LTE无线网络组网技术
lte技术
lte技术第一篇：LTE技术原理和特点1.1 LTE技术原理LTE（Long-Term Evolution）是一种基于OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的4G无线通信技术。
它主要是通过频分复用将频域分成若干个子载波，每个子载波可以传输一个数据流，同时在时域上通过多路复用技术实现多个用户的数据传输。
由于OFDM技术的高效率和误码率的低值，使得LTE具有更好的覆盖范围和抗干扰能力，不断有新的技术被应用到LTE中，比如MIMO（Multiple-input and multiple-output）、VoLTE（Voice over LTE）和Carrier Aggregation（CA）等，不断提升着LTE技术的性能。
1.2 LTE技术特点(1)更高的数据速率，更低的时延。
由于LTE技术利用的是OFDM技术，在广阔的频带内分成很多的子载波，实现的是并行传输，可以提高数据速率，一般可以达到100Mbps的下行速率和50Mbps的上行速率，时延也可以控制在10ms以下。
(2)更好的数据覆盖和信号质量。
由于LTE技术的高效率和误码率的低值，使得其具有更好的覆盖范围和抗干扰能力，而且还可以通过一些技术手段例如VoLTE来提高语音通话的质量。
(3)更丰富的业务应用。
LTE技术可以支持更丰富的业务应用，不仅包括传统的语音通信和数据传输，还包括一些新型的业务应用，例如高清视频传输、IoT（物联网）等，可以为用户提供更好的服务体验。
(4)更灵活的网络组网方式。
由于LTE技术使用的网络协议灵活多变，网络组网方式也更加灵活，可以实现单网、多层次、多种技术的混合组网模式，更加方便网络管理和维护。
(5)更加低成本的部署和维护。
LTE的部署和维护成本较低，因为采用的是基于IP的全网络架构，使得网络的部署和维护工作更加简单，而且维护人员的培训成本也较低。
1.3 总结LTE技术采用OFDM技术，实现了更高的数据速率、更好的数据覆盖和信号质量、更丰富的业务应用、更灵活的网络组网方式和更加低成本的部署和维护，这些都是构成LTE技术的重要特点。
TD—LTE／LTEFDD融合组网关键技术
Ｌ Ｔ Ｅ Ｓ ￣ Ｅ ／ Ｌ Ｔ Ｅ Ｆ ＤＤ的组 网部分 ，二是 融 及 覆盖范 围上可 能会存在差异 ， 如果 合组 网策略 的影响因素。 Ｔ Ｄ— Ｌ Ｔ Ｅ 和Ｆ ＤＤ Ｌ Ｔ Ｅ 融合组 网之 所 以成 为趋 势 ，主要 有以下两个方面
两者标准 的融合为融合组 网奠定了非 行效 率。
常 好 的基 础 。从核 心 网层 面 来说 ， Ｔ Ｄ— Ｌ Ｔ Ｅ Ｓ ￣ Ｅ Ｉ Ｌ Ｔ Ｅ Ｆ ＤＤ核心网协议与 网
第三 个时 间段 是ＴＤＤ和Ｆ ＤＤ联
合传输 。前两个阶段 需要交互比较多
的 消 息来 实 现 基 于覆 盖 和 负荷 的均
另一方面 是 ，可以使 得整个 的规 模效 应 最大 化 ，主要 是 Ｆ ＤＤ和ＴＤＤ
的优先级是比较低 的，一般把 它用于
如果 是基于实现负荷均衡 ，可以使得 连续或 是深 度的覆盖 ，而比较高 的频 业 务的负荷在两个 网络上尽可能合理 段通常 用于热点和补盲 的覆盖 。第二 分配 ，从而更好地提 升两个网络 的运 是从建 网时间上来说 ，如果存在建 网 时 间先 后的话 ，可以对建 网比较 早的 网络设 置高优先级 。第三是从频 率带
异。
理层 的资源 聚合 的手段 ， 使 其可以快 置 的优先级别低 ～些 ，以更好地保证
速地实现负载均衡 。 用 户在移动 中的通信连续性 。★
如 果 采 用融 合 组 网 ，从 时 间 上
这 三 个 阶 段从 基 于 覆盖 到负 荷
矽 ２ ０ １ 筹 ３ 年 第 １ 蔫 ７ 期ｌ Ｉ ２ ／ － ３ ， Ｄ
的原 因 ：
一
在 两者之 间有覆 盖应用管理 的话 ，可 以使得 用户从一个 网络覆盖区到另外
LTE无线网络与核心网间网络组织及无线侧IP地址分配方案研究
用于相邻 ｅ ｄ ＮｏｅＢ之间数据切换，减少切换时延。
２ ｅ ｏｅＢ相关 接 口介 绍 Ｎ ｄ
３ Ｐ 版 本定 义 的 Ｌ Ｅ网络架 构 Ｇ Ｐ Ｒ８ Ｔ
如图 １ 所示。
墨墨 ｌ 暖瓣目 ｌ 嘲
ＶＬ Ｎ接 Ｅ和 网管 ＶＬ Ｎ 接 口，其 中业务 接 口与 Ｓ ／ Ａ ｌ Ａ １
根据 ３ Ｐ Ｇ Ｐ的规 范要求 ，以上 接 口协议 均采用 Ｉ Ｐ
进行承 载，需要 承载在 Ｉ Ｐ网络上。 以下将介绍典 型的 无线网络与核心网间网络组织方案。
Ｘ２Ｃ Ｅ连接 ，网管接 口与 Ｏ ＭＣ连接。具体组 网如 图 ３
送 至相 应 的 ＭＭＥ — Ｗ 、ｅ ｏ ｅＢ和 Ｏ 、Ｓ Ｇ Ｎ ｄ ＭＣ。其 网
Ｄ ＮＳ ＣＧ
息爨 ／
｜ Ｘ＞ ＼ ＼
／
、
．／ ／ ／
络组织方案如 图 ２ 所示。
３ ２存在 问题分析 ．
图例 ：
匿
冒／
核 网房 心机Ａ
， 自Ｃ ／ Ｅ 寓
在必行。考虑到无线基站数量繁多 ，若基 站部署完成后 进行大 规模的基站组 网方案和 Ｉ Ｐ地址调 整 ，可能将造 成增加 巨大的工作量 以及 影响网络质量 的问题 。因此 ， 在 Ｌ Ｅ大规模部署的前期 ，很有必要进行 Ｌ Ｅ无线侧 Ｔ Ｔ 组 网和 Ｉ Ｐ地址分配的探讨 。
协议用 来在 ｅ ｄ ＮｏｅＢ和 Ｓ Ｇ 之 间进行用户数据的隧 — Ｗ 道传输 ，ＵＤ Ｐ协议封装用户数据。
３ ３ ＬＦ ． Ｔ 无线网络与核心 网络间网络组织方案建议 本文针对以上 的组 网方案存在 的问题 ，提出如下的 组网方案建议。
通信网络大PK：LTE与WiFi技术的对比
通信网络大PK：LTE与WiFi技术的对比1 LTE及WiFi网络技术特点分析LTE作为下一代网络首选的移动通信制式，拥有一些特有的技术，与WiFi网络技术相比，最具有优势的是通过ICIC（小区间干扰协调）技术能够实现同频组网。
ICIC主要是通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制，是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理。
具体而言，ICIC以小区间协调的方式对各个小区中无线资源的使用进行限制，包括限制时频资源的使用，或在一定的时频资源上限制其发射功率。
LTE Rel-8版本首先支持ICIC机制，基站间可以通过X2接口交换RNTP（相关窄带传输功率）、HII（高干扰指示）及OI（过载指示）三种信号，实现载波内频域数据信道小区间干扰协调。
最初的Rel-8版本主要关注宏基站异构组网的应用场景，Rel-10版本提出了eICIC（增强型小区间干扰协调机制），支持强干扰场景（如宏站与微站、宏站与家庭基站等）异构组网的情况。
目前正处于研究阶段的Rel-l1版本则提出了FeICIC（Further- eICIC）工作项，以解决eICIC中遗留的问题及进一步研究其他小区间干扰协调技术方案。
Rel-10版本中提出的eICIC大致可以分为时域干扰协调、频域干扰协调、功率控制三类。
1）功率控制方案当服务小区与相邻小区使用相同的频率资源时，该方案会适当降低服务小区或相邻小区的发射功率，以提高被干扰宏基站用户性能。
与传统闭环功率控制方案相比，功率控制是从抑制小区间干扰、优化系统整体小区边缘性能的角度出发，直到达到一个期望的SNR（信噪比）值。
功率控制方案作为一种重要的ICIC方案在异构网络中得到了广泛应用，如宏与Pico（微微蜂窝）、宏与家庭基站等异构场景。
该方案可以得到系统的后向兼容，且同时适用于FDD （频分双工）、TDD（时分双工）双工模式。
但是，功率控制方案的实现必须基于用户的测量和上报，在设计上需要考虑基站间的交互信息设计和传递。
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基础原理及关键技术
LTE的网络架构
• LTE的主要网元
– – LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成。 LTE的核心网EPC由MME，S-GW和P-GW组成。
•
LTE的网络接口
–
–
e-NodeB间通过X2接口相互连接，支持数据和信令的直接传输。
S1接口连接e-NodeB与核心网EPC。其中，S1-MME是e-NodeB连接MME的控制面接口，S1U是e-NodeB连接S-GW 的用户面接口与传统3G网络比较，LTE的网络结更加简单扁平，降低 组网成本，增加组网灵活性，并能大大减少用户数据和控制信令的时延。
载波带宽 [MHz]
RE数目 (每个OFDM符号) RB数目 （每个slot）
1.4
72 6
3
180 15
5
300 25
10
600 50
15
900 75
20
1200 100
自适应调制和编码（AMC）
信道质量的信息反馈，即Channel Quality Indicator （CQI） UE测量信道质量，并报告（每1ms或 者是更长的周期）给eNodeB eNodeB基于CQI来选择调制方式，数 据块的大小和数据速率
的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。 • 2)MIMO:不相关的各个天线上分别发送多个数据流，利用多径衰落， 在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高信道及频谱利用率，下 行数据的传输质量。 • 3) 高阶调制：16QAM、64QAM • 4) HARQ:下行：异步自适应HARQ • 5) AMC：TD-LTE支持根据上下行信道互易性进行AMC调整
Subframe #4
Subframe #5
Subframe #7
LTE核心网基本原理及关键技术
TAI/TA list
RAI
位置标识
EPC网元域名标识（FQDN）
SGSN Number、HLR Number
网元标识
新引入码号：GUTI 全球唯一临时标识（Globally Unique Temporary UE Identity），类似RAI+P-TMSI
<GUTI> = <MCC><MNC><MME Group ID><MME Code><M-TMSI>, 2G/3G与LTE进行互操作时，GUTI与RAI+P-TMSI需进行映射 新引入码号：TAI 追踪区标识（Tracking Area Identity），表示用户位置信息，类似2G/3G位置区LAI或路由区RAI
PCRF
的信令接口，基于GTPv2； -S10：进行MME间互操作时，MME通过S10
S9 接口传递承载上下文信息，基于GTPv2
-S5：S-GW和P-GW间接口，包括控制面
Rx （GTPv2）和用户面（GTPv1）
Gx
AF -S8：国际漫游接口，拜访地S-GW接入归属地
P-GW，协议同S5
SGi Internet PS Service
码号分配
需要全网规划的EPC号码涉及TAC及MME GI，原有2G/3G网络中的码号规 划保持不变。
TAC的分配
- TAC：用16进制表示为x1 x2 x3 x4 - 域名为：tac-lb<x3x4>.tac-hb<x1x2>.tac.epc.mnc<MNC>.mcc<MCC> - 为保证省间互通丌冲突，可参照LAC的分配方式统一规划， x1x2的取值各省应丌同，x3x4
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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
小区用户数可以认为 是系统负荷的体 现，系统负荷升 高，则系统干扰水 平上升，所需的干 扰余量越大，基站 覆盖半径越小
PDCCH不同格式的配 置对应不同的聚合 等级，占用的资源 不同，使其可支持 的用户数也不同。 而不同的聚合等级 又会影响PDCCH的 解调门限，从而影 响其覆盖性能。
对于PUCCH，如果 需要支持多用户则 需要配置更多的时 频资源，对于上行 信道，RB资源配置 增大引起底噪声抬 升，从而会使其覆 盖性能下降
覆盖
容量
系统内 同频干扰
系统间干扰
13
TD-LTE
最少的投入，最优的覆盖
2300MHz~2400MHz所在频段无线电波衰减快
覆盖研究 必要性
LTE偏重高速数据业务，对覆盖和通讯质量要求高
如何满足用户覆盖速率，需要获得系统配置策略
如何提升LTE系统覆盖能力 TD-LTE系统覆盖目标是满足边缘用户基本速率要求的基 础上获得最大的覆盖距离
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
理论覆盖半径(Km)
107.1 21.4 96.4
10:2:2
3:9:2
22
TD-LTE
CP配置对覆盖的影响
时间长度
1ms 2ms
Preamble 格式
0 1 2
Pathloss(dB) = 46.3 + 33.9 log( f ) 13.82 log( Hb)
a( Hm) + (44.9 6.55log( Hb)) log(d ) + Cm
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，
在对TD-LTE覆盖 规划时，可以为边 缘用户指定速率目 标，即在覆盖区域 的边缘，要求用户 的数据业务满足某 一特定速率的要求
频谱效率定义为通 过一定距离传输的 信息量与所用的频 谱空间和有效传输 时间之比。相对于 用户的速率目标， 频谱效率单位化了 用户的传输时间资 源和频率资源
18
TD-LTE
传输流数 调制编码 (MCS)等级
用 户 目 标 速 率
用户带宽 N*RB
TD-LTE系统可灵活采用多种系统资源配置方式，支持不同场景的覆盖 TD-LTE试验网演示期间，需要覆盖用户期望获得高速率的体验覆 盖原则可采用高MCS等级+多带宽方式
26
TD-LTE
其它技术或参数对覆盖的影响（1）
• 天线挂高和下倾角的影响
对固定的下倾角而言，基站天线挂高与覆盖距离成正比
27
TD-LTE
其它技术或参数对覆盖的影响（2）
• 频率复用系数的影响
频率复用系数越大，小区 间干扰越小，则CIR可达 到的极限也越大，对应覆 盖半径应该越大，有助于 改善覆盖性能。典型的情 况如频率复用系数为3， 异频组网的情况，CIR极 限较大，此时影响覆盖性 能的主要是系统噪声，也 即噪声受限
TD-LTE系统无线传播特性
TD-LTE系统所处(C)频段传播损耗较大
频率(MHz)\距离（m） 2010 2400 10 175.4 177.3 50 199.1 201.6 100 209.6 212.1 200 220.0 222.6 500 234.0 236.4
上述计算依据Cost231HATA密集市区模型
2ms
3ms ≈157.292us
3
4(仅FS2)
9.375us
Preamble配置及支持的小区半径
23
TD-LTE
GP配置对覆盖的影响
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
24
TD-LTE
RB配置对覆盖的影响
RB配置对下行覆盖影响
EIRP的变化与RB数量成正比：RB 配置增多，EIRP增大，增加覆盖半径 下行信道底噪声与RB数量成正比： RB配置增多，下行信道底噪声抬升 功率与底噪的等比变化，不会影响 下行覆盖半径
TD-LTE
LTE无线网络组网技术
1
TD-LTE
主要内容
TD-LTE无线网络组网技术 TD-LTE系统设计指标 TD-LTE系统组网性能介绍 TD-LTE系统组网策略 上海世博园示范网组网案例
2
TD-LTE
网络规划基本流程
规划目标
无线网络 规模估算
静态 仿真
站址 勘测
动态 仿真
调整
无线网络规划流程 业务预期 基站数量 大致性能 /站址
信息带宽（MHz） 传输带宽（RB数） 1.4 6 3 15 5 25 10 50 15 75 20 100
• 设备规范指标
系统带宽 系统支持子载波间隔 5M / 10M / 15M / 20MHz 15kHz
7
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 系统频谱效率
频谱效率
下行 上行
• 系统峰值速率(20MHz)
a( Hm) = (1.1log( f ) 0.7) Hm (1.56 log( f ) 0.8), Cm = 0dB
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：
Pathloss(dB) = 139.2 + 34.8 lg(km)
16
TD-LTE
5
抗干扰技术
功率控制
天线传输
频率规划 邻区干扰消除
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 帧结构设计
设备规范指标 配置选项1 配置选项2
【DL:S:UL】 2: 1: 2 3: 1: 1
DwPTS:GP:UpPTS 10: 2: 2
3: 9: 2
6
TD-LTE
TD-LTE系统设计指标
• 系统带宽
覆盖
容量
同频组网
多系统共存
14
TD-LTE
TD-LTE系统支持广覆盖组网
特殊时隙比例 3:10:1 10:2:2
理论覆盖半径(Km) 107.1 21.4
3:9:2
96.4
TD-LTE系统设计上可支持100KM以上的覆盖半径 设备规范配置支持多种小区半径选项
15
TD-LTE
传播模型分析
以Cost 231 Hata路损模型对LTE系统进行分析，其计算公式为：
带宽 20MHz 室内总功率需求 20W 室外总功率需求 40W
10MHz
5MHz
10W
5W
20W
10W
如果不考虑多小区间干扰的影响，那么发射功率越大，越能够补偿 路径损耗和信号衰落等的影响，则其覆盖越远，覆盖性能越好 实际组网必须考虑小区间干扰的影响，发射功率不建议随意设置
21
TD-LTE
GP配置对覆盖的影响
考虑与WLAN系统互干扰的影响，优先使用2360MHz以下 频段
11
TD-LTE
主要内容
TD-LTE组网思路 TD-LTE系统设计指标 TD-LTE系统组网性能介绍 TD-LTE系统组网策略
上海世博园示范网组网案例
12
TD-LTE
TD－LTE系统组网性能研究
TD-LTE TD-LTE系统组网特性研究 系统组网特性研究
相比B频段，TD-LTE系统所处C频段穿透损耗较大
隔断损耗 2010 混凝土墙 13 混凝土楼板 10 天花板 1~8 金属楼梯 5
2400
14
11.5
1.4~9
7
17
TD-LTE
TD-LTE系统覆盖目标定义的多样性
边缘用户 速率目标
区域边缘 用户频谱 效率
区域边缘 用户调制 编码方式
调制编码方式及 编码速率也可以 作为覆盖规划设 计的目标。因为 调整调制编码方 式与编码速率与 用户频谱效率直 接对应,体现了覆 盖区域的用户速 率等级
8
TD-LTE
• 工作频段
TD-LTE系统设计指标
TD-LTE设备国内工作频段预计采用2300-2400MHz
9
TD-LTE
TD-LTE频率规划-室外
同频组网 异频组网
高
强 差 困难
频率利用率 小区间干扰
低
弱 良 容易
边缘性能
干扰抑制
10
TD-LTE
TD-LTE频率规划-室内
同频组网 or 异频组网？
20
对于下行业务信道，不同的传输模式其覆盖方面的性能有差异
模式1 单天线端口 模式2 传输分集 模式3 开环空间复用 模式4 闭环空间复用 模式5 MU-MIMO
模式6 rank=1的闭环预编码
模式7 单天线端口(端口5）
TD-LTE
设备发射功率对覆盖的影响
下行按照20MHz带宽最大46dBm发射功率，且按照每RB均分 上行按照终端最大23dBm发射功率来考察覆盖性能 TD-LTE上行功率受限 上下行平衡下行总功率需求
频域
空域 最小资源单位 编码等级
固定
4
TD-LTE
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 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 TD-LTE 小区ID规划 ID资源充足 自适应调制方式 自适应编码率 上行功率控制， 下行功率分配，开环 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