中興全套lte培訓(xùn)資料04 lo_nast3015 td-lte覆蓋和容量性能 31 pdfx1

1、 TD-LTE 覆蓋與容量性能 課程內(nèi)容n TD-LTE覆蓋性能分析n TD-LTE容量性能分析 LTE 技術(shù)特點(diǎn)1 可變帶寬：1.4MHz/3.0MHz/5MHz/10MHz/15MHz/20MHz多載波：12個(gè)子載波組成一個(gè)RB，多個(gè)RB承載業(yè)務(wù)； 開(kāi)銷與業(yè)務(wù)都在RB上承載發(fā)送 ；多天線技術(shù)：Tx diversity、Rx diversity，4天線或8天線Beam Forming，以及MIMO SCM技術(shù)34 MCS技術(shù)：自適應(yīng)調(diào)制編碼方式3 除了第4項(xiàng)與 HSPA 比較類似，前3項(xiàng)使得 LTE 的鏈路預(yù)算變得非常復(fù)雜，這些都是 LTE 鏈路預(yù)算的難點(diǎn)2 TD-SCDMA 演進(jìn)過(guò)程務(wù)信道

2、比較LTE業(yè)務(wù)信道為共享信道 時(shí)域頻域進(jìn)行二維調(diào)度自適應(yīng)編碼調(diào)制業(yè)務(wù)信道為共享信道時(shí)域內(nèi)快速調(diào)度自適應(yīng)編碼調(diào)制HSPATD-SCDMA業(yè)務(wù)信道為專用信道編碼調(diào)制方式固定4 TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃鏈路預(yù)算n 業(yè)務(wù)信道u 給定帶寬、TD-LTE子幀配置，業(yè)務(wù)信道覆蓋能力隨著邊緣速率要求的不同而不同u 在進(jìn)行覆蓋估算時(shí)，需要考慮覆蓋邊緣業(yè)務(wù)速率要求n 控制信道u 不同控制信道的覆蓋能力不同，但相對(duì)業(yè)務(wù)信道來(lái)說(shuō)，控制信道覆蓋距離是確定的；u 以所有控制信道中以覆蓋距離最小值作為控制信道的覆蓋邊界； 實(shí)際中，考慮在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，業(yè)務(wù)信道的邊緣速率要求，結(jié)合控制信道的覆蓋能力，綜合確定TD-LTE系統(tǒng)

3、基站的覆蓋范圍，進(jìn)行規(guī)劃。 TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃鏈路預(yù)算n 上下行業(yè)務(wù)信道、控制信道的覆蓋能力不同，覆蓋能力評(píng)估原則：u 首先，比較上下行控制信道的覆蓋能力，選擇較小的路徑損耗作為控制信道覆蓋能力u 在控制信道覆蓋能力下，比較上下行在不同天線配置下所能達(dá)到的業(yè)務(wù)速率 TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃鏈路預(yù)算密集城區(qū) 一般城區(qū) 郊區(qū) 8天線 Link Budget (dB)126.25126.25128.55Cell Radius (m)315.58384.911010.38下行邊緣速率kbps1560上行邊緣速率kbps2702天線 Link Budget (dB)119.97119.97122.

4、27Cell Radius (m)208.23253.97666.67下行邊緣速率kbps1100上行邊緣速率kbps360 在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)引入TD-LTE覆蓋對(duì)比n 上下行控制信道u 下行鏈路，PDCCH覆蓋受限，PDCCH的覆蓋能力與PDCCH配置的CCE聚合度相關(guān)；u 上行鏈路，覆蓋能力與PUCCH、PRACH選用的格式相關(guān)，表中給出了解調(diào)SINR需求最高的格 式下的覆蓋能力；需要指出的是，PRACH格式4在1*2天線配置是覆蓋最低115dB，但其他格式均高于120dB，實(shí)際使用中可以選擇不同的格式進(jìn)行上行接入。 在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)引入TD-LTE覆蓋對(duì)比n 上下行業(yè)務(wù)信道u

5、 2天線、8天線配置下的覆蓋能力優(yōu)于TD-SCDMA系統(tǒng)；u 2天線下的下行鏈路流量性能略優(yōu)于TD-SCDMA HSDPA業(yè)務(wù)，上行鏈路流量性能稍差于TD-SCDMA系統(tǒng)HSUPA業(yè)務(wù)；8天線配置下TD-LTE流量性能均大于TD-SCDMA系統(tǒng)。 TD-LTE與TD-SCDMA覆蓋對(duì)比 采用82天線配置時(shí)，LTE業(yè)務(wù)信道吞吐量約為HSPA的兩倍； 采用22天線配置時(shí)，LTE業(yè)務(wù)信道吞吐量與HSPA基本持平； 業(yè)務(wù) TD-LTE 與TD-SCDMA可以同覆蓋組網(wǎng) 采用1*2配置時(shí)，LTE控制信道覆蓋與TD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋能力持平； 采用1*8配置時(shí)，LTE控制信道覆蓋遠(yuǎn)大于TD-SCDMA

6、系統(tǒng)覆蓋能力； LTE下行控制信道中 PDCCH受限，但是覆蓋 能力要比TD的PCCPCH 的覆蓋能力更好一些； 下行控制信道 上行控制信道 10 課程內(nèi)容n TD-LTE覆蓋性能分析n TD-LTE容量性能分析 TD-LTE 系統(tǒng)容量&流量u 系統(tǒng)流量（系統(tǒng)頻譜效率SE、邊緣頻譜效率ESE） 帶寬、時(shí)隙配比； 干擾載波間干擾、符號(hào)間干擾、序列間干擾、小區(qū)間同頻干擾等等干擾都會(huì)帶來(lái)流量 的下降，需要考慮規(guī)避措施來(lái)降低干擾； 多天線技術(shù)的使用多天線收發(fā)分集技術(shù)、波束賦形技術(shù)、雙流空分復(fù)用技術(shù)的使用將 帶來(lái)系統(tǒng)流量上的增益； 調(diào)度、功控技術(shù)算法優(yōu)劣將直接影響流量性能 u 系統(tǒng)容量 容量控制信道 、

7、業(yè)務(wù)信道可用的RB資源數(shù)目將限制TTI內(nèi)最大調(diào)度用戶數(shù)目； 硬件資源限制將決定小區(qū)內(nèi)的最大激活用戶數(shù)目； TD-LTE 系統(tǒng)理論容量n 理論容量 TD-LTE系統(tǒng)中，多用戶調(diào)度共享上下行業(yè)務(wù)信道進(jìn)行傳輸，因此對(duì)于不要求GBR和延 遲性能的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，理論上系統(tǒng)所支持的用戶數(shù)目是不受限制的，受限制的是一個(gè)TTI內(nèi) 同時(shí)得到調(diào)度的用戶數(shù)目。但VOIP業(yè)務(wù)由于對(duì)GBR和延遲參數(shù)的要求，因此系統(tǒng)所能夠支持的VOIP用戶總數(shù)受限。 同時(shí)能夠得到調(diào)度的用戶數(shù)目受限于控制信道的可用資源數(shù)目，即PDCCH（包含PHICH、PCFICH）信道可用的CCE個(gè)數(shù)。 PHICH，每條占用一個(gè)CCE，最多復(fù)用8個(gè)UE，；

8、 PCFICH，指明給定帶寬和天線配置下可用的CCE個(gè)數(shù) PDCCH，一個(gè)對(duì)稱業(yè)務(wù)的用戶需要2條PDCCH，傳輸上下行調(diào)度控制信息 在實(shí)現(xiàn)中，設(shè)備硬件資源 、處理能力限制了單小區(qū)能夠支持的激活用戶數(shù)。協(xié)議要求， 在5MHz20MHz的帶寬配置下，要求支持激活用戶數(shù)=400/Sector。 TD-LTE 系統(tǒng)理論容量n 最大同時(shí)調(diào)度用戶數(shù)n 設(shè)系統(tǒng)最大同時(shí)調(diào)度用戶數(shù)為N，以2天線、20M帶寬為例，解方程可以計(jì)算得到N，如下解方程，取整數(shù)得到：N=40個(gè)用戶；最大40個(gè)用戶可以同時(shí)得到調(diào)度。n 最大VOIP用戶數(shù)n 系統(tǒng)支持的VOIP用戶數(shù)與其占用的RB數(shù)目、重傳率、激活因子等相關(guān)。n 為每UE分

9、配2RB，激活因子1.0時(shí)，VOIP業(yè)務(wù)的理論容量為320個(gè)。 中興通訊TD-LTE V2.0商用版本單小區(qū)20M帶寬支持 用戶數(shù)=400，RRC連接數(shù)=1200! TD-LTE 系統(tǒng)理論峰值流量n 理論峰值流量估算 u DL速率=流數(shù)*（配置i的下行子幀數(shù)*每子幀傳輸比特?cái)?shù)+Dwpts承載的比特?cái)?shù)）/ 配置i無(wú)線幀長(zhǎng)）；每子幀傳輸比特?cái)?shù)=帶寬內(nèi)RB數(shù) * （每RB子載波數(shù)*（14-控制符號(hào)數(shù)）-RS數(shù)）* 調(diào)制階次 * 編碼率 Dwpts 承載比特?cái)?shù)=帶寬內(nèi)RB數(shù) * （每RB子載波數(shù)*（特殊子幀承載的下行符號(hào)數(shù) - 控制符號(hào)數(shù)）-RS數(shù)）* 調(diào)制階次 * 編碼率 u UL速率=配置i上行子

10、幀數(shù)*（帶寬內(nèi)RB數(shù) * 每RB子載波數(shù) * （14-RS數(shù)）* 調(diào)制階次 *編碼率）/配置i無(wú)線幀長(zhǎng)； n 說(shuō)明：配置i=0，1，6； 調(diào)制階次： 2QPSK416QAM664QAMuuUplink- downlink configurationDownlink-to-Uplink Switch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD

11、 TD-LTE 系統(tǒng)理論峰值流量n 理論峰值吞吐量計(jì)算（以配置1為例）R B 總 數(shù) 每 R B 的 S C 數(shù) ( 子 幀 內(nèi) 符 號(hào) 數(shù) - 控 制 符 號(hào) 數(shù) ) - R S 數(shù) 調(diào) 制 階 數(shù) 碼 率 =100 1 2 (14 - 2 ) - 12 6 0 .9 = 71280 bitR B 總 數(shù) 每 R B 的 S C 數(shù) ( D w P T S 內(nèi) 符 號(hào) 數(shù) - 控 制 符 號(hào) 數(shù) ) - R S 數(shù) 調(diào) 制 階 數(shù) 碼 率 =1 0 0 1 2 (1 4 - 4 - 2 ) - 8 6 0 .9 = 475 2 0 b itDL 2x2 SM速率=流數(shù)x（2x71280+47

12、520）bit/5ms =2x（2x71280+47520）bit/5ms= 76.032Mbpsn TD-LTE系統(tǒng)不同配置下的峰值吞吐量表格n 20MHz帶寬，特殊子幀配置為：10:2:2中興通訊TD-LTE POC Phase II 測(cè)試成果，2：2配置：行峰值流量：76M；上行峰值流量：28M TD-LTE 流量估算-系統(tǒng)仿真 愛(ài)爾蘭法、坎貝爾法由背包模型衍生出的各種算法環(huán)境BAC多天線技術(shù)設(shè)備性能影響容量的因素ED調(diào)度算法干擾消除LTE容量估算的方法不能按照R4業(yè)務(wù)容量估算的方法進(jìn)行。由于影響容量估算的因素太多，因此不能簡(jiǎn)單的利用公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)系統(tǒng)仿真和實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以得到各

13、種無(wú)線場(chǎng)景下、網(wǎng)絡(luò)和UE各種配置下的小區(qū)吞吐量和小區(qū)邊緣吞吐量；在實(shí)際規(guī)劃時(shí)，根據(jù)規(guī)劃地的具體情況，查表確定LTE的容量 。 TD-LTE 流量估算-系統(tǒng)仿真小區(qū)頻譜效率、邊緣頻譜效率 vs 站間距小區(qū)頻譜效率、邊緣頻譜效率 vs 用戶數(shù)(ISD=500m) TD-LTE 系統(tǒng)流量提升n 系統(tǒng)流量（頻譜效率）性能提升的兩個(gè)主要方向n 第一，降低系統(tǒng)同頻干擾；第二，提升傳輸?shù)男旁磾?shù)據(jù)數(shù)n 兩個(gè)方向互相聯(lián)系功率配置、功控BeamForming、分集干擾隨機(jī)化技術(shù)ICIC技術(shù) HARQSM高階調(diào)制雙流傳輸調(diào)度、 TD-LTE 系統(tǒng)流量提升調(diào)度AWGN - ideal - 1T1R - 6RB ( M

14、CS0 - MCS27)010 n 調(diào)度： u UE根據(jù)收到信號(hào)的 SINR 、信道的秩RI、子 帶/寬帶配置來(lái)報(bào)告 CQI.-110u 根據(jù)CQI指示選擇發(fā)送使用的MCS格式，適 配信道變化BLER-210 -310-505101520SNR調(diào)度與HARQ過(guò)程配合，進(jìn)行良好的 無(wú)線鏈路速率匹配，達(dá)到每個(gè)瞬時(shí)的流量最大化！ TD-LTE 系統(tǒng)流量提升調(diào)度不同調(diào)度算法對(duì)系統(tǒng)頻譜效率（系統(tǒng)流量）有影響 u MaxCI算法能使系統(tǒng)頻譜效率達(dá)到最大化，但會(huì)令系統(tǒng)邊緣流量為0。PF算法將綜合考慮系統(tǒng)流量和邊緣流量，實(shí)際應(yīng) 用中需要合理配置算法參數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)性能。 u 根據(jù)不同的QOS等級(jí)指示（QCI）

15、值，真實(shí)的調(diào)度算法將引入保證GBR的調(diào)度算法，來(lái)保證ESE。而PF、MaxCI等基 本調(diào)度算法可以結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)設(shè)置。 TD-LTE 系統(tǒng)流量性能提升多天線技術(shù)方案一 8x2 Beamforming方案二 2x2 MIMOn eNB采用雙極化8天線陣列n 單流n 下行UE 2天線接收，上行輪流發(fā)射n 上行eNB 8天線接收，下行采用EBB算法實(shí)現(xiàn)波束賦形同極化的4天線組成某一子陣，即Ant1Ant4和Ant5Ant8分別構(gòu)成兩個(gè)子陣子陣內(nèi)采用廣播波束賦形兩個(gè)子陣間實(shí)現(xiàn)MIMO抗干擾能力強(qiáng) 邊緣用戶速率有保障BF與MIMO結(jié)合 LTE 系統(tǒng)流量性能提升多天線技術(shù)方案三 4x2MIMO方案四 Ad

16、aptive MIMO/ BFn 雙極化8天線中Ant1/Ant4/Ant5/Ant8 為間距最大的交叉極化4天線n 4天線實(shí)現(xiàn)MIMO相關(guān)性弱有利于實(shí)現(xiàn)MIMO自適應(yīng)切換準(zhǔn)則：基于吞吐率最大原則根據(jù)信道相關(guān)性瞬時(shí)值、信干比等信息，分別估算BF和多流MIMO傳輸方式下各自的瞬時(shí)吞吐量，并采用瞬時(shí)吞吐量較高的一種方式自適應(yīng)選擇，有利于發(fā)揮MIMO/BF性能優(yōu)勢(shì) TD-LTE 系統(tǒng)流量性能提升多天線技術(shù)小區(qū)邊緣采用Beamforming保證業(yè)務(wù)質(zhì)量雙極化天線MIMO小區(qū)內(nèi)部采用MIMO提升用戶數(shù)據(jù)吞吐量 MIMO提高小區(qū)內(nèi)用戶吞吐量，Beamforming保證小區(qū)邊緣用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量 TD-LTE 系

17、統(tǒng)流量性能提升多天線技術(shù)多天線技術(shù)仿真性能對(duì)比 u 2、4天線，單流：閉環(huán)precoding，強(qiáng)制單流；雙流：閉環(huán)precoding，2、4天線實(shí)現(xiàn)的2*2MIMO,強(qiáng)制雙流；自適應(yīng) ：?jiǎn)坞p流自適應(yīng)切換； u 8天線，單流：Beamforming 單流；自適應(yīng)：Beamforming單流和8天線2*2MIMO雙流之間自適應(yīng)切換； TD-LTE 系統(tǒng)流量性能提升ICICLTE同頻組網(wǎng)干擾問(wèn)題 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（ICIC）中國(guó)移動(dòng)與中興通訊協(xié)同開(kāi)展小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的研究 解決LTE同頻組網(wǎng)干擾問(wèn)題的重要研究方向n 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（ICIC） ：通過(guò)小區(qū)間無(wú)線資源的協(xié)調(diào)使用來(lái)控制小區(qū)間的干擾。具體而言，

18、小區(qū)間協(xié)調(diào)的方式包括限制哪些時(shí)頻資源可用，或者在一定的時(shí)頻資源上限制其發(fā)射功率等。n LTE同頻組網(wǎng)時(shí)，小區(qū)間干擾比較嚴(yán)重， 導(dǎo)致位于小區(qū)邊緣的用戶數(shù)據(jù)吞吐量急劇下降，用戶感受差。小區(qū)邊界干擾嚴(yán)重LTE同頻組網(wǎng)時(shí) 小區(qū)間干擾比較嚴(yán)重 TD-LTE 系統(tǒng)流量性能提升ICIC典型的下行鏈路、上行鏈路ICIC方案 u 下行鏈路： 系統(tǒng)帶寬等分為三段，內(nèi)環(huán)每子載波發(fā)射功率是外環(huán)的1/2。 u 上行鏈路： 系統(tǒng)帶寬等分為三段，OC(小區(qū)邊緣區(qū)域)資源首先用于邊緣用戶的調(diào)度，所有邊緣用戶分配完后，IC資源（小區(qū)中心用戶） 用于中心用戶的調(diào)度。允許小區(qū)邊緣用戶使用部分IC資源，但對(duì)這部分資源的發(fā)送功率進(jìn)行了

19、限制，以降低同頻干擾。 TD-LTE 系統(tǒng)流量性能提升ICIC典型的下行鏈路、上行鏈路ICIC性能仿真 u 下行鏈路：外圈用戶數(shù)（CEU）比例減少，系統(tǒng)頻譜效率降低，而邊緣頻譜效率增加。 u 上行鏈路：功率配置系數(shù)對(duì)于ICIC的性能有影響，在適當(dāng)配置下，上行ICIC算法可以使系統(tǒng)邊緣頻譜效率提升10%以上， 并使系統(tǒng)頻譜效率稍有提升。 ICIC方案 Spectrum Efficiency(%)Avg. CEU Spectrum Efficiency(%)5% CDF CEU Spectrum Efficiency(%)SFR靜態(tài)分配PwRatio=10.3610.9317.46SFR靜態(tài)分配PwRatio=0.50.6311.3013.82FRCEU RatioSpectral Efficiency(bps/Hz)Cell Edge SE, 5%