LTE移動通信系統(tǒng)實訓

1、摘 要 LTE(Long Term Evolution)是3GPP長期演進項目，兼容目前的3G通信系統(tǒng)并對3G演進。它具有高傳輸速率、高傳輸質量和高移動性的特性。3GPP在工作計劃中寫入了長期演進(LongTermEvolution)的研究框架，并提出了未來在20MHz帶寬上達到瞬時峰值下行100Mbps以及上行50Mbps的目標。通過 LTE網絡規(guī)劃實訓實訓項目、基站概預算設計實訓、LTE基站單站硬件配置與組網實訓、 LTE全網規(guī)劃與組網實訓、LTE單站配置實訓、LTE規(guī)劃模式多基站組網實訓掌握LTE基站的規(guī)劃。關鍵詞：長期演進，OFDM，基站目 錄1 LTE簡

2、介11.1LTE無線絡系統(tǒng)結構11.2LTE主要技術特點21.3LTE中的無線接入技術32 LTE 網絡規(guī)劃實訓72.1實驗目的72.2實驗內容72.3實驗過程72.4數(shù)據(jù)配置73 LTE 基站概預算設計實訓93.1實驗目的93.2實驗內容93.3實驗過程93.4數(shù)據(jù)配置94 LTE 基站單站硬件配置與組網104.1實驗目的104.2實驗內容104.3實驗過程104.4數(shù)據(jù)配置115 LTE全網規(guī)劃與組網實訓125.1實驗目的125.2實驗內容125.3實驗過程125.4數(shù)據(jù)配置136 LTE 單站配置實訓156.1實驗目的156.2實驗內容156.3實驗過程156.4數(shù)據(jù)配置16結 語18參

3、考文獻191 LTE簡介1.1LTE無線絡系統(tǒng)結構LTE：Long term evolution 意即長期演進。3GPP的無線接入技術，如HSDPA和增強上行等技術將在幾年內具有非常高的競爭力；但為了在更長的一個時間，比如10年甚至更長的時間，保持這種競爭力，需要考慮無線接入技術的一個長期的演進。包括無線接口和無線網絡系統(tǒng)結構兩個方面的演進。LTE項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括：1) 支持1.25MHz-20MHz帶寬；2) 峰值數(shù)據(jù)率：上行50Mbps，下行100

4、Mbps。頻譜效率達到3GPPR6的2-4倍；3) 提高小區(qū)邊緣的比特率；4) 用戶面延遲（單向）小于5ms，控制面延遲小于1OOms；5) 支持與現(xiàn)有3GPP和非3GPP系統(tǒng)的互操作；6) 支持增強型的廣播多播業(yè)務；7) 降低建網成本，實現(xiàn)從R6的低成本演進；8) 實現(xiàn)合理的終端復雜度、成本和耗電；9) 支持增強的IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）和核心網；10) 追求后向兼容，但應該仔細考慮性能改進和向后兼容之間的平衡；11) 取消CS（電路交換）域，CS域業(yè)務在PS（包交換）域實現(xiàn)，如采用VoIP；12) 對低速移動優(yōu)化系統(tǒng)，同時支持高速移動；13) 以盡可能相似的技術同時支持成對（paired

5、）和非成對（unpaired）頻段；14) 盡可能支持簡單的臨頻共存。3GPP毫不諱言LTE項目的啟動是為了應對“其他無線通信標準”的競爭。針對WiMAX“低移動性寬帶IP接入”的定位，LTE提出了相對應的需求，如相似的帶寬、數(shù)據(jù)率和頻譜效率指標、對低移動性進行優(yōu)化、只支持PS域，強調廣播多播業(yè)務等。同時，出于對VoIP和在線游戲的重視，LTE對用戶面延遲的要求近乎苛刻。關于向后兼容的要求似乎模棱兩可，從目前的情況看，由于選擇了大量的新技術，至少在物理層已難以保持從UMTS的平滑過渡SAE architectureUTRAN E-UTRAN圖1 LTE無線網絡結構1.2LTE主要技術特點LTE

6、有如下幾個主要技術特點：l 顯著提高峰值傳輸速率:下行：100 Mbps ，20M帶寬，5bps/Hz；上行：50 Mbps ，20M帶寬，2.5bps/Hz；HSDPA：10Mbps、2bps/Hz；HSUPA：2Mbps、0.1bps/Hz；l 顯著提高頻譜利用率，是HSDPA的3-4倍，是HSUPA的2-3倍圖2帶寬速率l 靈活可變的帶寬： 1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz ：可變帶寬設計：不同系列的基站設備其射頻、基帶部分要適應從1.25M、2.5M、5M、10M、15M、20M的可變帶寬，以滿足運營商多樣化需求?？紤]不同帶寬能力的UE和不同帶

7、寬的eNB，如最大帶寬20M的UE必須能夠于一個可變帶寬從1.25M到20M的eNB進行無線連接；反之，也是；l 盡可能降低無線接入網絡延遲（用戶面 UE - RNC - UE ）低于10msl 顯著降低控制面網絡延遲： l 提高“小區(qū)邊界傳輸速率”，同時保證和目前網絡相同的站點分布1.3LTE中的無線接入技術(1)上行接入方式:SC-FDMA(FDD/TDD)調制方案:（QPSK，16QAM或8PSK）數(shù)字基帶調制技術：QAM: 正交振幅調制(QAM Quatrature Amplitude Modulation)是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控QPSK: （四相相移鍵控）8PSK:（八進制移相鍵控

8、）LTE在上行鏈路采用SC-FDMA，可以降低發(fā)射終端的峰均功率比，減小終端的體積和成本； 由于OFDM有比較大的PARP問題,上行一般都是SC-FDMA,減小用戶端的RF復雜度,只進行單載波頻域均衡.下圖是采用SC-FDMA的發(fā)射圖。LTE UL SC-FDMA Parameters:BandWidth 1.25M2.5M5M10M15M20MSampling Frequency1.92M3.84M7.68M15.36M23.04M30.72MFFT Size128256512102415362048Number of usesub-carriers751503006009001200表一S

9、C-FDMA發(fā)射圖圖2 SC-FDMA的發(fā)射(2)下行接入方式:OFDM(FDD/TDD) 調制方案:QPSK，16QAM，64QAM，OFDM/OQAM OFDM是一種多載波調制技術，QAM/QPSK等調制方案是針對它的每一路載波的調制方法LTE DL OFDMA Parameters:BandWidth 1.25M2.5M5M10M15M20MSub-frame duration0.5msSub-carrier spacing15KHzSampling Frequency1.92M3.84M7.68M15.36M23.04M30.72MFFT Size1282565121024153620

10、48Number of usesub-carriers751503006009001200Number of OFDM Symbols per sub frame(CP)7/6表1 OFDMA發(fā)射圖(3) OFDM技術簡介目前使用一些調制系統(tǒng)，ASK,FSK,QPSK,8PSK,QAM,GMSK都是采用一個正弦波形振蕩作為載波，將基帶信號調制到此載波上。若信道不理想，在已調信號頻帶上很難保持理想傳輸特性時，會造成信號的嚴重失真和碼間串擾。例如，在具有多徑衰落的短波無線電信道上，即使傳輸?shù)退伲?200波特）的數(shù)字信號，也會產生嚴重的碼間串擾。為了解決這個問題，除了采用均衡器外，途徑之一就是采用多

11、個載波，將信道分成許多子信道。將基帶碼元均勻分散地對每個子信道的載波調制。假設有10個子信道，則每個載波的調制碼元速率將降低至1/10，每個子信道的帶寬也隨之減小為1/10。若子信道的帶寬足夠小，則可以認為信道特性接近理想信道特性，碼間串擾可以得到有效的克服。在下圖中畫出了單載波調制和多載波調制特性的比較。在單載波體制的情況下，碼元持續(xù)時間Ts短，但占用帶寬B大；由于信道特性|C(f)|不理想，產生碼間串擾。采用多載波后，將得到改善。早在1957年出現(xiàn)的Kineplex系統(tǒng)就是著名的這樣一種系統(tǒng)8.5，它采用了20個正弦子載波并行傳輸?shù)退俾剩?50 波特）的碼元，使系統(tǒng)總信息傳輸速率達到3 k

12、b/s，從而克服了短波信道上嚴重多徑效應的影響。隨著要求傳輸?shù)拇a元速率不斷提高，傳輸帶寬也越來越寬。今日多媒體通信的信息傳輸速率要求已經達到若干Mb/s。并且移動通信的傳輸信道可能是在大城市中多徑衰落嚴重的無線信道。為了解決這個問題，并行調制的體制再次受到重視。圖3 OFDM載波調制OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術，是一類多載波并行調制的體制。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù) 流，調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信

13、道之間的相互干擾 ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶 寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。OFDM和以前的多載波并行調制相比有如下不同：1) 為了提高頻率利用率和增大傳輸速率，各路子載波的已調信號頻譜有部分重疊；2) 各路已調信號是嚴格正交的，以便接收端能完全地分離各路信號；3) 每路子載波的調制是多進制調制；4) 每路子載波的調制制度可以不同，根據(jù)各個子載波處信道特性的優(yōu)劣不同采用不同的體制。例如，將2DPSK和256QAM用于不同的子信道，從而得到不同的信息傳輸速率。并且可

14、以自適應地改變調制體制以適應信道特性的變化。OFDM的缺點主要有兩個：1) 對信道產生的頻率偏移和相位噪聲很敏感；頻率偏差影響正交性，喪失正交性致ICI(碼間干擾)2) 峰均功率比(PAPR)較大，這將會降低射頻功率放大器的效率,同時高的PAPR需放大器有高的動態(tài)范圍，否則也會導致ICI，同時成本也上去了OFDM的優(yōu)點：1) OFDM系統(tǒng)把高速的數(shù)據(jù)流分成多個平行的低速數(shù)據(jù)流，把每個低速的數(shù)據(jù)流分到每個單子載波上,在每個子載波上進行FSK2) FDM高速數(shù)據(jù)流進行串并轉換，每個子載波上的符號長度相對增加，能減少ISI；OFDM的每個子載波間可以重疊，大大提高了頻譜利用率3) OFDM采用FFT

15、實現(xiàn)，復雜度低，可以抗頻率選擇性衰落4) OFDM和其他接入方法結合,如MIMO圖 4 多載波調制載波間隔圖 5 OFDM調制載波2 LTE 網絡規(guī)劃實訓2.1實驗目的1) 了解LTE基站在不同場景下的規(guī)劃要點；2) 掌握不同場景下規(guī)劃設計等方法；掌握不同場景下基站小區(qū)設置及配置等；2.2實驗內容1) 在規(guī)劃模式下，選擇合適的網絡場景進行網絡規(guī)劃 2) 根據(jù)場景進行基站和小區(qū)的選擇，選擇合適的位置創(chuàng)建基站3) 根據(jù)場景進行基站和小區(qū)的選擇，根據(jù)場景模型，進行合理的小區(qū)覆蓋配置2.3實驗過程實驗網絡拓撲如圖所示圖6實驗網絡拓撲圖啟動軟件進入規(guī)劃模式下場景，選擇密集城區(qū)，選擇合適位置創(chuàng)建基站要求基

16、站能夠滿足覆蓋圖上所示范圍，可以適當有空檔，根據(jù)場景模型，配置各基站及小區(qū)屬性等。2.4數(shù)據(jù)配置密集城區(qū)基站的添加圖7密集城區(qū)基站添加編號基站名稱基站類型基站小區(qū)站型小區(qū)數(shù)量小區(qū)下傾角小區(qū)方位角基站高度2BS1DBS3900_LTE全向3312025.0412051203BS2DBS3900_LTE全向3312025.0412051204BS3DBS3900_LTE全向3312025.041205120表2 網元信息3 LTE 基站概預算設計實訓3.1實驗目的1） 了解完整基站配置與配套，增強工程實際掌握；2） 掌握基站的相關配套的概預算基礎，能夠獨立設計一個基站的全部需求；3.2實驗內容按照

17、選定的場景，進行相關場景下基站概預算內容的配置。比如，選擇了2個基站，那么概預算就要配套2個基站的內容。3.3實驗過程實驗網絡拓撲如下圖：圖8實驗網絡拓撲圖選定合適的場景進行相關的概預算配置。3.4數(shù)據(jù)配置數(shù)據(jù)配置參數(shù)如下表：基站工程概預算編號名稱設置單價數(shù)量小計1PDH光端機(個)11200.0333600.02交流配電箱(個)1110.033330.03NodeB主設備(臺)111110.03333330.04饋線跳線(米)110.0758250.05防雷箱(個)222.03666.06NodeB射頻RRU單元(個111110.03333330.07光纖跳線(米)400.01400.08機

18、房內走線架(套)700.032100.09高頻開關電源(臺)5100.0315300.010ODF(32端子)3100.039300.011SDH光端機111600.04446400.0合計1186006.0表3基站工程概預算表4 LTE 基站單站硬件配置與組網4.1實驗目的1) 了解LTE基站的硬件配置方法和具體步驟;2) 掌握LTE的詳細組網方法,并能夠動手進行相關的連接和組網；4.2實驗內容1) 在單站模式下,進行相應的硬件配置;2) 在單站模式下,完成組網連接等步驟,實現(xiàn)LTE的組網.4.3實驗過程實驗網絡拓撲如圖所示：圖9實驗網絡拓撲圖1) 單站硬件規(guī)劃，規(guī)劃一個LTE基站,配置為S

19、3x1.2) 單站硬件配置與組網，登陸單站模式,進入單站配置場景圖,根據(jù)組網要求進展硬件配置3) 單站單板配置4) 光模塊配置，按照標準需要選擇6.1G速率的光模塊，選擇光模塊類型和速率，一般要求選擇9.8及自適應等模式.5) 配置RRU參數(shù)，根據(jù)組網規(guī)劃,配置RRU的相關參數(shù)，主要是頻帶號/頻點/上下行帶寬等。選擇組網參數(shù)進行配置.6) 配置RRU參數(shù)情況，該參數(shù)需要和網絡規(guī)劃一致,需要和RRU型號一致，不得隨意配置。頻點號需要根據(jù)公式進行計算，并且符合RRU型號的頻帶區(qū)間。7) 配置RRU與BBU的光纖連接，選擇單模光纖CPRI接口，在BBU側,要求進行0/2/4接口的配置，在RRU側需要

20、配置到CPRI0口.。然后點擊BBU設備,在單板位置選擇LBBP板的相關端口，不能重復。4.4數(shù)據(jù)配置線纜連接關系編號類型名稱源設備宿設備源設備端口宿設備端口1直通網線Line(6-8)CE-1MME-1122直通網線Line(6-7)CE-1SGW-1343直通網線Line(6-9)CE-1HSS-1564直通網線Line(6-10)CE-1OMC-1785直通網線Line(6-5)CE-1PTN-19106單模光纖Line(1-2)BBU-1RRU3151-fa-115187單模光纖Line(1-3)BBU-1RRU3151-fa-216198單模光纖Line(1-4)BBU-1RRU31

21、51-fa-317209單模光纖Line(5-1)PTN-1BBU-12221表4線纜連接關系網元信息所屬基站名稱IP地址掩碼RRU頻帶號下行頻點上行帶寬下行帶寬enodebRRU3151-fa-139.038350.020.020.0enodebRRU3151-fa-239.038350.020.020.0enodebRRU3151-fa-339.038350.020.020.0PTN-1110.110.132.12255.255.255.00.00.00.00.0CE-1SGW-1135.135.135.14255.255.255.00.00.00.00.0MME-1134.134.134

22、.13255.255.255.00.00.00.00.0HSS-1OMC-1172.100.100.15255.255.255.00.00.00.00.0enodebUPEUenodebUPEUenodebLBBPenodebUMPT表5網元信息5 LTE全網規(guī)劃與組網實訓5.1實驗目的（1）了解LTE基站在規(guī)劃模式下的網絡參數(shù)規(guī)劃和組網;（2）掌握規(guī)劃模式下的組網連接等;5.2實驗內容按照既定的目標實現(xiàn)網絡的組網規(guī)劃和拓撲結構連接等.5.3實驗過程實驗網絡拓撲圖10實驗網絡拓撲圖1) 登陸規(guī)劃模式2) 選擇場景地圖，在場景地圖中選擇合適的基站位置增加基站3) 配置基站屬性，每個基站均進行相關

23、的配置,具體配置方法需要參考相關規(guī)劃文檔4) 切換到邏輯場景5) 配置BBU的各種參數(shù)，配置3個基站的DEVIP地址以及S1端口號和X2端口號6) 配置RRU的參數(shù)，每個基站按照3個RRU3個小區(qū)來配置,每個基站用一個獨立的頻點號。按照要求配置完成3個LTE基站的共9個RRU的配置7) 配置PTN的參數(shù)，注意PTN的參數(shù)需要和相鄰的LTE基站的網段地址同一個網段8) 進行核心網的參數(shù)配置，核心網包含HSS/SGW/MME,其中需要配置SGW/MME的相關參數(shù)。9) 進行OMC網管配置10) 連接所有的線纜,形成組網5.4數(shù)據(jù)配置網元信息所屬基站名稱IP地址掩碼RRU頻帶號下行頻點上行帶寬下行帶

24、寬S1端口號X2端口號EnodebUMPT192.168100.10255.255.255.0300036540EnodebUMPT192.168.150.10255.255.255.0300036000EnodebUMPT192.168.200.10255.255.255.0300036000PTN-1192.168.100.254255.255.255.00.00.00.00.000PTN-2192.168.150.254255.255.255.00.00.00.00.000PTN-3192.168.200.254255.255.255.00.00.00.00.000SGW-1135.13

25、5.135.10255.255.255.00.00.00.00.000MME-1134.134.134.10255.255.255.00.00.00.00.030000OMC-1172.116.100.10255.255.255.00.00.00.00.000BS1RRU3233-138.037850.020.020.0BS1RRU3233-238.037850.020.020.0BS1RRU3233-338.037850.020.020.0BS2RRU3233-438.037950.020.020.0BS2RRU3233-538.037950.020.020.0BS2RRU3233-638.

26、037950.020.020.0BS3RRU3233-738.038050.020.020.0BS3RRU3233-838.038050.020.020.0BS3RRU3233-938.038050.020.020.0表6網元信息編號基站名稱基站類型基站小區(qū)站型小區(qū)數(shù)量小區(qū)下傾角小區(qū)方位角基站高度2BS1DBS3900_LTE定向3512045.0524053603BS2DBS3900_LTE定向33040.0210032204BS3DBS3900_LTE定向34042.041204240網元信息 表7網元信息6 LTE 單站配置實訓6.1實驗目的（1）進一步掌握場景配置過程。（2）掌握單站L

27、TE的正確的MML數(shù)據(jù)配置過程。6.2實驗內容1) 給定組網參數(shù)配置，根據(jù)老師制定的參數(shù)進行場景數(shù)據(jù)設定。2) 給定組網參數(shù)配置，根據(jù)場景數(shù)據(jù)配置,進行相應的MML數(shù)據(jù)配置,實現(xiàn)物理和數(shù)據(jù)額統(tǒng)一。6.3實驗過程實驗網絡拓撲圖11實驗網絡拓撲圖啟動軟件，切換MML界面進行數(shù)據(jù)配置，開始MML數(shù)據(jù)配置。1) 修改基站參數(shù)l 此命令主要用于修改enodeb的默認參數(shù),并修改基站的ID,基站的ID和上報的位置區(qū)有關系.l 基站類型,一般選擇DBS3900_LTE(分布式基站)；l 協(xié)議類型主要是定義RRU連接的協(xié)議類型，選擇CPRI2) 添加運營商l 定義運營商索引，關鍵索引值后面會N次索引使用；l

28、運營商類型，一般國內無共享，均選擇主運營商；l 移動國家碼，中國460，其他國家可任意填寫，主要用于網絡搜索和入網，以及漫游切換時使用。l 移動網號：移動00 02 聯(lián)通01 電信03 等3）增加RRUCHAIN鏈環(huán)l 在增加RRU之前必須先增加RRUCHAIN，定義RRU所在的鏈或者環(huán)；l 在本配置中，鏈環(huán)槽位一定是LBBP板所在的槽位（順序是3-0-1-2），鏈環(huán)的光口號05，一定要和實際連接位置相關聯(lián)。l CPRI線速率是定義CPRI光纖的速率，一般可選6.1、9.8、自適應三種模式，但是不同的速率，光纖的連接可能有關聯(lián)。一般選擇9.8或者自適應比較好。l 該命令配合場景圖所示，所以有幾

29、個RRU，則需增加幾個RRUCHAIN.4）修改RRUCHAIN環(huán)鏈l RRU組網有幾種模式，一個是鏈，一個環(huán)，那么不同的組網，RRU在物理位置是不同的，華為DBS3900中，允許RRU有4級組網，因此需要通過參數(shù)定義RRU位置；l 斷點位置1填寫為0，表示該鏈上接的RRU是第一個；斷點位置2填寫為255，表示鏈上無其他RRU。l 同樣和ADD RRUCHAIN一樣修改三次。5）增加RRUl RRU框號從60開始排，主要是根據(jù)槽位的框號確認的。l 工作制式要特別小心，這里是LTE-TDD。l 接受通道數(shù)量，需要和場景中設備選型一致，后續(xù)配置也要用到此處的通道數(shù)量，請保持前后一致。l 注意使用的

30、鏈環(huán)編號不要混亂。l 需要連續(xù)增加三次6）增加DEVIPl DEVIP實際上就是UMPT單板對外的通信地址，該地址主要用于和MME/SGW/OMCH等核心網和網管設備連接使用；l 端口類型要選擇“ETH”，端口號請注意選擇前面ADD ETHPORT所定義的端口；l IP地址需要使用場景配置中的相應地址，否則告警；子網掩碼填寫規(guī)則相同。7）增加小區(qū)l 本地小區(qū)標識，標識基站內的小區(qū)號；l 扇區(qū)同前面增加扇區(qū)的相關參數(shù)；l 頻帶號，需要和RRU類型相符合，一般常用的FAE、E/D頻段。l 頻點號，通過相關的算法，得到符合該頻帶的頻點號；l 上下行帶寬一般選擇20M；l 注意小區(qū)雙工模式，必須是TDD-LTE;l 上下行子幀配比一般5，特殊子幀7；l 跟索引值默認0.l 同樣增加3個小區(qū)。6.