)行速率限制和有效利

用信道時(shí)變特性。LTE下行采納異步自適應(yīng)HARQ,eNB在物理下行限制信

道（PDCCH）上指示HARQ的流程數(shù)和當(dāng)前發(fā)送是新的還是重傳，終端在

eNB發(fā)送子幀后的第4個(gè)子幀上返回確認(rèn)（ACK）或者否認(rèn)（NAK）指示，

該指示用物理上行限制信道（PUCCH）或物理上行共享信道（PISCH）承

載，由于是異步HARQ,每一次重傳都須要eNB用PDCCH進(jìn)行調(diào)度。

上行則采納同步HARQ,它有兩種模式：一般模式和子幀捆綁模式，

它們的區(qū)分是：子幀捆綁模式每次對(duì)4個(gè)連續(xù)的上行子幀進(jìn)行捆綁操作,

這是為了提高承載基于IP的語音（VoIP）業(yè)務(wù)時(shí)的性能，一般模式是對(duì)

單個(gè)子幀操作；兩種模式所支持的HARQ流程數(shù)也是不一樣的，一般模式

對(duì)應(yīng)的流程數(shù)為8,子幀捆綁模式的流程數(shù)為4。終端依據(jù)eNB在下行

PDCCH上的新數(shù)據(jù)指示（NDI）比特或物理HARQ指示信道（PHICH）來推

斷是否須要重傳，假如須要重傳，終端將會(huì)在固定數(shù)目子幀后重傳。

（4）先進(jìn)的多天線技術(shù)

LTE在下行敏捷運(yùn)用MIMO、空分多址（SDMA）、波束成型和接收/發(fā)送

分集等多天線技術(shù)：對(duì)信干比高和空間信道散列度高(信道矩陣值高和

奇異值高)的用戶運(yùn)用MIMO技術(shù)，以供應(yīng)更高的數(shù)據(jù)速率；當(dāng)須要為更

多用戶服務(wù)時(shí)，利用SDMA技術(shù)在同一時(shí)頻資源上為多個(gè)用戶同時(shí)供應(yīng)服

務(wù)；對(duì)某些用戶運(yùn)用波束成型技術(shù)，將發(fā)送/接收波束對(duì)準(zhǔn)用戶，以提高

用戶的數(shù)據(jù)速率；當(dāng)不須要運(yùn)用SDMA,MIMO也無法帶來附加增益時(shí)，運(yùn)

用傳統(tǒng)的天線接收、發(fā)送分集技術(shù)以獲得多天線增益。LTER8在上行只

運(yùn)用SDMA和多天線接收分集技術(shù)，將來應(yīng)當(dāng)也會(huì)考慮MTMO技術(shù)。LTE標(biāo)

準(zhǔn)目前最高支持4X4MIMO,當(dāng)帶寬為20MHz時(shí)，下行峰值速率可達(dá)約

300Mbit/s,上行峰值速率可達(dá)約75Mbit/s,早期部署可能更多會(huì)用到

2X2MIMO。

LTE階段定義了8種下行多天線MTMO傳輸模式(transmissionmode,

TM)：單天線發(fā)送(TM1)；放射分集(TM2)；循環(huán)時(shí)延分集(TM3)；閉環(huán)

空間復(fù)用(TM4)；多用戶MIMO(TM5)；單層閉環(huán)空間復(fù)用(TM6)；單流

波束成形(TM7)；雙流波束成形(TM8)o發(fā)展歷程如圖1.5.1所示。

圖1.5.1下行MIMO傳輸模式發(fā)展歷程

(5)快速同步技術(shù)

LTE供應(yīng)兩種同步信號(hào)：主同步信號(hào)和次同步信號(hào)，它們?cè)诿恳粋€(gè)物

理幀(10ms)的兩個(gè)固定子幀上被等間隔地廣播兩次，從而保證終端在

正常狀況下能在5nls內(nèi)獲得同步。終端利用主同步信號(hào)來獲得次同步信

號(hào)的相位參考，然后利用次同步信號(hào)獲得物理幀的邊界定時(shí)，最終利用

二者確定小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)(ID)。不管系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用的帶寬是多少，同步信號(hào)

恒久運(yùn)用最中間的1.08MI1Z子載波來承載，以確保支持不同帶寬的終端

都可以快速捕獲網(wǎng)絡(luò)。LTE-FDD和LTE-TDD運(yùn)用不同的子幀和符號(hào)來承載

同步信號(hào)，F(xiàn)DD和TDD雙模終端可以借此來確定當(dāng)前是FDD網(wǎng)絡(luò)還是TDD

網(wǎng)絡(luò)。

(6)敏捷的限制信道設(shè)計(jì)

LTE中下行限制信道PDCCH(物理下行限制信道)和業(yè)務(wù)信道PDSCH

(物理下行共享信道)被時(shí)分復(fù)用在每個(gè)子幀(1ms)的不同OFDM符號(hào)

上，eNB可以依據(jù)負(fù)載狀況和信道條件等動(dòng)態(tài)調(diào)整安排給PDCCH的資源，

包括它所占用的OFDM符號(hào)數(shù)和所運(yùn)用的功率，eNB用物理限制格式指示

信道(PCFICH)來指示安排給PDCCH的符號(hào)數(shù)。

LTE對(duì)業(yè)務(wù)信道和限制信道運(yùn)用不同的信道編碼，對(duì)業(yè)務(wù)信道運(yùn)用

Turbo碼，因它數(shù)據(jù)塊較大可以有更深的交織，對(duì)限制信道等則運(yùn)用卷積

碼或塊編碼，這主要是考慮它們的數(shù)據(jù)量小、交織深度不足。

（7）自適應(yīng)資源安排

LTE資源的最小單位是一個(gè)OFDM符號(hào)上的一個(gè)子載波，為便利安排

和減小信令開銷，實(shí)際資源安排是以資源塊（RB）為單位進(jìn)行的，一個(gè)

資源塊由一個(gè)時(shí)隙（半個(gè)子幀，0.5ms）上的12個(gè)子載波（總帶寬為

12X15=180kHz）組成。

LTE可以依據(jù)業(yè)務(wù)類型對(duì)資源進(jìn)行自適應(yīng)安排，例如對(duì)時(shí)延不敏感的

非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（如文件傳輸FTP和網(wǎng)頁閱讀HTTP業(yè)務(wù)）運(yùn)用動(dòng)態(tài)安排，即

依據(jù)全部懇求用戶的信道條件和業(yè)務(wù)需求、系統(tǒng)資源狀況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)

度，以最大匹配信道時(shí)變特性和充分利用多用戶分集，增加系統(tǒng)的吞吐

量。對(duì)于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（如VoIP業(yè)務(wù)），則可以采納半長久安排，即eNB不

通過調(diào)度器而干脆將預(yù)先定義的資源安排給終端，以削減因需頻繁發(fā)送

懇求和等待安排所帶來的時(shí)延和開銷，滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求。

（8）干擾抑制技術(shù)

OFDMA和SC-FDMA多址技術(shù)的運(yùn)用使小區(qū)內(nèi)干擾基本得到消退，LTE

在eNB間引入X2接口，該接口的一個(gè)功能是實(shí)現(xiàn)切換，另一功能是使得

相鄰小區(qū)能共享負(fù)載信息和進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，以減小小區(qū)間干擾。

LTE部署時(shí)也可以考慮采納部分頻率復(fù)用技術(shù)，其主要思想是讓各相

鄰小區(qū)為位于其小區(qū)邊緣的用戶安排相互不重疊的子載波資源，從而確

保小區(qū)邊緣用戶也能享受較高的數(shù)據(jù)速率，對(duì)非小區(qū)邊緣用戶則沒有此

限制。

（9）網(wǎng)絡(luò)扁平化

為削減網(wǎng)絡(luò)處理節(jié)點(diǎn)從而削減相關(guān)處理時(shí)延，LTE采納了扁平化網(wǎng)絡(luò)

架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)由eNB、移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）和服務(wù)網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)

（SGW/PGW）組成,原無線網(wǎng)絡(luò)限制器（RNC）的功能被相應(yīng)分散到它們

中，大部分功能由eNB擔(dān)當(dāng)，這同時(shí)也意味著LTE不支持軟切換（激活

集中只能有一個(gè)服務(wù)的eNB）,上行更軟切換功能也是可選的,原關(guān)口GPRS

支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）/'服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）的功能則由MME和SGW/PGW

完成。

eNB成為接入網(wǎng)中的核心網(wǎng)元，它實(shí)現(xiàn)如下功能：無線資源管理；用

戶數(shù)據(jù)的TP頭壓縮和加密：選擇MME,用S1-MME接口和MME通信來實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)性管理、尋呼用戶、傳遞非接入子層（NAS）信令和選擇SGW/PGW等;

用S1-U接口和SGW通信來傳遞用戶數(shù)據(jù)。

MME的主要功能有：接入子層（AS）平安限制；NAS信令和其平安；

對(duì)空閑模式終端的尋呼；選擇SGW/PGW；跨MME切換時(shí)選擇目標(biāo)MME；和

3GPP網(wǎng)絡(luò)互通和切換時(shí)實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)網(wǎng)元間信令和3GPP網(wǎng)絡(luò)側(cè)SGSN的選

擇。

5GW的主要功能是：分組路由和前轉(zhuǎn)；用戶面交換以支持終端移動(dòng)性;

eNB間切換時(shí)充當(dāng)本地移動(dòng)性錨點(diǎn)；及3GPP網(wǎng)絡(luò)互通時(shí)充當(dāng)移動(dòng)性錨點(diǎn)；

上、下行分組計(jì)費(fèi)。PGW的主要功能是：安排TP地址；基于用戶的分組

過濾；合法監(jiān)聽等。

（10）FDD和TDD技術(shù)最大共用

WCDMA和TD-SCDMA僅共用核心網(wǎng)和部分上層信令設(shè)計(jì)，LTE-FDD和

LTE-TDD則實(shí)現(xiàn)了自物理層往上的最大融合和技術(shù)共用，這可以極大地便

利網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家和終端設(shè)備廠家同時(shí)開發(fā)這兩種產(chǎn)品，也便利運(yùn)營商運(yùn)

用成對(duì)和非配對(duì)頻率資源來部署技術(shù)基本相同的兩套系統(tǒng)。

LTE-FDD和LTE-TDD的差異被最小化，差異主要體現(xiàn)在雙工方式和部

分子幀設(shè)計(jì)上：LTE-FDD上、下行采納相同的幀結(jié)構(gòu)，但占用不同的頻率。

LTE-TDD上、下行在同一頻率上，但占用不同的子幀；LTE-FDD和LTE-TDD

的幀結(jié)構(gòu)相同，一個(gè)無線幀（10ms）由10個(gè)子幀（各1ms）組成，當(dāng)運(yùn)

用相同長度的循環(huán)前綴（CP）時(shí)每個(gè)子幀中的OFDM符號(hào)數(shù)也相同。但

LTE-TDD的子幀0和5固定用于下行，子幀1是一個(gè)特殊子幀，它承載下

行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）、上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）和它們間的愛護(hù)期，子幀

2固定用于上行，其它子幀可以依據(jù)系統(tǒng)的上、下行速率需求進(jìn)行敏捷安

排。當(dāng)系統(tǒng)須要安排較多的上行資源，例如須要將后半個(gè)幀中的部分子

幀安排給上行時(shí)，子幀6也將用于承載DRPTS、UpPTS和它們間的愛護(hù)期。

5.2LTE-Advanced關(guān)鍵技術(shù)

（1）聚合多載波

IMT-Advanced要求支持最大100MHz帶寬，以實(shí)現(xiàn)下行IGbit/s,上

行500Mbit/s的超高峰值速率，這將主要通過載波聚合來實(shí)現(xiàn)。如聚合5

個(gè)20MHz的載波，這些載波可以是連續(xù)的，也可以是離散的，可以在同

一頻段上，也可以在不同頻段上。后者使運(yùn)營商可以有效利用自己擁有

的不同載波，使部署更加敏捷。當(dāng)進(jìn)行載波聚合時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)上卜行需求

敏捷考慮上下行載波帶寬，多載波間應(yīng)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度和限制。

(2)高階MIMO

LTE-Advanced將在下行引入8X8甚至有可能更高階的MIMO,在上行

弓I入4X4MIMO,并可能通過改進(jìn)單用戶MIMO和多用戶MIMO算法、運(yùn)用

更多碼字的多碼MIMO等，來實(shí)現(xiàn)更高的峰值速率。

LTE-Advanced階段，3GPP在下行引入了一種新型的MIMO傳輸模式

——TM9oTM9可以采納基于非碼本和碼本兩種預(yù)編碼方式。

(3)智能中繼

中繼和傳統(tǒng)直放站的區(qū)分是它更像是一個(gè)運(yùn)用無線回程(Backhaul)

的微基站，它只放大信號(hào)而避開放大噪聲和干擾，從而能既增加覆蓋也

增加容量。LTE-Advanced已接受層3和帶內(nèi)中繼方式以支持舊LTE終端,

即Relay站支持層1到層3基本協(xié)議，具有自己的ID和調(diào)度功能，在一

個(gè)R8的LTE終端看來，它就像是一個(gè)一般的°NB,它及終端間的通信和

它及eNB間的回程通信時(shí)分復(fù)用在同一頻帶上進(jìn)行。

(4)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

LTE-Advanced將通過綜合運(yùn)用宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩、家庭基

站(HomeNB)、中繼等供應(yīng)泛在服務(wù)和節(jié)約網(wǎng)絡(luò)部署及運(yùn)營成本。異構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)調(diào)、移動(dòng)性管理和干擾限制將是探討的熱點(diǎn)。

(5)協(xié)調(diào)多點(diǎn)發(fā)送

協(xié)調(diào)多點(diǎn)發(fā)送(CoMP)主要考慮三種技術(shù)：合作干擾抑制、協(xié)調(diào)波束

成型和聯(lián)合處理。合作干擾抑制是指將一些資源進(jìn)行分割，通過對(duì)特定

資源不運(yùn)用或者減小運(yùn)用功率來避開或者削減干擾。協(xié)調(diào)波束成型通過

擴(kuò)展的eNB間接口來協(xié)調(diào)相鄰基站的天線波束，實(shí)現(xiàn)波束對(duì)準(zhǔn)本小區(qū)的

用戶和避開運(yùn)用相同資源的鄰小區(qū)用戶。聯(lián)合處理則是指分布式基站/天

線間采納協(xié)同和聯(lián)合處理，來為一個(gè)或多個(gè)用戶實(shí)現(xiàn)分布式MIMO發(fā)送或

接收。

(6)先進(jìn)的干擾管理

CoMP可以規(guī)避或者削減干擾，為了更有效地支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署，特

殊是提高小區(qū)邊緣用戶的運(yùn)用體驗(yàn)，有必要引入更多的干擾抑制技術(shù)，

如不同場(chǎng)景下如何選擇干擾最優(yōu)的服務(wù)基站、小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)和負(fù)載

均衡技術(shù)、終端和基站相互協(xié)同的干擾管理策略等。

二、LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析

1.LTE覆蓋實(shí)力的影響因素

在WCDMA和TD-SCDMA的3GppR4版本之前，不同的業(yè)務(wù)通過功率限

制，盡量維持其額定的速率，即“動(dòng)態(tài)的功率、額定的速率”。當(dāng)小區(qū)

邊緣的覆蓋電平太低，使得信噪比低于確定程度，且不滿足該業(yè)務(wù)的解

調(diào)門限時(shí)，該業(yè)務(wù)則無法接著。也就是說，不同的業(yè)務(wù)有不同的覆蓋范

圍。

在LTE里，由于采納AMC（自適應(yīng)編碼調(diào)制）技術(shù)，功率可以不變，

業(yè)務(wù)速率是可變的；當(dāng)覆蓋電平不足以支撐較高的業(yè)務(wù)速率時(shí)，通過降

低速率，業(yè)務(wù)還可以接著，即不同的速率有不同的解調(diào)門限要求。降低

速率要求，可以增加覆蓋范圍。其實(shí)，這一點(diǎn)和3GppR5版本的HSDPA

技術(shù)是相同的。

LTE的覆蓋實(shí)力應(yīng)當(dāng)是滿足確定業(yè)務(wù)速率要求的最大覆蓋范圍。也就

是說，要說LTE的一個(gè)小區(qū)覆蓋多大范圍，必需指出滿足多大的邊緣速

率要求。

在確定業(yè)務(wù)速率要求下，LTE的覆蓋實(shí)力還和基站的放射功率、選用

的載波頻率及帶寬、多天線方式、RB資源占用狀況、RRM算法的選用、

幀結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，如圖所示。放射功率由每個(gè)RE進(jìn)行均分，可以應(yīng)對(duì)

敏捷的資源安排和放射。

圖LTE覆蓋實(shí)力的影響因素

1.1放射功率

發(fā)送功率對(duì)覆蓋的影響是一把“雙刃劍”。一方面，基站放射功率的

增大，會(huì)使覆蓋實(shí)力增加；另一方面，基站放射功率的增大，會(huì)導(dǎo)致小

區(qū)間干擾的快速增加。

也就是說，功率不是越大越好，要看功率的增加，信噪比是否相應(yīng)增

加。功率大到確定程度，干擾的增加會(huì)導(dǎo)致信噪比的惡化，于是頻譜效

率起先下降，如圖所示。在確定功率值旁邊，信噪比和頻譜效率達(dá)到峰

值。

圖放射功率和信噪比的關(guān)系

實(shí)際設(shè)備功率取值確定要在覆蓋實(shí)力、頻譜效率、設(shè)備成本及體積方

面綜合權(quán)衡。

基站的下行放射功率和UE的上行覆蓋實(shí)力是不一樣的，因此上、下

行的覆蓋水平可能不一樣。

1.2載波頻率及帶寬

LTE支持從700MHz~2.6GHz等多種頻段。高頻段的傳播損耗、穿透

損耗比低頻段的要大10dB左右。所以運(yùn)用高頻段時(shí)，LTE的覆蓋范圍要

縮小許多。表是自由空間傳播模型下，不同頻率的路徑損耗的對(duì)比。

表不同頻率的自由空間損耗(dB)

1.3多天線的選用

多天線技術(shù)如何選用、是否開啟對(duì)覆蓋有比較大的影響。通常來說，

天線數(shù)目配置越多，覆蓋范圍越大，分集模式比復(fù)用模式覆蓋范圍大。

也就是說，天線配置、天線工作模式對(duì)覆蓋影響顯著。

對(duì)于上行鏈路來說，基站側(cè)天線數(shù)增加，體現(xiàn)為接收分集增益實(shí)力的

提升。

對(duì)于下行鏈路來說，放射分集時(shí)，4天線、8天線比2天線的增益稍

高；采納波束賦型時(shí)，8天線比2天線高6dB左右的增益。采納波束賦

型后，小區(qū)邊緣頻譜效率比采納放射分集時(shí)有明顯提升?；诓ㄊx型

的天線工作方式，在下行方向，既供應(yīng)了賦型增益，又供應(yīng)了分集增益。

而在放射分集模式的時(shí)候，沒有賦型增益的效果。

1.4RB資源占用

LTE支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等多種

帶寬的動(dòng)態(tài)配置。

一方面，用戶占用的載波資源越多，接收機(jī)底噪越大，對(duì)覆蓋有收縮

效果；另一方面，業(yè)務(wù)信道占用的子載波數(shù)目越多，在邊緣業(yè)務(wù)速率要

求確定的狀況下，支持的覆蓋距離就越大。

業(yè)務(wù)信道由專用信道變?yōu)楣蚕硇诺篮?，不同用戶的RB資源占用不同,

覆蓋范圍也不一樣。資源占用越多，意味著帶寬增大，覆蓋范圍的變更

需分析噪聲上升和解調(diào)門限要求降低兩個(gè)趨勢(shì)中哪個(gè)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

LTE需依據(jù)信道環(huán)境、業(yè)務(wù)速率需求及QoS要求來選擇合適的業(yè)務(wù)信

道資源配置方式。單用戶帶寬過大，接入用戶數(shù)就會(huì)削減，所以單用戶

子載波數(shù)目的調(diào)度須要兼顧總體接入用戶的規(guī)模。LTE增加了64QAM高階

調(diào)制方式，高階調(diào)制的解調(diào)門限也增加了，因此高階調(diào)制的覆蓋范圍相

對(duì)其他方式來說會(huì)有所縮小。降低業(yè)務(wù)速率需求、降低調(diào)制/解調(diào)等級(jí)，

降低信噪比、降低QoS要求，可提高覆蓋范圍。

限制信道（PDCCH、PUCCH、PRACH等）的資源配置的方式不同，覆蓋

實(shí)力也就不同。如PDCCH的DC1格式等效編碼率不同，PUCCH的CQI的反

饋模式、PRACH的不同格式配置、不同循環(huán)移位參數(shù)配置都影響其能夠獲

得的解調(diào)門限。解調(diào)門限要求過高，覆蓋范圍則相應(yīng)縮小。

1.5RRM算法

對(duì)覆蓋有影響的RRM算法主要是ICIC模塊、DKA模塊。小區(qū)間干擾

的存在會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)底噪的抬升，從而降低接收機(jī)智敏度。因此ICIC模

塊的運(yùn)用效果通過影響上、下行接收機(jī)的靈敏度，而影響了覆蓋范圍。

動(dòng)態(tài)資源調(diào)度DRA確定了用戶運(yùn)用的子載波數(shù)目和調(diào)制編碼方式，從而

影響了覆蓋范圍。

1.6CP酉己置

CP配置影響克服多徑延遲帶來的干擾效果，限制了理論上最大的覆

蓋范圍，和實(shí)際覆蓋實(shí)力沒有太干脆的關(guān)系。在密集城區(qū)，多徑環(huán)境比

較困難的條件下，常規(guī)CP（NormalCP）配置適用于L5km以內(nèi)的覆蓋

范圍，擴(kuò)展CP（ExtendCP）適用于5km以內(nèi)的覆蓋范圍。

2,覆蓋實(shí)力分析

2.1基本流程

覆蓋估算的目的是從覆蓋的角度計(jì)算所需基站的數(shù)目。最根本的計(jì)算

思路是規(guī)劃覆蓋面積及單基站的覆蓋面積之比，如下式所示：

覆蓋估算的基本流程如圖2.2.1所示。

圖2.2.1覆蓋估算的基本流程

在規(guī)劃初期確立建網(wǎng)目標(biāo)時(shí)，規(guī)劃覆蓋目標(biāo)是熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋，還是城

區(qū)范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋，規(guī)劃覆蓋面積是多少就已經(jīng)確定?，F(xiàn)在的問題是單

基站覆蓋面積如何確定。

鏈路預(yù)算就是依據(jù)放射端天線口功率、接收端最小接收電平，來考慮

無線環(huán)境的各種影響因素并計(jì)算最大允許路損的過程。

覆蓋估算講究兩個(gè)平衡：

（1）上、下行覆蓋的平衡；

（2）業(yè)務(wù)信道和限制信道覆蓋的平衡。

由于基站和手機(jī)的放射功率不同，最小接收電平也不同，上、下行的

覆蓋實(shí)力可能有較大的差別，須要分別進(jìn)行鏈路預(yù)算，找出覆蓋受限的

短板。

由于業(yè)務(wù)信道、共享信道的調(diào)制方式、編碼方式、資源占用數(shù)目等因

素的不同，也有可能導(dǎo)致覆蓋范圍的不同，也須要分別進(jìn)行鏈路預(yù)算。

依據(jù)鏈路預(yù)算，選擇最大允許路損計(jì)算結(jié)果中的最小值，就是計(jì)算基

站覆蓋半徑的輸入。

傳播模型描述了路損和距離的關(guān)系。也就是說，最大允許路損（MAPL）

對(duì)應(yīng)的就是最大覆蓋距離。在實(shí)際的無線環(huán)境中，傳播模型要進(jìn)行必要

的系數(shù)校正，使其更加符合實(shí)際的傳播環(huán)境?，F(xiàn)在常用的傳播模型為

C0ST231-Rata模型。

最大覆蓋距離相當(dāng)于基站的覆蓋半徑。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩結(jié)構(gòu)（正六邊

形），可以計(jì)算出單基站的覆蓋面積。

依據(jù)規(guī)劃面積及單基站覆蓋面積之比，便可以求出滿足覆蓋要求的基

站數(shù)目。

2.2LTE鏈路預(yù)算

2.2.1傳播模型

LTE鏈路預(yù)算采納C0ST231Hlata模型，該模型的應(yīng)用范圍如下：

頻率范圍：1500~2000MHz。

基站高度：30"200m.

終端天線高度：l~10m

C0ST231-Hata模型可以用如下公式表示：

式中：

fc——工作頻率（MHz）

北一一基站有效高度（m）

hre——移動(dòng)臺(tái)有效高度（m）

d——基站天線及移動(dòng)臺(tái)天線的有效距離（km）

&（hQ——接收端有效天線修正因子

G——大城市中心修正因子

由于一些LTE網(wǎng)絡(luò)的工作頻段在2.3GHz和2.6GHz,己經(jīng)超過了標(biāo)準(zhǔn)

C0ST231-Hata模型,及150~2000MHz的標(biāo)準(zhǔn)頻段范圍,因此,在實(shí)際的

LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì),C0ST23『Hata模型必需在CW測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上予以校正。

2.2.2計(jì)算方法

鏈路預(yù)算首先是依據(jù)覆蓋目標(biāo)，估算用戶設(shè)備和基站天線之間的最大

允許鏈路損耗（MAPL,MaxAttenuationPathLoss）；然后利用MAPL通

過合適的傳播模型（如CostTIata、Okumura-Hata等），計(jì)算最大的小區(qū)

半徑；最終通過小區(qū)半徑可以得到覆蓋目標(biāo)區(qū)域所須要的最少基站數(shù)目,

從而指導(dǎo)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋規(guī)劃。

LTE鏈路預(yù)算分為上行和下行鏈路預(yù)算，兩者在計(jì)算原理上相同?；?/p>

于設(shè)定的上下行邊緣速率，在確定的鏈路預(yù)算參數(shù)輸入下分別計(jì)算出上

下行的覆蓋半徑，通過比較即可得到受限的覆蓋半徑。

相較3G網(wǎng)絡(luò),LTE網(wǎng)絡(luò)空中接口有基帶協(xié)議相像性近90%的TDD和

FDD兩種雙工方式，采納了正交頻分復(fù)用（OFDM）、多輸入多輸出（MIMO）、

高階調(diào)制技術(shù)、鏈路自適應(yīng)技術(shù)（AMC）、混合自動(dòng)重傳（HARQ）等先進(jìn)

的無線鏈路技術(shù)，并可應(yīng)用調(diào)度算法、小區(qū)間干擾消退技術(shù)（ICIC）等

無線資源管理算法優(yōu)化空口資源的配置方式及消退干擾。

上述技術(shù)在提升LTE無線網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)，為LTE空口的鏈路預(yù)算增

加了新的困難性。

鏈路預(yù)算是評(píng)估無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主要手段。鏈路預(yù)算通過對(duì)搜集到的

放射機(jī)和接收機(jī)間的設(shè)備參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)及各種余量進(jìn)行處理，得到滿

足系統(tǒng)性能要求時(shí)允許的MAPLo利用鏈路預(yù)算得出的最大路徑損耗和相

應(yīng)的傳播模型可計(jì)算出特定區(qū)域下的覆蓋半徑，從而初步估算出網(wǎng)絡(luò)規(guī)

模。

計(jì)算用戶設(shè)備（UE）和eNodeB天線間的MAPL是鏈路預(yù)算的最關(guān)鍵步

驟。其計(jì)算方法為：MAPL二發(fā)端E1RP—最小接收信號(hào)電平+其他增益一

其他損耗一其他余量。

圖2.2.2和圖2.2.3分別給出了LTE系統(tǒng)下行和上行鏈路預(yù)算模型。

圖2.2.2LTE系統(tǒng)下行鏈路預(yù)算模型

圖2.2.3LTE系統(tǒng)上行鏈路預(yù)算模型

計(jì)算LTE鏈路預(yù)算的主要公式如下：

MAPL二放射端EIRP一最小接收信號(hào)電平+其他增益一其他損耗一其

他余量

進(jìn)行鏈路預(yù)算，首先要確定邊緣速率要求。不同目標(biāo)數(shù)據(jù)速率的解調(diào)

門限不同，導(dǎo)致覆蓋半徑也不同。確定邊緣速率后，便可依據(jù)式（1）計(jì)

算最大允許路徑損耗（MAPL）。

式中：

P陣一一放射機(jī)最大放射功率

GTX——放射機(jī)天線增益

GRX——接收機(jī)天線增益

Lt.able——饋線損耗

Lbody----------人體損耗

Mshadowfading一-一陰影衰落余量

Minterfercncc7^^1余

SR,——接收機(jī)智敏度

I^netration一一建筑物穿透損耗

2.2.3鏈路預(yù)算結(jié)果

假設(shè)采納FDD雙工模式，頻段為1.8GHz,系統(tǒng)帶寬20MHZ,覆蓋場(chǎng)

景為密集市區(qū)，天線配置下行2X2、上行1X2,MIMO采納空間分集方式，

下行和上行邊緣速率要求分別為IMkbps/256kbps,移動(dòng)速度為步行

3km/h,信道模型運(yùn)用ETU3,傳播模型運(yùn)用Cost-Hata231。則下行/上

行業(yè)務(wù)信道（PDSCH/PUSCH）的鏈路預(yù)算結(jié)果如表2.2.9所示。

由表2.2.9可知，在采納上述參數(shù)時(shí)，LTE鏈路預(yù)算上行受限，應(yīng)取

上行的站間距作為下一步覆蓋估算的依據(jù)。

23結(jié)果分析及比較

2.3.1覆蓋場(chǎng)景比較

不同場(chǎng)景（如密集市區(qū)和一般市區(qū)）主要影響穿透損耗及傳播模型中

的天線高度因子和環(huán)境校正因子。密集市區(qū)和一般市區(qū)鏈路預(yù)算的對(duì)比

如表2.2.10所示。

由表2.2.10可知，一般市區(qū)站間距較密集市區(qū)多近40樂郊區(qū)站間

距是密集市區(qū)的3倍多。

2.3.2雙工方式的比較

為了確保比較的公允性，假定FDD-IJE及TD-LTE均工作在1.8GHz頻

段，F(xiàn)DD-LTE的帶寬為10MHz*2,TD-LTE的帶寬為20MHz,信道模型均為

ETU3oTD-LTE采納DL:UL=2:2的時(shí)隙配比。

兩種雙工方式的鏈路預(yù)算的差異主要如下：

1）基站噪聲系數(shù)：不同廠家設(shè)備FDD-LTE的基站噪聲系數(shù)較低，但

差異不大。

2）天線配置：

①FDD-LTE的天線配置一般為下行2X2、上行1X2；TD-LTE的天線

配置除以上配置外，多數(shù)應(yīng)用下行8X2、上行1X8。這樣的天線配置方

式將為TD-LTE帶來優(yōu)于FDD-LTE約6dB的天線增益。

②由于TD-LTE可應(yīng)用8天線，下行基站可應(yīng)用天線MIMO的波束賦形

模式，上行基站可應(yīng)用IRC干擾抑制算法，因此有助于削減干擾，得到

新的增益。

以上因素中，前者影響基站放射端總的最大放射功率，后者影響SINR

值及干擾余量。

3）頻率調(diào)度算法：TD-LTE由于上下行時(shí)隙分開，上行及下行都可以

運(yùn)用信道預(yù)估算法獲得算法增益，從而影響解調(diào)門限SINR值。

4）RB資源安排：TD-LTE采納TDD雙工方式，上下行分時(shí)隙傳輸，并

具備特殊子幀，因此上下行無法連續(xù)傳輸?shù)恼伎毡葘?dǎo)致RB資源安排上

的差別，在同樣的邊緣速率條件下，TDD須要占用更多的帶寬（即安排更

多的RB）,從而影響到SINR值。

表2.2.9LTE密集市區(qū)下行/上行鏈路預(yù)算結(jié)果

1.8GFDD

參數(shù)取定

LTE上行鏈路預(yù)算LTE下行鏈路預(yù)算

邊緣數(shù)據(jù)速率（kbps）10244096

應(yīng)用場(chǎng)景密集市區(qū)密集市區(qū)

工作頻率（MHz）17851880

系統(tǒng)帶寬(MHz)2020

參數(shù)MIMO模式1T2R2T2R

MCS812

運(yùn)用RB數(shù)820

運(yùn)用帶寬（KHz）14403600

最大放射功率（dBm）2343

多天線增益（dB）00

放射

實(shí)際放射功率（dBm）2336.01

機(jī)參

須要安排功率的RB數(shù)820

數(shù)

放射天線高度（m）1.535

放射天線增益（dBi）018

接收SINR要求(dB)0.44

機(jī)參接收機(jī)噪聲系數(shù)（dB）2.57

數(shù)接收機(jī)智敏度（dB）-109.41-97.33

1.8GFDD

LTE上行鏈路預(yù)算LTE下行鏈路預(yù)算

接收天線高度(m)351.5

接收天線增益(dBi)180

邊緣覆蓋率(%)7575

陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差(dB)1010

其

它陰影衰落余量(dB)6.746.74

增

益穿透損耗(dB)2020

及

余人體損耗(dB)00

量

敏干擾余量(dB)33

饋線損耗(dB)11

切換增益(dB)44

快衰落余量(dB)00

最

大室外最大路徑損耗(dB)143.67144.60

路

徑

損

耗室內(nèi)最大路徑損耗(dB)123.67124.60

基站天線高度(m)3535

Cm33

a(hm)(大城市)-0.000919047-0.000919047

a(hm)(中小城市)0.042647440.044674206

a(hm)(hm=l.5m)00

站距

al138.19138.95

計(jì)算

a234.7934.79

覆蓋半徑(室外)(km)1.441.45

覆蓋半徑(室內(nèi))(km)0.380.39

室外覆蓋建議站距(km)2.162.18

室內(nèi)覆蓋建議站距(km)0.570.58

表2.2.10不同場(chǎng)景的鏈路預(yù)算結(jié)果比較

密集市區(qū)一般市區(qū)郊區(qū)

應(yīng)用場(chǎng)景上行下行上行下行上行下行

1M4M1M4M1M4M

覆蓋半徑（室外）（km）1.441.451.921.944.804.86

覆蓋半徑（室內(nèi)）（km）0.380.390.710.722.032.05

綜上所述，F(xiàn)DD-LTE及TD-LTE在鏈路預(yù)算上的差異主要體現(xiàn)在解調(diào)

門限上。此外，基站天線的最大放射功率受到天線數(shù)量的影響，基站噪

聲系數(shù)有些微小差異。

鏈路預(yù)算結(jié)果的對(duì)比如表2.2.11所示。

表2.2.11FDD及TDD的鏈路預(yù)算結(jié)果比較

制式FDDTDD

邊緣數(shù)據(jù)速率（kbps）40964096

系統(tǒng)參數(shù)