LTE规划组网
第十六课：LTE网络规划
第十六课：LTE网络规划一、LTE网络规划的目标与流程1、LTE网络规划的目标和思想LTE网络规划设计目标是指导工程以最低的成本建造符合近期和远期话务需求，具有一定服务等级的移动通信网络。
具体地讲，就是要达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，满足所要求的通信概率；在有限的带宽内通过频率再用提供尽可能大的系统容量；尽可能减少干扰，达到所要求的服务质量；在满足容量要求的前提下，尽量减少系统设备单元、降低成本。
无线网络规划主要指通过链路预算、容量估算，给出基站规模和基站配置，以满足覆盖、容量的网络性能指标以及成本指标。
网络规划必须要达到服务区内最大程度无缝覆盖；科学预测话务分布，合理布局网络，均衡话务量，在有限带宽内提高系统容量；最大程度减小干扰，达到所要求的QoS；在保证话音业务的同时，满足高速数据业务的需求；优化天线参数，达到系统最佳的QoS。
网络规划是覆盖（Coverage）、服务（Service）、和成本（Cost）三要素（简称CSC）的一个整合过程，如何做到这三要素的和谐统一，是网络规划必须面对的问题。
一个出色的组网方案应该是在网络建设的各个时期以最低代价来满足运营要求：网络规划必须符合国家和当地的实际情况；必须适合网络规模滚动发展；系统容量以满足用户增长为衡量；要充分利用已有资源，应平滑过度；注重网络质量的控制，保证网络安全、可靠；综合考虑网络规模、技术手段的未来发展和演进方向。
规划策略指导思想是覆盖点、线、面，充分吸收话务量。
对于业务量集中的“点”，为重点覆盖区域，确保这些区域的覆盖称为“点”覆盖；对于业务量流动的“线”，把重点覆盖区域通过几条主要“线”连接在一起，保证用户满意度。
确保这些区域的覆盖叫做“线”覆盖；对于业务量有一定需求的地区“面”，为了进一步提高用户的满意度，同时尽量吸收更多的用户，把次要“点”和次要“线”连接起来，确保这些区域在一定程度上的覆盖，称为“面”覆盖。
LTE无线组网规划与频率应用分析
LTE无线组网规划与频率应用分析作者：韦泽训来源：《移动通信》2013年第18期【摘要】针对LTE无线异构网的分层组网结构，分析了TD-LTE的主要频率资源，探讨了同频组网、异频组网、部分异频组网和软频率复用的组网方式，并分别阐述了四种组网方式中的频点规划和应用。
【关键词】LTE 异构网组网方式频率规划Analysis for LTE Wireless Network Planning andFrequency ApplicationsWEI Ze-xun（Sichuan Post and Telecommunication College， Chengdu 610067， China）[Abstract]This paper studies four networking mode including networking with frequency， anti-frequency networking， fractional anti-frequency networking and soft frequency reuse networking mode by the analysis for TD-LTE main frequency resource according to the decentralized structure of LTE heterogeneous network. And the frequency planning and application of the four networking modes mentioned before are demonstrated in this paper.[Key words]LTE HetNet networking model frequency planning收稿日期：2013-03-29责任编辑：袁婷 yuanting@1 引言随着智能终端的普及和LTE（Long Term Evolution，长期演进）技术的发展，2012年成为全球第四代（4G）移动通信——LTE发展迈出坚实步伐的一年。
4G LTE组网架构说明
LTE组网架构说明1.组网架构组网架构，就是指LTE网络具体组成网元，以及它们之间通过什么样的方式连接在一起的，各个部分分别发挥了什么样的作用。
1.1网元架构组成LTE网络的网元内容包括：UE，eNodeB和EPC。
LTE的网络架构具有扁平化、分组域化、IP化、多制式融合化、用户面和控制面分离化等特点[1]。
LTE的网络架构可以表示成图1所示的层级结构。
图1. LTE网络架构LTE的网络架构是在缩减UTRAN的网络架构的基础上发展而来的，这种三层的扁平化的网络架构，缩短了用户终端到核心网元之间的距离。
除此之外它代来的好处还包括：●节点数量减少，用户平面的时延大大缩短；●简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程，减少了状态迁移的时间；●降低系统的复杂性，减少接口类型，系统内部相应的互操作随之减少。
1.2职能划分为了协调工作，更加高效的管理用户终端，需要明确各个网元的职责，通信网络中eNodeB和EPC的职能进行划分如图2所示：图2. eNodeB和EPC功能划分图2中，eNodeB和EPC分别承担这不同的作用。
①eNodeB的功能eNodeB主要承担的是基层用户的服务和资源管理功能，除了提供和管理区域内用户的空中接口功能之外，还要提供一些资源管理功能，资源调度功能，接入控制，承载控制，移动性管理等功能；②MME的功能MME主要功能右寻呼，切换，漫游，鉴权，对NAS信令加密和完整性保护，对AS安全控制，空闲状态移动性控制。
③SGW的功能SGW是EPC和eUTRAN的一个边界网关，不和其他系统网关，如GGSN，PDG直接相连，主要功能包括LTE系统内的分组数据路由及转发，合法监听，计费。
④PGW的功能PGW主要功能包括分组包深度检查，分组数据过滤及筛选，转发，路由选择等。
此外，PGW还负责UE的IP地址分配，速率限制，上/下行业务级计费等功能。
4 TD-LTE 网络规划及组网
0.9341 0.9686
FR=1 SFR
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0
FR=1 SFR
0.1006
0.075
0.6121 0.6276
0.6 0.4 0.2 0 80% 35%
0.0403
0.0439
80%
35%
UL_Load
UL_Load
2 1.8 1.6
SE(bps/Hz/cell)
15
SINR
时频二维调度技术
SINR
UE 3 UE 2
UE 3
UE 1
UE 2
TTI 1
TTI 2
SubBand 1
TTI 3
SubBand 2
TTI k
TTI m
SubBand m
UE 1 Time Frequency
SubBand 3 SubBand k
AMC
时、频二维调度
HARQ
快速分组调度
8
覆盖距离 确定
控制信道覆盖 高速 中速 低速
业务信道
给定带宽、TD-LTE子帧配置，业务信道覆盖能力随着边缘速率要求的不同而不同 在进行覆盖估算时，需要考虑覆盖边缘业务速率要求 不同控制信道的覆盖能力不同，但相对业务信道来说，控制信道覆盖距离是确定的； 以所有控制信道中以覆盖距离最小值作为控制信道的覆盖边界；
TD-LTE室外组网方案 TD-LTE室内组网方案
TD-LTE室外组网方案
第一章 组网方式及频段配置
第二章 宏蜂窝覆盖分析——链路预算
第三章 宏蜂窝仿真分析 第四章 同频组网关键技术 第五章 TD-LTE平滑引入策略
TD-LTE室内分布系统规划与组网：疗案
部署灵 活。终端支持频段需求低 ，减小终端射频通道的 复杂度 ，降低终端价格。 室内外 同频组网大 ，而同频干扰 会引起局部 区域
区关系 以便终端 能够选择最优的服务小 区，但会带来乒 乓切换问题 。 上述理论推算是基于特定 的站址拓扑进行的，且未 考虑移动性管理 策略，也没有考虑 Ｉ Ｉ Ｃ Ｃ等干扰协调 机 制 ，实际网络部署的性能还需要通过测试进行验证 。
２ １５室内使用 Ｅ ．． 频段组 网可行性分析
Ｆ频段 需 由 Ｔ － Ｔ Ｄ Ｌ Ｅ和 Ｔ — Ｃ ＭＡ系 统 共 用， ＤＳＤ
２ １２室内使用 Ｆ ．． 频段组 网可行性
同频 组网下，室外基站会严 重干扰室 内分布系统 ， 受干扰的室 内分布系统 ＳＮＲ由 １ｄ Ｉ ５Ｂ均降为 ０Ｂ以下 ， ｄ 传输速率由 ３９ ｉ ｓ ．Ｍｂｔ 降为 ０ （ ／ 或接近 ０ 。当然 ，同频 ）
组网下，可将建筑物高层室内覆盖与宏基站设置双向邻
・
２ １年 第７ ・ ０２ 期
一一
ＳＤ Ｃ ＭＡ共用 ２ ２ ３ ０～ ２ ７ＭＨ ，仅用 于 室 内 ） ３０ ｚ 、Ｄ频 段 （５ ５～２ １ＭＨｚ 。 ２７ ６５ ） ２ １１室内使用 Ｄ频段 组网可行性 ．．
室 内外 干 扰 是 室 内外 均 使 用 Ｆ频 段 组 网场 景 下 最重要 的技术 问题 ，针对 此场景 构建模型 进行理 论推 算，设定室内基站位于宏基站的近点、中点和远点 （ 距 离 为 １０ ０ｍ、２０ ０ｍ、３０ ，室 内 覆盖 系统 边 缘 场 强 ０ｍ） 为 一 ０ｄ ｍ，建筑物外墙损耗取 １ｄ 、５Ｂ两种情况 １５Ｂ ８Ｂ ｄ
LTE(混合组网)系统技术要求
LTE（混合组网）系统技术要求1. 引言LTE（Long-Term Evolution）是一种第四代移动通信技术，旨在提供高速数据传输和低延迟的通信体验。
混合组网是指在现有LTE网络基础上，通过与其他无线通信技术的融合实现更强大的网络覆盖和容量。
本文将重点介绍LTE混合组网系统的技术要求。
2. 系统架构LTE混合组网系统的架构应包括以下几个关键组件：•基站（eNodeB）：基站是LTE网络的关键组件，负责与移动终端进行无线通信。
在混合组网系统中，基站应支持与其他无线技术的互联互通，例如GSM、WCDMA等。
•无线控制器（WRC）：无线控制器是管理基站的中央控制单元，在混合组网系统中起着至关重要的作用。
WRC应支持对不同无线技术的协调和管理，确保网络的稳定运行。
•传输网络：传输网络负责将数据从基站传输到核心网络，以及反向传输。
在混合组网系统中，传输网络应适应多种技术的数据传输需求。
•核心网络：核心网络是LTE系统的中枢，负责管理用户的鉴权、身份验证、数据路由等核心功能。
混合组网系统应兼容核心网络与其他无线技术的接口。
3. 技术要求3.1 网络互联互通LTE混合组网系统应能与其他无线通信技术进行无缝互联互通。
这需要支持以下技术要求：•频谱共享：混合组网系统应支持不同无线技术之间的频谱共享，以最大程度地提高网络容量和覆盖范围。
•信道协调：不同无线技术之间的信道协调是保证网络稳定运行的关键。
混合组网系统应具备良好的信道协调能力，以避免干扰和冲突。
•无缝切换：混合组网系统应支持用户在不同无线技术之间的平滑切换，以提供更好的用户体验。
3.2 数据传输优化在混合组网系统中，数据传输的效率和质量是至关重要的。
以下是相关的技术要求：•数据优先级：混合组网系统应支持对不同类型数据的优先级管理，以确保重要数据的及时传输。
•负载均衡：混合组网系统应具备负载均衡的能力，以保持网络的高效运行，避免某部分网络过载导致其他部分负荷过重。
4G(TD-LTE)组网技术
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
TD-LTE基本原理及与其它制式对比_FDD/TDD
对比
FDD
Frame Configuration 特殊时隙 FS1 无 GP DwPTS UpPTS
TDD
FS2 无 UE提前发送20 P-SCH在DwPTS中的第3个符号 控制信道只占前两个符号 短RACH方式
计算功率需求 N
功率匹配
功率是否匹 配 Y
覆盖估算结束
TD-LTE网络规划方法_室内链路预算（二）
2
覆盖指标确定
LTE可以提供多种业务，不同的区域类型要求提供不同的业务，不同的业务，其室内覆盖指标 要求不一样，因此，要确定室内覆盖指标，首先要划分不同的业务覆盖区域类型，按对网络 质量的要求，通常分为三类区域，详细如下表所示： 室内覆盖边缘场强的确定需要同时考虑两个方面：
_ PL
Ga_BS
链路预算：
通过对系统中前反向
信号传播途径中各种 影响因素进行考察， 对系统的覆盖能力进
RX
UL
行估计，获得保持一
定通信质量下链路所
Ga_UE UE TX Pout_UE Ò Ó õ °Ë ¥ Â ä à Á Ó ¿ Mf
允许的最大传播损耗。
Ï Â º ·Ë « ¹ ¤Æ ÷ Ë Ì È å Ë ð º Ä Lb RX ½ Ö ¨ þ Î ï ´ Í © ¸ Ë ð º Ä Lp
CDMA2000
WLAN
54Mbps（802.11a）、11Mbps（802.11b） 0.9bps/HZ
20MHZ
2.4GHZ、5GHZ
LTE核心网MME Pool技术及组网规划研究
LTE核心网MME Pool技术及组网规划研究作者：马强来源：《科学与财富》2014年第08期摘要：结合LTE核心网的技术现状以及发展趋势，介绍了MME Pool的发展背景与核心技术；在对MME Pool和SGSN Pool技术比较的基础上，阐述了MME/SGSN融合Pool的组网优势及技术要点，MME Pool是LTE核心网的关键技术之一，接下我将对对其组网规划提出我自己的见解。
关键词：LTE；技术；规划研究引言：21世纪是网络通信行业飞速发展的时代，我国三大信息运营行业绞尽脑汁展开了激烈的角逐。
如何为广大客户提供更优质的服务，推出创新型套餐，赢得广大客户的信赖，是当代信息网络运营商应当着重考虑的问题。
与此同时，随着3G网络逐渐取代了2G网络，所以，3G网络逐渐成为我国网络信息运营商的招牌产品。
随着新技术层出不穷，而LTE（Long Term Evolution）作为准4G技术，正越来越多的走进人们日常生活之中。
MME（Mobility Management Entity）是LTE核心网重要组成部分，主要负责用户控制面的管理。
一、组成MME Pool的成分在3GPP R8中，定义了MME Pool的概念，即MME Pool由多个MME组成，当用户初始进入Pool的覆盖范围时，eNodeB依据负载均衡原则为其选择Pool内某个服务的MME，当用户在Pool内漫游时，为其服务的MME保持不变。
通过 MME Pool 功能，可以达到资源共享、负荷分担。
充分利用各个节点的容量，节约投资，实现网络容灾，增强网络可靠性。
二、MME Pool对核心网络作用及核心应用价值1、MME Pool 重要标识MME Pool 通过 GUMMEI 标识每个 MME。
= =+通过 GUMMEI 中的 MME Group ID 就可以知道是否是属于同一个Pool；通过 GUMMEI中的 MMECode 就可以区分同一个 Pool中的单个MME；通过UE携带的GUTI中的 GUMMEI 信息就可以知道 UE 的源 MME 是否是 Pool 中的某个MME。
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以上行业务64Kbps 边缘速率进行分析
1.04km
0.48km
TD-LTE 2天线 TD-LTE 8天线 TD-SCDMA 8天线
在TD-SCDMA现网实际小区半径500米条件下，TD-LTE 8天线的边缘速率远远大于2天线
将LTE一个通道采用末端合路的方式合路于下 行Tx分缆，另外单独新增一路TD-LTE通道及一 副单极化天线，构成单用户MIMO模式。该方案 与使用双极化天线方案相比，对其它系统影响较 小，多系统合路干扰相对较小。但系统改造量较 大且成本高，工程实施难度也很大。 将LTE一个通道采用末端合路方式合路于下行 Tx分缆，另外单独新增一路LTE通道。将原Tx天 线更换为双极化天线，接入两路LTE通道，构成单 用户MIMO模式。该方案仅更换Tx天线类型，多系 统合路干扰相对较小。但室内双极化吸顶天线的性 能还有待验证，改造成本与直接合路相比略高。
室外宏小区覆盖：
4+4双极化天线 BF+双流
室外街道站覆盖：
1+1双极化天线 双流
室内微小区覆盖：
2×2MIMO
8天线双流波束赋形技术是TD-LTE建网的主要技术，应用于室外场景的宏小区覆 盖，可以有效的增加空间隔离度，降低数据流之间的干扰
双流波束赋形技术简介
波束赋形（BF） 降低干扰 提升覆盖半径 双流波束赋形技术
TD-LTE中，特殊时隙内上下行转换点保护间隔GP将影响系统的最 大覆盖距离 覆盖距离＝C×GP/2，C为光速
特殊时隙比例 3:10:1 10:2:2 3:9:2
理论覆盖半径(Km) 107.1
{上下行均为短CP配置} 21.4
96.4
TDD系统优化设计（3）
远端基站干扰的解决
支持较大的GP配置 同步信号与PRACH不在相同的 频域资源上配置
层间或区域与区域间隔离较好，则可以是20MHz同频组网 隔离不好又需要支持较多用户（如场馆，展馆），则可以考 虑10MHz异频组网
考虑与WLAN系统互干扰的影响，优先使用2360MHz以下 频段
TD-LTE系统负荷与干扰余量的换算
当考虑系统负荷的影响时，假设系统负荷为 ，则
S N R t a rg （ 线 性 ） et 1 1 S IN R th r 线 性 ） C IR p o（ 线 性 ） （ le 1
双流波束赋形可大大提升吞吐量性能
2.33 1.83 2 天线 8 天线 扇区吞吐量 边缘吞吐量
注：ITU评估结果
扇区吞吐量最大提升约80% 边缘吞吐量最大提升约130%
1
1
8天线双流波束赋 形技术是提高吞吐 量性能的有效方法
双流波束赋形是平滑引入TD-LTE的关键
TD-LTE覆盖理论分析
其中，f为载频（单位MHz），Hb为基站高度（单位m），Hm为UE高 度，d为UE与eNB之间的距离（单位km），Cm为城市修正因子 当地理类型为urban时，
a ( H m ) (1 .1 lo g ( f ) 0 .7 ) H m (1 .5 6 lo g ( f ) 0 .8), C m 0 d B
当取频段2350MHz，基站高度35m，终端高度1.5m，对于市区室外， 路损公式计算得：
P a th lo ss ( d B ) 1 3 9 .2 3 4 .8 lg ( km )
TD-LTE与TD-SCDMA资源划分差异
系统资源 时域 频域 空域 最小资源单位 编码等级 TD-SCDMA（R4） 时隙可配 特殊时隙固定 单载波，多载波 单流 BF 码道 固定 HSXPA 时隙可配 特殊时隙固定 单载波，多载波 单流 BF 码道 自适应 TD-LTE 时隙可配 特殊时隙可配 单载波，RB，子载波 单流，双流 SFBC,BF,SDM RE 自适应
MIMO 提升吞吐量
提升吞吐量 提升覆盖半径 降低小区间干扰
双流波束赋形技术是TD-LTE的多天线增强型技术，是TD-LTE建网的主流技术， 结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术，是中国移动和大唐移动共 同创新的成果，也是中国通信产业技术能力的体现
8天线双流波束赋形技术
单用户双流波束赋形
TD-LTE 系统中，基站测量上行信道，由上行信道状态信息计算赋形矢量（赋形矢量的 选取有利于降低各数据流间的干扰），对要发射的多个数据流进行下行赋形处理
终端接收机使用两根天线进行接收（接收天线数不小于传输数据流数） 单用户双流BF的吞吐量相比单流提高而整体小区的吞吐量提升
GSM 900/1800 CDMA 800 POI
TDSCDMA
合路器
10λ
DCS TD-LTE
GSM 900/ 1800 CDMA 800 POI
TDSCDMA
双极化吸顶 天线
合路器
DCS TD- LTE
原有室内分布系统采用上下行分缆实现MIMO方案
将TD-LTE MIMO两个通道信号分别与分缆 方式的室分系统的Tx与Rx进行末端合路，构 成单用户MIMO模式。该方案无需对原室内分 布系统进行任何改动，成本相对较低。
Tx/Rx
Tx/Rx
TD-LTE频率规划-室外
同频组网 异频组网
F2
F0 F0
F2
F0
F1
F0
F1
F0
F0
F3
F3
高 强 差
频率利用率 小区间干扰 边缘性能
低 弱 良
困难
干扰抑制
容易
TD-LTE频率规划-室内
同频组网 or 异频组网？
室内覆盖与室外大网采用异频组网 考虑未来大量的数据业务都发生在室内，需要提供较高的 速率支持，因此优先选用20MHz作为载频带宽 频率的使用应结合建筑物的结构特点、层间、区域的隔离 情况来灵活使用
VA-PA (MS BF)
same time-frequency
CodewordLayer Mapping Channel Encoder MOD MUX
Beamforming
Channel Encoder
MOD
MUX
SU-MIMO based on Dual-stream beamforming
DRS
TD-LTE帧结构设计保证TD-LTE系统可以容易与TD-SCDMA系统共存
参考
Ta
Offset
Tb
TD-SCDMA 2:5 TD-LTE 1:1:3
参考
Ta
Offset
TD-SCDMA 4:3 TD-LTE 2:1:2
参考
Tb
Ta
Offset
Tb
TD-SCDMA 5:2 TD-LTE 3:1:1
TDD系统优化设计（2）
TD-LTE与TD-SCDMA干扰解决措施差异
干扰措施
干扰随机化
TD-SCDMA（R4）
扰码规划 码资源少 扩频 编码
TD-Lபைடு நூலகம்E
小区ID规划 ID资源充足 自适应调制方式 自适应编码率
抗干扰技术
功率控制
上下行使用 开环，闭环 上下行波束赋形
多载波同频 联合检测，同频优化
上行功率控制， 下行功率分配，开环
规划组网部分
网络规划基本流程
无线网络 规模估算 静态 仿真 站址 勘测 动态 仿真
规划目标
调整
无线网络规划流程
业务预期 基站数量 大致性能 /站址
链路预算
对无线网络规模进行快 速地估计，得到目标覆 盖区域的站点配置分布 及数量情况
可行性 局数据
与2G/3G 原理一致
验证和提高
静态仿真
动态仿真
TD-LTE室外覆盖策略
CP
Sequence
TCP 448Ts
TSEQ 4096Ts
TDD系统优化设计（5）
波束赋形技术可以充分利用TDD系统的信道互易性
TD-LTE支持采用基于专用参考信号的波束赋形技术 更便于基站采用8天线，方便与TD-SCDMA系统兼容和共站址 采用8天线的波束赋形技术，系统可以获得更高的性能增益
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 成本 扇区吞吐量 边缘吞吐量 1 1.19 1 1 2天 线 4天 线 8天 线 1.48 1.31 1.72 1.47 1.83
谢谢您的关注
上行IRC 下行波束赋形，发送分集 同频，异频 小区间干扰协调 ICIC
天线传输
频率规划 邻区干扰消除
TD-LTE与LTE FDD的差异
TD-LTE与LTE FDD在标准层面保持了很大的一致性，从而最 大化产业的规模效应 相对于FDD，TD-LTE根据TDD的特性进行了优化
TDD系统优化设计（1）
干扰余量
SNR
t arg et
SINR
thr
C IR p o le
表示边缘连续覆盖时小区边缘信噪比的极限
S IN R th r 表示信道的链路仿真根据一定的BLER要求输出的解调门限
传播模型
以Cost 231 Hata路损模型对LTE系统进行分析，其计算公式为：
P a th lo ss ( d B ) 4 6 .3 3 3 .9 lo g ( f ) 1 3 .8 2 lo g ( H b ) a ( H m ) ( 4 4 .9 6 .5 5 lo g ( H b )) lo g ( d ) C m
优点
缺点
无法体现LTE使用 MIMO提高用户和小 区吞吐量的优势
工程实施相对较复杂
应用场景
应用于原室内分 布系统无法改造 情况