传播模型-学术百科-知网空间
propagation modelmodel of the ingredients in communication
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<font color="#0-819-9993
<font color="#0-
<font color="#0-中网华通公司工程设计实用教材系列LTE 移动通信网络设计 （V1.0）编 制 审 批 批 准张传福、张宇、赵立英 于新雁 王伯仲日 期 日 期 日 期2015 年 11 月 2015 年 12 月 2015 年 12 月北京中网华通设计咨询有限公司公司技术发展部修订记录 日期 修订版本 描述 作者前言LTE 是 4G 标准，我国三大运营商都在全国范围建设了 LTE 商用网络。本教材围 绕 LTE 通信网络技术、覆盖分析、容量分析、室内分布系统、高铁建设、语音解决 方案、TD-LTE 与 LTE FDD 混合组网、微基站的应用以及 LTE 关键技术的应用等方 面进行编制，旨在为员工提供 LTE 通信网络设计方面的实用素材，规范 LTE 通信网 络设计各环节的工作。 本教材为中网华通公司工程设计实用教材系列之《 LTE 移动通信网络设计 （V1.0） 》 ， 由公司技术发展部编制完成， 并经公司无线专业组审核。 教材使用过程中， 编制人员会根据大家反馈的意见和建议以及技术的发展进行定期补充修订， 以保证教 材与实际工作结合得更加紧密，更具实用性。 公司其它专业相关工程设计教材正在陆续安排编制中， 希望各项目能积极提供相 关素材、建议，支持和参与工程设计实用教材系列的编制工作。LTE 移动通信网络设计（V1.0）目录一、 LTE 移动通信网络概述 ........................................................................................ 1 1. LTE 发展演进情况 .............................................................................................. 1 2. LTE 系统设计要求 .............................................................................................. 1 3. LTE 系统架构 ...................................................................................................... 2 4. LTE 物理资源 ...................................................................................................... 2 5. LTE 关键技术 ...................................................................................................... 4 5.1 现阶段的关键技术 ...................................................................................... 4 5.2 LTE-Advanced 关键技术 ............................................................................. 7 二、 LTE 网络覆盖分析 ................................................................................................ 9 1. LTE 覆盖能力的影响因素 .................................................................................. 9 1.1 发射功率 ...................................................................................................... 9 1.2 载波频率及带宽 ........................................................................................ 10 1.3 多天线的选用 ............................................................................................ 10 1.4 RB 资源占用 ............................................................................................... 10 1.5 RRM 算法 ....................................................................................................11 1.6 CP 配置 ........................................................................................................11 2. 覆盖能力分析 ....................................................................................................11 2.1 基本流程 .....................................................................................................11 2.2 LTE 链路预算 ............................................................................................. 12 2.3 结果分析与比较 ........................................................................................ 15 2.4 LTE 覆盖的一些实证经验 ......................................................................... 17 3. S1/X2 接口的传输配置 ..................................................................................... 18 三、 LTE 容量分析 ...................................................................................................... 20 1. 容量的影响因素 ............................................................................................... 20 1.1 载波带宽 .................................................................................................... 20 1.2 循环前缀（CP）长度 ............................................................................... 21 1.3 MIMO 模式 ................................................................................................. 21 1.4 上下行控制信道和参考信号开销 ............................................................ 21 1.5 干扰消除技术 ............................................................................................ 22 1.6 调度方式 .................................................................................................... 22 1.7 上下行时隙配置对容量的影响 ................................................................ 22 1.8 特殊子帧配置对容量的影响 .................................................................... 23公司秘密 严禁外传 ILTE 移动通信网络设计（V1.0）2. LTE 容量估算 .................................................................................................... 23 2.1 LTE 吞吐率 ................................................................................................. 23 2.2 FDD LTE 吞吐量 ........................................................................................ 24 2.3 FDD LTE 可容纳 VoIP 用户数 .................................................................. 25 2.4 LTE 用户数 ................................................................................................. 25 2.5 LTE 容量分析 ............................................................................................. 26 四、 LTE 室内分布系统 .............................................................................................. 28 1. LTE 室内分布系统概述 .................................................................................... 28 1.1 LTE 室内分布系统的特点 ......................................................................... 28 1.2 室内分布系统结构 .................................................................................... 28 1.3 室内覆盖天线类型 .................................................................................... 28 1.4 室内覆盖建设方式 .................................................................................... 28 2. LTE 室内分布系统的建设方案 ........................................................................ 31 2.1 LTE 单通道独立建设方案 ......................................................................... 32 2.2 LTE 与 2G/3G 单通道共用建设方案 ........................................................ 33 2.3 LTE 双通道单极化天线独立建设方案 ..................................................... 34 2.4 LTE 与 2G/3G 双通道单极化天线共用建设方案 .................................... 35 2.5 LTE 双通道双极化天线独立建设方案 ..................................................... 36 2.6 LTE 与 2G/3G 双通道双极化天线共用建设方案 .................................... 37 2.7 多系统合路解决方案 ................................................................................ 38 2.8 室分系统中天线的解决方案 .................................................................... 41 3. LTE-Hi 室内热点优化方案 ............................................................................... 42 五、 高铁 LTE 网络建设 ............................................................................................. 43 1. 高铁 LTE 覆盖特点 .......................................................................................... 43 1.1 穿透损耗大 ................................................................................................ 43 1.2 多普勒频移明显 ........................................................................................ 43 1.3 切换频繁 .................................................................................................... 44 1.4 覆盖场景复杂 ............................................................................................ 44 2. 建设原则及覆盖目标 ....................................................................................... 44 2.1 建设原则 .................................................................................................... 44 2.2 覆盖目标 .................................................................................................... 44 3. 高铁 LTE 网络设计 .......................................................................................... 44 3.1 组网方案 .................................................................................................... 44 3.2 LTE 网络设置原则 ..................................................................................... 45 3.3 站距确定 .................................................................................................... 48 3.4 站址布局和站高 ........................................................................................ 53 3.5 天馈线设计 ................................................................................................ 54公司秘密 严禁外传 IILTE 移动通信网络设计（V1.0）3.6 LTE 切换策略 ............................................................................................. 56 六、 LTE 网络语音解决方案 ...................................................................................... 60 1. LTE 语音实现方式 ............................................................................................ 60 1.1 OTT ............................................................................................................. 60 1.2 多待方案 .................................................................................................... 60 1.3 CSFB ........................................................................................................... 61 1.4 SRVCC 方案 ............................................................................................... 62 1.5 VoLTE .......................................................................................................... 62 2. 运营商分阶段解决方案 ................................................................................... 63 2.1 LTE 网络的语音解决方案阶段一 ............................................................. 64 2.2 LTE 网络的语音解决方案阶段二 ............................................................. 64 2.3 LTE 网络的语音解决方案阶段三 ............................................................. 65 3. 全球 LTE 语音解决方案部署 .......................................................................... 65 3.1 移动通信终端对 4G 语音回落的支持力度（双待机，CSFB） ........... 65 3.2 VoLTE 在全球的部署情况 ......................................................................... 66 3.3 VoLTE 在中国的部署情况 ......................................................................... 68 七、 TD-LTE 和 LTE FDD 的混合组网 ...................................................................... 70 1. 混合组网考虑的因素 ....................................................................................... 70 1.1 国内 LTE 发展现状 ................................................................................... 70 1.2 频谱资源分析 ............................................................................................ 70 1.3 TD-LTE 产业链分析 .................................................................................. 71 1.4 TD-LTE 网络能力分析 .............................................................................. 71 2. LTE 混合组网方案 ............................................................................................ 73 2.1 LTE 混合组网方式 ..................................................................................... 73 2.2 融合组网建议 ............................................................................................ 75 3. LTE 混合组网关键技术 .................................................................................... 75 3.1 小区驻留和小区重选 ................................................................................ 75 3.2 切换 ............................................................................................................ 76 3.3 负载均衡 .................................................................................................... 76 3.4 载波聚合 .................................................................................................... 77 3.5 双连接技术 ................................................................................................ 77 4. TD-LTE 和 LTE FDD 混合组网的互操作 ........................................................ 80 4.1 UE 驻留策略 ............................................................................................... 80 4.2 小区重选优选 TD-LTE ............................................................................. 81 4.3 数据业务优选 TD-LTE ............................................................................. 81 4.4 语音业务结束后优选 LTE ........................................................................ 82 八、 LTE 网络中微基站的应用 .................................................................................. 83公司秘密 严禁外传 IIILTE 移动通信网络设计（V1.0）1. 微基站的分类和特点 ....................................................................................... 83 1.1 微基站（Small cell）分类 ........................................................................ 83 1.2 运营商对微基站的分类 ............................................................................ 85 1.3 LTE 微基站特点 ......................................................................................... 85 2. LTE 微基站阶段建设思路 ................................................................................ 86 3. LTE 微基站典型应用场景 ................................................................................ 86 3.1 微基站应用场景 ........................................................................................ 87 3.2 微基站解决的问题 .................................................................................... 87 3.3 典型场景分析 ............................................................................................ 89 九、 LTE 关键技术的应用 .......................................................................................... 93 1. LTE 载波聚合技术、试验与应用 .................................................................... 93 1.1 载波聚合技术 ............................................................................................ 93 1.2 性能仿真 .................................................................................................. 101 1.3 运营商载波聚合试验和部署情况 .......................................................... 103 2. LTE MIMO 2T4R 技术应用 .............................................................................112 2.1 LTE MIMO 的基本原理 ............................................................................112 2.2 LTE 上行 MIMO 接收技术基本原理 ....................................................... 114 2.3 2T2R、2T4R 对比与仿真分析 .................................................................114 2.4 2T4R 插花组网增益与影响分析 .............................................................. 115 2.5 2T2R 与 2T4R 组网对比试验 ...................................................................116 2.6 2T2R 与 2T4R 组网结论及应用建议 ....................................................... 119公司秘密 严禁外传IVLTE 移动通信网络设计（V1.0）一、 LTE 移动通信网络概述 1. LTE 发展演进情况 LTE 是 3G 的演进，是在 2004 年 3GPP 多伦多会议上提出的。LTE 是 3G 与 4G 技术之间的一个过渡，它改进并增强了 3G 的空中接入技术，采用 OFDM 和 MIMO 作为其无线网络演进的唯一标准。 LTE 版本演进及升级历程如下： ? 2008 年 1 月：3GPP 将 LTE 列入 3GPP R8 正式标准； ? 2008 年 12 月：3GPP 发布了 LTE R8 版本的 FDD-LTE 和 TDD-LTE 标准，它定 义了 LTE 基本功能，包含了 LTE 的绝大部分特性，原则上完成了 LTE 标准草 案，LTE 进入实质研发阶段。 ? 2009 年底：完成 LTE R9 版本，R9 版本主要以完善和增强 LTE 系统为目标， 与以前的版本相比变化不大，已在 2009 年底完成。 ? 后续：LTE R10 将以 LTE-Advanced 为主要内容，R10 版本可以超过 l00M 带宽 以上，上行传输性能也应进一步提升。LTE-Advanced 从 3GPP R10 版本协议开 始，形成了载波聚合（CA） 、多点协作（CoMP） 、中继（relay） 、增强的小区 间干扰协调（eICIC）和 MIMO 增强 5 个关键技术。 2. LTE 系统设计要求 （1）频谱带宽配置 实现灵活的频谱带宽配置， 支持 1.4MHz， 3MHz， 5MHz， l0MHz， 15MHz 和 20MHz 的带宽设置，从技术上保证 LTE 系统可以使用第三代移动通信系统的频谱。 （2）小区边缘传输速率 提高小区边缘传输速率，改善用户的小区边缘的体验，增强 LTE 系统的覆盖性 能，主要通过频分多址和小区间干扰抑制技术实现。 （3）数据率和频谱利用率 在数据率和频谱利用率方面，实现下行峰值速率 100Mbit/s，上行峰值速率 50Mbit/s；频谱利用率为 HSPA 的 2~4 倍，用户平均吞吐量为 HSPA 的 2~4 倍。为保 证 LTE 系统在频谱利用率方面的技术优势，主要通过多天线技术、自适应调制与编 码和基于信道质量的频率选择性调度实现。 （4）时延 提供低时延，使用户平面内部单向传输时延低于 5ms，控制平面从睡眠状态到激 活状态的迁移时间低于 50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于 100ms，以增 强对实时业务的支持。 （5）多媒体广播和多播业务。 （6）支持增强型 MBMS（E-MBMS） 。 （7）取消 CS 域，CS 域业务在 PS 域实现（如 VoIP） 。 （8）系统结构简单化，低成本建网。公司秘密 严禁外传 1LTE 移动通信网络设计（V1.0）3. LTE 系统架构 LTE 系统主要由 E-UTRAN 和 EPC 组成（见图 1.3.1） 。 E-UTRAN 由 WCDMA 的 UTRAN 演进而来，与 UTRAN 相比，去掉了 RNC， 向扁平化的结构迈进了一步。 LTE 的核心网 EPC（Evolved Packet Core，演进的分组交换核心网）主要由 MME （Mobility Management Entity，移动性管理实体） 、SGW（Serving Gateway，服务网 关）和 PGW（Packet Data Node Gateway，PDN 网关或分组数据节点网关）组成。多 个 EPC 的集合可以称为 EPS（Evolved Packet System，演进的分组交换系统） 。系统 架构如图 1.3.1 所示。图 1.3.1 LTE 系统架构 各部分的功能如下： （1）MME 的功能：包括寻呼消息发送，安全控制， Idle 态的移动性管理，SAE 承载管理以及 NAS 信令的加密及完整性保护等。 （2）SGW 的功能：包括数据的路由和传输，以及用户面数据的加密。 （3）eNB 的功能：包括 RRM 功能，IP 头压缩及用户数据流加密，UE 附着时的 MME 选择，寻呼信息的调度传输，广播信息的调度传输以及设置和提供 eNB 的测量 等。 （4）S1 接口：连接 eNB 与核心网边缘节点 MME 及 S-GW，分为控制平面的 S1-MME 和用户平面的 S1-U 接口。 （5）X2 接口：提供 eNB 之间的互相连接，分别提供控制平面和用户平面的功 能，为切换、小区间的 RRM 等功能提供支持。 4. LTE 物理资源 LTE 的物理资源有多个层次，如图 1.4.1 所示。公司秘密 严禁外传2LTE 移动通信网络设计（V1.0）图 1.4.1LTE 的物理资源LTE 的空中接口的多址技术是以 OFDM 技术为基础的。OFDM 多址接入的资源 具有时间和频率两个维度。这两个维度的大小决定了用户接入资源占用的多少。也就 是说，OFDMA 其实是 TDMA 和 FDMA 的结合。 OFDMA 的主要思想是从时域和频域两个维度将系统的无线资源划分成资源块 （Resource Block，RB） ，每个用户占用其中的一个或者多个资源块。从频域的角度 说，无线资源块包括多个子载波；从时域上说，无线资源块包括多个 OFDM 符号周 期。也就是说，OFDMA 本质上是 TDMA+FDMA 的多址方式。 LTE 的空中接口资源分配的基本单位是物理资源块（Physical Resource Block， PRB） 。 1 个物理资源块 PRB 在频域上包括 12 个连续的子载波， 在时域上包括 7 个连 续的常规 OFDM 符号周期。LTE 的一个物理资源块 PRB 对应的是带宽为 180 kHz、 时长为 0.5 ms 的无线资源，如图 1.4.2 所示。图 1.4.2 OFDMA 资源块 RB 结构 LTE 的子载波间隔 Δf＝15kHz，于是 PRB 在频域上的宽度为公司秘密 严禁外传 3LTE 移动通信网络设计（V1.0）12× 15=180（kHz） 7 个连续的常规 OFDM 符号周期的时间长度为 0.5 ms，每个常规 OFDM 符号周 期为 71.4μs。 LTE 的下行物理资源可以看成由时域和频域资源组成的二维栅格。 可以把一个常 规 OFDM 符号周期和一个子载波组成的资源称为 1 个资源单位（Resource Element， RE） 。于是，一个 RB 包含的 RE 数目为 12× 7=84RE 即一个 RB 包含 84 个 RE。 每一个资源单位 RE 都可以根据无线环境选择 QPSK、 16QAM 或 64QAM 的调制 方式。调制方式为 QPSK 的时候，一个 RE 可携带 2 bit 的信息；调制方式为 16QAM 的时候，一个 RE 可携带 4 bit 的信息；调制方式为 64QAM 的时候，一个 RE 可携带 6 bit 的信息。 LTE 支持 1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz 等级别的动态 带宽配置，带宽的动态配置是通过调整资源块 RB 数目的多少来完成的。不同的 RB 数目又对应着不同的子载波数目，如表 1.4.1 所示。 表 1.4.1 带宽与资源块数目5. LTE 关键技术 5.1 现阶段的关键技术 （1）OFDM 和 SC-FDMA LTE 在下行采用 OFDM，上行采用单载波-频分多址（SC-FDMA） 。OFDM 使得 同一小区中用户信号之间可以保持正交性，SC-FDMA 可以看成是对用户信号的频域 分量进行正交频分多址（OFDMA） ，相比于普通 OFDMA，其优点是峰均比较低，从 而可以简化终端上的功放设计和更有效地利用终端上的功放资源。 LTE 中任一时刻同 一用户在上行占用的子载波永远是连续的，以简化终端实现；下行则可以是交错的， 以增加频域分集增益。 未来有可能在上行中引入直接使用 OFDMA， 因它调度更灵活， 也可以简化演进的基站（eNB）侧均衡器和上行使用 MIMO 时的实现。 （2）更高阶调制（64QAM） LTE 中上、下行均可自适应使用正交相移键控（QPSK） 、16 星座正交幅度调制 （16QAM）和 64QAM 等多种调制技术，64QAM 的使用可以支持更高的峰值速率， 当信道条件足够好和功率资源足够时它也能更有效地利用系统资源。在 R8 LTE 中， 上行支持 64QAM 对终端和 eNB 均为可选。 （3）HARQ 同高速下行分组接入和高速上行分组接入（HSDPA/HSUPA）一样，LTE 也使用 自适应调制编码（AMC）和 HARQ 技术，来进行速率控制和有效利用信道时变特性。公司秘密 严禁外传 4LTE 移动通信网络设计（V1.0）LTE 下行采用异步自适应 HARQ， eNB 在物理下行控制信道 （PDCCH） 上指示 HARQ 的流程数和当前发送是新的还是重传，终端在 eNB 发送子帧后的第 4 个子帧上返回 确认（ACK）或者否认（NAK）指示，该指示用物理上行控制信道（PUCCH）或物 理上行共享信道（PUSCH）承载，由于是异步 HARQ，每一次重传都需要 eNB 用 PDCCH 进行调度。 上行则采用同步 HARQ，它有两种模式：普通模式和子帧捆绑模式，它们的区别 是：子帧捆绑模式每次对 4 个连续的上行子帧进行捆绑操作，这是为了提高承载基于 IP 的语音（VoIP）业务时的性能，普通模式是对单个子帧操作；两种模式所支持的 HARQ 流程数也是不一样的，普通模式对应的流程数为 8，子帧捆绑模式的流程数为 4。终端根据 eNB 在下行 PDCCH 上的新数据指示（NDI）比特或物理 HARQ 指示信 道 （PHICH） 来判断是否需要重传， 如果需要重传， 终端将会在固定数目子帧后重传。 （4）先进的多天线技术 LTE 在下行灵活使用 MIMO、空分多址（SDMA） 、波束成型和接收/发送分集等 多天线技术：对信干比高和空间信道散列度高（信道矩阵值高和奇异值高）的用户使 用 MIMO 技术，以提供更高的数据速率；当需要为更多用户服务时，利用 SDMA 技 术在同一时频资源上为多个用户同时提供服务；对某些用户使用波束成型技术，将发 送/接收波束对准用户，以提高用户的数据速率；当不需要使用 SDMA，MIMO 也无 法带来附加增益时，使用传统的天线接收、发送分集技术以获取多天线增益。LTE R8 在上行只使用 SDMA 和多天线接收分集技术，未来应该也会考虑 MIMO 技术。LTE 标准目前最高支持 4× 4 MIMO， 当带宽为 20MHz 时， 下行峰值速率可达约 300Mbit/s， 上行峰值速率可达约 75Mbit/s，早期部署可能更多会用到 2× 2 MIMO。 LTE 阶段定义了 8 种下行多天线 MIMO 传输模式（transmission mode，TM） ：单 天线发送（TM1） ；发射分集（TM2） ；循环时延分集（TM3） ；闭环空间复用（TM4） ； 多用户 MIMO （TM5） ；单层闭环空间复用（TM6） ；单流波束成形（TM7） ；双流波 束成形（TM8） 。发展历程如图 1.5.1 所示。图 1.5.1 （5）快速同步技术下行 MIMO 传输模式发展历程LTE 提供两种同步信号： 主同步信号和次同步信号， 它们在每一个物理帧 （10ms） 的两个固定子帧上被等间隔地广播两次，从而保证终端在正常情况下能在 5ms 内获 得同步。终端利用主同步信号来获取次同步信号的相位参考，然后利用次同步信号获 取物理帧的边界定时，最后利用二者确定小区标识号（ID） 。不管系统实际使用的带 宽是多少，同步信号永远使用最中间的 1.08MHz 子载波来承载，以确保支持不同带 宽的终端都可以快速捕获网络。 LTE-FDD 和 LTE-TDD 使用不同的子帧和符号来承载公司秘密 严禁外传 5LTE 移动通信网络设计（V1.0）同步信号，FDD 和 TDD 双模终端可以借此来确定当前是 FDD 网络还是 TDD 网络。 （6）灵活的控制信道设计 LTE 中下行控制信道 PDCCH（物理下行控制信道）和业务信道 PDSCH（物理下 行共享信道）被时分复用在每个子帧（1ms）的不同 OFDM 符号上，eNB 可以根据 负载情况和信道条件等动态调整分配给 PDCCH 的资源，包括它所占用的 OFDM 符 号数和所使用的功率， eNB 用物理控制格式指示信道 （PCFICH） 来指示分配给 PDCCH 的符号数。 LTE 对业务信道和控制信道使用不同的信道编码，对业务信道使用 Turbo 码，因 它数据块较大可以有更深的交织，对控制信道等则使用卷积码或块编码，这主要是考 虑它们的数据量小、交织深度不足。 （7）自适应资源分配 LTE 资源的最小单位是一个 OFDM 符号上的一个子载波，为方便分配和减小信 令开销，实际资源分配是以资源块（RB）为单位进行的，一个资源块由一个时隙（半 个子帧，0.5ms）上的 12 个子载波（总带宽为 12× 15=180kHz）组成。 LTE 可以根据业务类型对资源进行自适应分配， 例如对时延不敏感的非实时业务 （如文件传输 FTP 和网页浏览 HTTP 业务）使用动态分配，即根据所有请求用户的 信道条件和业务需求、系统资源情况等进行动态调度，以最大匹配信道时变特性和充 分利用多用户分集，增加系统的吞吐量。对于实时业务（如 VoIP 业务） ，则可以采用 半持久分配，即 eNB 不通过调度器而直接将预先定义的资源分配给终端，以减少因 需频繁发送请求和等待分配所带来的时延和开销，满足实时业务的需求。 （8）干扰抑制技术 OFDMA 和 SC-FDMA 多址技术的使用使小区内干扰基本得到消除， LTE 在 eNB 间引入 X2 接口，该接口的一个功能是实现切换，另一功能是使得相邻小区能共享负 载信息和进行协调调度，以减小小区间干扰。 LTE 部署时也可以考虑采用部分频率复用技术， 其主要思想是让各相邻小区为位 于其小区边缘的用户分配相互不重叠的子载波资源， 从而确保小区边缘用户也能享受 较高的数据速率，对非小区边缘用户则没有此限制。 （9）网络扁平化 为减少网络处理节点从而减少相关处理时延，LTE 采用了扁平化网络架构，网络 由 eNB、移动性管理实体（MME）和服务网关/分组数据网关（SGW/PGW）组成， 原无线网络控制器（RNC）的功能被相应分散到它们中，大部分功能由 eNB 承担， 这同时也意味着 LTE 不支持软切换（激活集中只能有一个服务的 eNB） ，上行更软切 换功能也是可选的，原关口 GPRS 支持节点（GGSN）/服务 GPRS 支持节点（SGSN） 的功能则由 MME 和 SGW/PGW 完成。 eNB 成为接入网中的核心网元，它实现如下功能：无线资源管理；用户数据的 IP 头压缩和加密；选择 MME，用 S1-MME 接口和 MME 通信来实现移动性管理、寻 呼用户、传递非接入子层（NAS）信令和选择 SGW/PGW 等；用 S1-U 接口和 SGW 通信来传递用户数据。公司秘密 严禁外传 6LTE 移动通信网络设计（V1.0）MME 的主要功能有：接入子层（AS）安全控制；NAS 信令和其安全；对空闲 模式终端的寻呼；选择 SGW/PGW；跨 MME 切换时选择目标 MME；和 3GPP 网络 互通和切换时实现核心网网元间信令和 3GPP 网络侧 SGSN 的选择。 SGW 的主要功能是：分组路由和前转；用户面交换以支持终端移动性；eNB 间 切换时充当本地移动性锚点；与 3GPP 网络互通时充当移动性锚点；上、下行分组计 费。PGW 的主要功能是：分配 IP 地址；基于用户的分组过滤；合法监听等。 （10）FDD 和 TDD 技术最大共用 WCDMA 和 TD-SCDMA 仅共用核心网和部分上层信令设计，LTE-FDD 和 LTE-TDD 则实现了自物理层往上的最大融合和技术共用，这可以极大地方便网络设 备厂家和终端设备厂家同时开发这两种产品， 也方便运营商使用成对和非配对频率资 源来部署技术基本相同的两套系统。 LTE-FDD 和 LTE-TDD 的差异被最小化， 差异主要体现在双工方式和部分子帧设 计上：LTE-FDD 上、下行采用相同的帧结构，但占用不同的频率。LTE-TDD 上、下 行在同一频率上，但占用不同的子帧；LTE-FDD 和 LTE-TDD 的帧结构相同，一个无 线帧（10ms）由 10 个子帧（各 1ms）组成，当使用相同长度的循环前缀（CP）时每 个子帧中的 OFDM 符号数也相同。但 LTE-TDD 的子帧 0 和 5 固定用于下行，子帧 1 是一个特殊子帧，它承载下行导频时隙（DwPTS） 、上行导频时隙（UpPTS）和它们 间的保护期，子帧 2 固定用于上行，其它子帧可以根据系统的上、下行速率需求进行 灵活分配。当系统需要分配较多的上行资源，例如需要将后半个帧中的部分子帧分配 给上行时，子帧 6 也将用于承载 DwPTS、UpPTS 和它们间的保护期。 5.2 LTE-Advanced 关键技术 （1）聚合多载波 IMT-Advanced 要求支持最大 100MHz 带宽，以实现下行 1Gbit/s、上行 500Mbit/s 的超高峰值速率，这将主要通过载波聚合来实现。如聚合 5 个 20MHz 的载波，这些 载波可以是连续的，也可以是离散的，可以在同一频段上，也可以在不同频段上。后 者使运营商可以有效利用自己拥有的不同载波，使部署更加灵活。当进行载波聚合时 应该根据上下行需求灵活考虑上下行载波带宽，多载波间应进行协调调度和控制。 （2）高阶 MIMO LTE-Advanced 将在下行引入 8× 8 甚至有可能更高阶的 MIMO，在上行引入 4× 4 MIMO，并可能通过改进单用户 MIMO 和多用户 MIMO 算法、使用更多码字的多码 MIMO 等，来实现更高的峰值速率。 LTE-Advanced 阶段，3GPP 在下行引入了一种新型的 MIMO 传输模式――TM9。 TM9 可以采用基于非码本和码本两种预编码方式。 （3）智能中继 中继和传统直放站的区别是它更像是一个使用无线回程（Backhaul）的微基站， 它只放大信号而避免放大噪声和干扰， 从而能既增加覆盖也增加容量。 LTE-Advanced 已接受层 3 和带内中继方式以支持旧 LTE 终端， 即 Relay 站支持层 1 到层 3 基本协议，公司秘密 严禁外传 7LTE 移动通信网络设计（V1.0）具有自己的 ID 和调度功能， 在一个 R8 的 LTE 终端看来， 它就像是一个普通的 eNB， 它与终端间的通信和它与 eNB 间的回程通信时分复用在同一频带上进行。 （4）异构网络 LTE-Advanced 将通过综合使用宏蜂窝、 微蜂窝、 微微蜂窝、 家庭基站 （Home NB） 、 中继等提供泛在服务和节省网络部署及运营成本。异构网络间的协调、移动性管理和 干扰控制将是研究的热点。 （5）协调多点发送 协调多点发送（CoMP）主要考虑三种技术：合作干扰抑制、协调波束成型和联 合处理。合作干扰抑制是指将一些资源进行分割，通过对特定资源不使用或者减小使 用功率来避免或者减少干扰。协调波束成型通过扩展的 eNB 间接口来协调相邻基站 的天线波束，实现波束对准本小区的用户和避开使用相同资源的邻小区用户。联合处 理则是指分布式基站/天线间采用协同和联合处理，来为一个或多个用户实现分布式 MIMO 发送或接收。 （6）先进的干扰管理 CoMP 可以规避或者减少干扰，为了更有效地支持异构网络部署，特别是提高小 区边缘用户的使用体验，有必要引入更多的干扰抑制技术，如不同场景下如何选择干 扰最优的服务基站、小区间的干扰协调和负载均衡技术、终端和基站相互协同的干扰 管理策略等。公司秘密 严禁外传8LTE 移动通信网络设计（V1.0）二、 LTE 网络覆盖分析 1. LTE 覆盖能力的影响因素 在 WCDMA 和 TD-SCDMA 的 3GPP R4 版本之前，不同的业务通过功率控制， 尽量维持其额定的速率， 即“动态的功率、 额定的速率”。 当小区边缘的覆盖电平太低， 使得信噪比低于一定程度，且不满足该业务的解调门限时，该业务则无法继续。也就 是说，不同的业务有不同的覆盖范围。 在 LTE 里，由于采用 AMC（自适应编码调制）技术，功率可以不变，业务速率 是可变的；当覆盖电平不足以支撑较高的业务速率时，通过降低速率，业务还可以继 续， 即不同的速率有不同的解调门限要求。 降低速率要求， 可以增加覆盖范围。 其实， 这一点和 3GPP R5 版本的 HSDPA 技术是相同的。 LTE 的覆盖能力应该是满足一定业务速率要求的最大覆盖范围。也就是说，要说 LTE 的一个小区覆盖多大范围，必须指出满足多大的边缘速率要求。 在一定业务速率要求下，LTE 的覆盖能力还和基站的发射功率、选用的载波频率 及带宽、多天线方式、RB 资源占用情况、RRM 算法的选用、帧结构等因素有关，如 图 2.1.1 所示。发射功率由每个 RE 进行均分，可以应对灵活的资源分配和发射。图 2.1.1 1.1 发射功率LTE 覆盖能力的影响因素发送功率对覆盖的影响是一把“双刃剑”。一方面，基站发射功率的增大，会使覆 盖能力增强；另一方面，基站发射功率的增大，会导致小区间干扰的迅速增加。 也就是说，功率不是越大越好，要看功率的增加，信噪比是否相应增加。功率大 到一定程度，干扰的增加会导致信噪比的恶化，于是频谱效率开始下降，如图 2.1.2 所示。在一定功率值附近，信噪比和频谱效率达到峰值。公司秘密 严禁外传9LTE 移动通信网络设计（V1.0）图 2.1.2 发射功率和信噪比的关系 实际设备功率取值一定要在覆盖能力、 频谱效率、 设备成本与体积方面综合权衡。 基站的下行发射功率和 UE 的上行覆盖能力是不一样的，因此上、下行的覆盖水 平可能不一致。 1.2 载波频率及带宽 LTE 支持从 700 MHz~2.6 GHz 等多种频段。高频段的传播损耗、穿透损耗比低 频段的要大 10 dB 左右。所以使用高频段时，LTE 的覆盖范围要缩小很多。表 2.1.1 是自由空间传播模型下，不同频率的路径损耗的对比。 表 2.1.1 不同频率的自由空间损耗（dB）1.3 多天线的选用 多天线技术如何选用、是否开启对覆盖有比较大的影响。通常来说，天线数目配 置越多，覆盖范围越大，分集模式比复用模式覆盖范围大。也就是说，天线配置、天 线工作模式对覆盖影响显著。 对于上行链路来说，基站侧天线数增加，体现为接收分集增益能力的提升。 对于下行链路来说，发射分集时，4 天线、8 天线比 2 天线的增益稍高；采用波 束赋型时，8 天线比 2 天线高 6 dB 左右的增益。采用波束赋型后，小区边缘频谱效 率比采用发射分集时有明显提升。基于波束赋型的天线工作方式，在下行方向，既提 供了赋型增益， 又提供了分集增益。 而在发射分集模式的时候， 没有赋型增益的效果。 1.4 RB 资源占用 LTE 支持 1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz 等多种带宽的 动态配置。 一方面，用户占用的载波资源越多，接收机底噪越大，对覆盖有收缩效果；另一 方面，业务信道占用的子载波数目越多，在边缘业务速率要求一定的情况下，支持的 覆盖距离就越大。公司秘密 严禁外传 10LTE 移动通信网络设计（V1.0）业务信道由专用信道变为共享信道后，不同用户的 RB 资源占用不同，覆盖范围 也不一样。资源占用越多，意味着带宽增大，覆盖范围的变化需分析噪声上升和解调 门限要求降低两个趋势中哪个占据优势。 LTE 需根据信道环境、业务速率需求及 QoS 要求来选择合适的业务信道资源配 置方式。单用户带宽过大，接入用户数就会减少，所以单用户子载波数目的调度需要 兼顾总体接入用户的规模。LTE 增加了 64QAM 高阶调制方式，高阶调制的解调门限 也增加了，因此高阶调制的覆盖范围相对其他方式来说会有所缩小。降低业务速率需 求、降低调制/解调等级，降低信噪比、降低 QoS 要求，可提高覆盖范围。 控制信道（PDCCH、PUCCH、PRACH 等）的资源配置的方式不同，覆盖能力 也就不同。如 PDCCH 的 DCl 格式等效编码率不同，PUCCH 的 CQI 的反馈模式、 PRACH 的不同格式配置、不同循环移位参数配置都影响其能够获得的解调门限。解 调门限要求过高，覆盖范围则相应缩小。 1.5 RRM 算法 对覆盖有影响的 RRM 算法主要是 ICIC 模块、DRA 模块。小区间干扰的存在会 导致接收机底噪的抬升，从而降低接收机灵敏度。因此 ICIC 模块的使用效果通过影 响上、下行接收机的灵敏度，而影响了覆盖范围。动态资源调度 DRA 决定了用户使 用的子载波数目和调制编码方式，从而影响了覆盖范围。 1.6 CP 配置 CP 配置影响克服多径延迟带来的干扰效果，限制了理论上最大的覆盖范围，和 实际覆盖能力没有太直接的关系。在密集城区，多径环境比较复杂的条件下，常规 CP（Normal CP）配置适用于 1.5 km 以内的覆盖范围，扩展 CP（Extend CP）适用于 5 km 以内的覆盖范围。 2. 覆盖能力分析 2.1 基本流程 覆盖估算的目的是从覆盖的角度计算所需基站的数目。 最根本的计算思路是规划 覆盖面积与单基站的覆盖面积之比，如下式所示：覆盖估算的基本流程如图 2.2.1 所示。公司秘密 严禁外传11LTE 移动通信网络设计（V1.0）图 2.2.1覆盖估算的基本流程在规划初期确立建网目标时，规划覆盖目标是热点区域覆盖，还是城区范围内连 续覆盖，规划覆盖面积是多少就已经确定。现在的问题是单基站覆盖面积如何确定。 链路预算就是根据发射端天线口功率、接收端最小接收电平，来考虑无线环境的 各种影响因素并计算最大允许路损的过程。 覆盖估算讲究两个平衡： （1）上、下行覆盖的平衡； （2）业务信道和控制信道覆盖的平衡。 由于基站和手机的发射功率不同，最小接收电平也不同，上、下行的覆盖能力可 能有较大的差别，需要分别进行链路预算，找出覆盖受限的短板。 由于业务信道、共享信道的调制方式、编码方式、资源占用数目等因素的不同， 也有可能导致覆盖范围的不同，也需要分别进行链路预算。 根据链路预算，选择最大允许路损计算结果中的最小值，就是计算基站覆盖半径 的输入。 传播模型描述了路损和距离的关系。也就是说，最大允许路损（MAPL）对应的 就是最大覆盖距离。在实际的无线环境中，传播模型要进行必要的系数校正，使其更 加符合实际的传播环境。现在常用的传播模型为 COST231-Rata 模型。 最大覆盖距离相当于基站的覆盖半径。按照标准的蜂窝结构（正六边形） ，可以 计算出单基站的覆盖面积。 根据规划面积与单基站覆盖面积之比，便可以求出满足覆盖要求的基站数目。 2.2 LTE 链路预算 2.2.1 传播模型 LTE 链路预算采用 COST231-Hata 模型，该模型的应用范围如下： 频率范围：MHz。 基站高度：30~200m。公司秘密 严禁外传 12LTE 移动通信网络设计（V1.0）终端天线高度：1~10m COST231-Hata 模型可以用如下公式表示：式中： fc――工作频率（MHz） hte――基站有效高度（m） hre――移动台有效高度（m） d――基站天线与移动台天线的有效距离（km） α（hre）――接收端有效天线修正因子CM――大城市中心修正因子由于一些 LTE 网络的工作频段在 2.3GHz 和 2.6GHz，已经超过了标准 COST231-Hata 模型，及 150~2000MHz 的标准频段范围，因此，在实际的 LTE 系统 设计，COST231-Hata 模型必须在 CW 测试结果的基础上予以校正。 2.2.2 计算方法 链路预算首先是根据覆盖目标， 估算用户设备和基站天线之间的最大允许链路损 耗（MAPL，Max Attenuation Path Loss） ；然后利用 MAPL 通过合适的传播模型（如 Cost-Hata、Okumura-Hata 等） ，计算最大的小区半径；最后通过小区半径可以得到覆 盖目标区域所需要的最少基站数目，从而指导无线网络的覆盖规划。 LTE 链路预算分为上行和下行链路预算，两者在计算原理上相同。基于设定的上 下行边缘速率，在一定的链路预算参数输入下分别计算出上下行的覆盖半径，通过比 较即可得到受限的覆盖半径。 相较 3G 网络， LTE 网络空中接口有基带协议相似性近 90%的 TDD 和 FDD 两种 双工方式，采用了正交频分复用（OFDM） 、多输入多输出（MIMO） 、高阶调制技术、 链路自适应技术（AMC） 、混合自动重传（HARQ）等先进的无线链路技术，并可应 用调度算法、小区间干扰消除技术（ICIC）等无线资源管理算法优化空口资源的配置 方式及消除干扰。 上述技术在提升 LTE 无线网络性能的同时，为 LTE 空口的链路预算增加了新的 复杂性。 链路预算是评估无线网络覆盖的主要手段。 链路预算通过对搜集到的发射机和接 收机间的设备参数、系统参数及各种余量进行处理，得到满足系统性能要求时允许的 MAPL。利用链路预算得出的最大路径损耗和相应的传播模型可计算出特定区域下的公司秘密 严禁外传 13LTE 移动通信网络设计（V1.0）覆盖半径，从而初步估算出网络规模。 计算用户设备（UE）和 eNodeB 天线间的 MAPL 是链路预算的最关键步骤。其 计算方法为： MAPL=发端 EIRP 一最小接收信号电平＋其他增益一其他损耗一其他余 量。 图 2.2.2 和图 2.2.3 分别给出了 LTE 系统下行和上行链路预算模型。图 2.2.2LTE 系统下行链路预算模型图 2.2.3LTE 系统上行链路预算模型计算 LTE 链路预算的主要公式如下： MAPL=发射端 EIRP 一最小接收信号电平＋其他增益一其他损耗一其他余量 进行链路预算，首先要确定边缘速率要求。不同目标数据速率的解调门限不同， 导致覆盖半径也不同。确定边缘速率后，便可根据式（1）计算最大允许路径损耗 （MAPL） 。式中： Pmax――发射机最大发射功率 GTx――发射机天线增益 GRx――接收机天线增益 Lcable――馈线损耗 Lbody――人体损耗公司秘密 严禁外传 14LTE 移动通信网络设计（V1.0）Mshadowfading――阴影衰落余量 Minterference――干扰余量 SRx――接收机灵敏度 Ipenetration――建筑物穿透损耗 2.2.3 链路预算结果 假设采用 FDD 双工模式，频段为 1.8 GHz，系统带宽 20MHz，覆盖场景为密集 市区，天线配置下行 2× 2、上行 1× 2，MIMO 采用空间分集方式，下行和上行边缘速 率要求分别为 1M kbps/256kbps，移动速度为步行 3km/h，信道模型使用 ETU3，传播 模型使用 Cost-Hata 231。则下行/上行业务信道（PDSCH/PUSCH）的链路预算结果如 表 2.2.9 所示。 由表 2.2.9 可知，在采用上述参数时，LTE 链路预算上行受限，应取上行的站间 距作为下一步覆盖估算的依据。 2.3 结果分析与比较 2.3.1 覆盖场景比较 不同场景（如密集市区和普通市区）主要影响穿透损耗及传播模型中的天线高度 因子和环境校正因子。密集市区和普通市区链路预算的对比如表 2.2.10 所示。 由表 2.2.10 可知， 普通市区站间距较密集市区多近 40%， 郊区站间距是密集市区 的 3 倍多。 2.3.2 双工方式的比较 为了确保比较的公平性，假定 FDD-LTE 及 TD-LTE 均工作在 1.8GHz 频段， FDD-LTE 的带宽为 10MHz*2， TD-LTE 的带宽为 20MHz， 信道模型均为 ETU3。 TD-LTE 采用 DL:UL=2:2 的时隙配比。 两种双工方式的链路预算的差异主要如下： 1）基站噪声系数：不同厂家设备 FDD-LTE 的基站噪声系数较低，但差异不大。 2）天线配置： ①FDD-LTE 的天线配置一般为下行 2× 2、上行 1× 2；TD-LTE 的天线配置除以上 配置外，多数应用下行 8× 2、上行 1× 8。这样的天线配置方式将为 TD-LTE 带来优于 FDD-LTE 约 6dB 的天线增益。 ②由于 TD-LTE 可应用 8 天线，下行基站可应用天线 MIMO 的波束赋形模式， 上行基站可应用 IRC 干扰抑制算法，因此有助于减少干扰，得到新的增益。 以上因素中，前者影响基站发射端总的最大发射功率，后者影响 SINR 值及干扰 余量。 3）频率调度算法：TD-LTE 由于上下行时隙分开，上行及下行都可以运用信道 预估算法获得算法增益，从而影响解调门限 SINR 值。 4）RB 资源分配：TD-LTE 采用 TDD 双工方式，上下行分时隙传输，并具备特 殊子帧，因此上下行无法连续传输的占空比将导致 RB 资源分配上的差别，在同样的 边缘速率条件下，TDD 需要占用更多的带宽（即分配更多的 RB） ，从而影响到 SINR公司秘密 严禁外传 15LTE 移动通信网络设计（V1.0）值。 表 2.2.9参数取定 边缘数据速率（kbps） 应用场景 工作频率（MHz） 带宽（MHz） MIMO 模式 MCS 使用 RB 数 使用带宽（KHz） 最大发射功率（dBm） 多天线增益（dB） 实际发射功率（dBm） 需要分配功率的 RB 数 发射天线高度（m） 发射天线增益（dBi） SINR 要求（dB） 接收机噪声系数（dB） 接收机灵敏度（dB） 接收天线高度（m） 接收天线增益（dBi） 边缘覆盖率（%） 阴影衰落标准差（dB） 阴影衰落余量（dB） 穿透损耗（dB） 人体损耗（dB） 干扰余量（dB） 馈线损耗（dB） 切换增益（dB） 快衰落余量（dB） 室外最大路径损耗（dB） 室内最大路径损耗（dB） 基站天线高度（m） Cm a(hm)(大城市） a(hm)（中小城市） a(hm)（hm=1.5m) a1 a2 覆盖半径（室外）（km） 覆盖半径（室内）（km） 室外覆盖建议站距（km） 室内覆盖建议站距（km）LTE 密集市区下行/上行链路预算结果1.8G FDD LTE 上行链路预算 LTE 下行链路预算
密集市区 密集市区
20 1T2R 2T2R 8 12 8 20
43 0 0 23 36.01 8 20 1.5 35 0 18 0.4 4 2.5 7 -109.41 -97.33 35 1.5 18 0 75 75 10 10 6.74 6.74 20 20 0 0 3 3 1 1 4 4 0 0 143.67 144.60 123.67 124.60 35 35 3 3 -0. -0... 0 138.19 138.95 34.79 34.79 1.44 1.45 0.38 0.39 2.16 2.18 0.57 0.58系统参数发射机参数接收机参数其它增益及 余量最大路径损 耗站距计算公司秘密 严禁外传16LTE 移动通信网络设计（V1.0）表 2.2.10 不同场景的链路预算结果比较应用场景 覆盖半径（室外）（km） 覆盖半径（室内）（km） 密集市区 上行 1M 下行 4M 1.44 1.45 0.38 0.39 一般市区 上行 1M 下行 4M 1.92 1.94 0.71 0.72 郊区 上行 1M 下行 4M 4.80 4.86 2.03 2.05综上所述，FDD-LTE 及 TD-LTE 在链路预算上的差异主要体现在解调门限上。 此外，基站天线的最大发射功率受到天线数量的影响，基站噪声系数有些微小差异。 链路预算结果的对比如表 2.2.11 所示。 表 2.2.11 FDD 与 TDD 的链路预算结果比较系统参数 最大路径损耗 站距计算 制式 边缘数据速率（kbps） 应用场景 室外最大路径损耗（dB） 室内最大路径损耗（dB） 覆盖半径（室外）（km） 覆盖半径（室内）（km） FDD 4096 密集市区 144.60 124.60 1.45 0.39 TDD 4096 密集市区 140.60 120.60 1.11 0.30由表 2.2.11 可以推断，在同等假设条件下： 1）当天线配置方式一致时，FDD-LTE 的 MAPL 大于 TD-LTE，即 FDD-LTE 的 覆盖能力略优于 TD-LTE； 2）当 TD-LTE 采用实际应用时常用的天线配置方式（8 天线，波束赋形）及信 道预估算法时，TD-LTE 与 FDD-LTE 的覆盖能力基本一致。 2.3.3 与 WCDMA 的对比 表 2.2.12 为 LTE 上下行链路预算实例及与 WCDMA 的覆盖对比，频段为 1.8G， 边缘速率上行取 256 kbit/s，下行取 1 Mbit/s，系统带宽为 20MHz，密集城区场景， 小区边缘 MIMO 工作在发射分集模式。 表 2.1.12业务种类 覆盖区域 覆盖半径（室外） 覆盖半径（室内） km kmLTE 上下行链路预算实例及与 WCDMA 的覆盖对比单位 WCDMA CS64 密集市区 1.23 0.33 1.8G FDD 密集市区 1.44 0.38分析表 2.2.12，LTE 为上行受限系统。这主要是由于基站接收机的解调性能优于 终端接收机的解调性能。另外，上行最大有效发射功率为固定值，依赖于终端能力， 通常为 23dBm， 而下行最大有效发射功率与分配给下行信道的 RB 数成正比， 可以通 过分配更多的 RB 数使得下行信道分配到更多的功率资源，以抵抗干扰。 2.4 LTE 覆盖的一些实证经验 2.4.1 不同场景下 SINR、RSRP 及速率之间的关系 在干扰情况相对复杂多变、 干扰随机性较大的场景下： 相同 RSRP 水平下的速 率会随 SINR 变化较大，不同 RSRP 水平速率也有可能相同。 在干扰情况简单单一、 干扰相对收敛稳定的场景下： 随着 RSRP 的增加， SINR 也随之增加，因此 RSRP 越高，速率越高。公司秘密 严禁外传 17LTE 移动通信网络设计（V1.0）实际复杂环境下， 用户速率与信号强度 RSRP 无确定的换算联系， 主要取决于 信号质量 SINR。 室外 RSRP 和 SINR 的关系： 1）调整基站发射功率， RSRP 随之变化 2）边缘 SINR 和 RSRP 没有直接关系 3）不同功率配置下，小区边缘 /平均 SINR 没有明显差异 4）网络结构稳定，调整基站发射功率并不能带来 SINR 的变化 2.4.2 LTE 射频优化 6dB 经验 在没有模 3 干扰的空载下： （ 1）服务小区场强 6dB 以内仅一路分支： SINR 大于 16 （ 2）服务小区场强 6dB 以内有两路分支： SINR 大于 10 （ 3）服务小区场强 6dB 以内有三路分支： SINR 小于 10 存在模 3 干扰时，对应的 SINR 会更差，但当服务小区与模 3 干扰小区拉开 6dB 以上差距，干扰影响大大减小。以上结论为大量测试数据经验值，供参考。 从 LTE 的 6dB 理论来看： （ 1）站址建设、规划很重要。 1）过高会造成越区干扰，过低信号出不来，现网测试站高在 35 米左右较 好； 2）站间距不能太小（小于 300 米），否则天线很难下压，站间距不能太大 （大于 600 米），否则造成弱覆盖。 （ 2）全网需要按照 PCI 基础原则重进行配置，否则极易造成模 3 相同的扇区 对打，造成较大的模 3 干扰。 PCI 基础原则如下： 1）模 3 余 0 对应 1 扇区 2）模 3 余 1 对应 2 扇区 3）模 3 余 2 对应 3 扇区 （ 3）射频优化调整要求较高， LTE 要求信号纯净度较高，同时通过拉开 6dB 差距可以极大降低模 3 带来的干扰。 3. S1/X2 接口的传输配置 S1/X2 接口的传输带宽需要满足如下表所示要求。其中： 1）数据热点：LTE 站点范围内的 Top10% 流量站点（以 3G 忙时数据流量为 准） 2）高需求：LTE 站点范围内的 Top10%~20% 流量站点（以 3G 忙时数据流量 为准） 3）一般需求：剩余 LTE 站点 表 2.3.1区域类型 数据热点 公司秘密 严禁外传 站型 S111LTE FDD 单独部署带宽需求峰值带宽（ Mbps） 240 均值带宽（ Mbps） 135 18LTE 移动通信网络设计（V1.0） 区域类型 站型 S11 高需求 一般需求 S111 S11 S111 S11 S111 室内 S11 O1 双通道 O1 单通道 峰值带宽（ Mbps） 170 170 170 170 170 240 170 170 85 均值带宽（ Mbps） 90 115 80 80 55 135 90 50 25表 2.3.2区域类型 数据热点 高需求 一般需求 站型 S111 S11 S111 S11 S111 S11 S111 室内 S11 O1 双通道 O1 单通道TD LTE 单独部署带宽需求峰值带宽（ Mbps） 160 110 115 95 95 95 160 110 95 50 均值带宽（ Mbps） 95 60 80 55 55 40 90 60 30 15表 2.3.3区域类型 数据热点 高需求 一般需求LTE FDD 和 TD LTE 混合组网部署带宽需求站型 S111 S11 S111 S11 S111 S11 S111 S11 峰值带宽（ Mbps） 370 250 270 180 180 170 370 250 225 115 均值带宽（ Mbps） 210 140 180 125 130 85 210 140 75 40室内O1 双通道 O1 单通道公司秘密 严禁外传19LTE 移动通信网络设计（V1.0）三、 LTE 容量分析 容量估算是通过计算满足一定话务需求所需要的无线资源数目， 进而计算出所需 要的载波配置、基站数目。 容量估算和覆盖估算的目标的差异：容量估算是从话务需求得出载波配置、基站 数目；覆盖估算仅从覆盖需求得出基站数目，得不出载波配置。 容量受限满足覆盖需求绰绰有余，满足容量需求紧紧巴巴，最终估算结果以容量 估算所得的基站数目为准；覆盖受限则相反，满足容量需求绰绰有余，满足覆盖需求 紧紧巴巴，最终估算结果以覆盖估算所得的基站数目为准。 1. 容量的影响因素 WCDMA/TD-SCDMA 的容量能力与信道配置强相关；LTE 的容量能力不仅与信 道配置强相关，而且和 RB 参数配置、多天线配置和工作模式，资源调度算法、小区 间干扰协调算法等有很大关系，如图 3.1.1 所示。带宽自适应、编码调制自适应、天 线模式自适应、 资源的动态调度、 多小区干扰抑制等使得 LTE 的容量也具有“自适应” 的特性。图 3.1.1 1.1 载波带宽LTE 容量能力的影响因素LTE 系统定义 6 种不同的系统带宽， 不同系统带宽下传输带宽和保护带宽关系如 表 3.1.1 所示。 表 3.1.1 LTE 系统带宽和保护带宽资源块（RB）表示 LTE 系统可调度的频率资源单位组，1 个 RB 由 12 个子载波 组成。系统带宽配置，直接决定小区的理论峰值速率，分配给用户的 RB 个数越多， 即系统带宽越高， 系统的吞吐量越大。 在小区服务中， 系统需要对用户分配带宽资源， 用户带宽资源直接影响用户的数据速率。用户分配带宽由两个因素决定，一是激活用 户数目，二是资源分配算法。公司秘密 严禁外传 20LTE 移动通信网络设计（V1.0）LTE 的带宽可灵活配置。带宽越大，小区吞吐量越大。LTE 的容量与可用 RB 资 源数有关，覆盖也与可用 RB 资源数有关。下行 PDCCH 为提高覆盖，需要多配 RB 资源，这样便会挤占业务信道的资源，从而影响系统容量。 TD- LTE 没有设置特别的时域或者频域滤波器， 而是通过设置过渡保护带来消除 时域波形的“展宽”、“振荡”现象，降低了实现的复杂度。保护带宽越大，泄漏到系统 带宽之外的能量越小，但是过大的保护带宽带来的频谱效率损失也越大。 1.2 循环前缀（CP）长度 CP 长度需要大于无线信道的最大时延扩展，以避免严重的符号间干扰（ISI）和 子载波间干扰（ICI） 。CP 又不能过长，过大的 CP 开销会带来额外的频谱效率损失。 在 LTE 系统中，正常 CP 的 CP 开销=（5.21 +6× 4.67）/500=6.67%；扩展 CP 的 CP 开 销=16.67× 6/500=20%。在使用扩展 CP 时，其传输开销要大于使用正常 CP 的传输开 销，因此在满足时延扩展的条件下，使用正常 CP 比使用扩展 CP 可提供更大的系统 容量。 1.3 MIMO 模式 LTE 网络可以根据实际网络需要以及天线资源，实现单流分集、多流复用、复用 与分集自适应、单流波束赋形、多流波束赋形等，这些技术的使用场景不同，但是都 会在一定程度上影响用户容量。 天线的配置越大，支持的容量越大，如天线配置为 4× 4 比 2× 2 的容量能力要大 很多，2× 2 也比 2× 1 的容量大一些。天线的自适应工作模式在一定程度上实现用户容 量的环境自适应能力。 1.4 上下行控制信道和参考信号开销 在为控制信令分配资源后，数据传输可以利用任何剩下的传输资源。因此最小化 控制信令资源是最大化数据频谱效率的关键。除 PDCCH 和 RS 外，其余下行控制信 道和信号的开销都与 LTE 系统使用的带宽有关。 各个控制信道和信号的开销如下 （NRB 为 LTE 系统分配的 RB 数量） ： a）系统带宽较宽情况下 PUCCH 所占系统开销可以忽略。 b）上行参考信号每个时隙占用 1 个 OFDM 符号，开销比例为 1/7=14.3%。 c）PDCCH：当使用 1 子帧中一个 OFDM 符号（最小 PDCCH 分配） ，控制开销 为 7.1%（=1/14） 。 d）下行 RS：每 3 个子载波间有一个参考符号，单天线传输每个时隙需要 2 个 OFDM 符号， 下行 2 天线传输需要 4 个 OFDM 符号， 下行 4 天线传输需要 6 个 OFDM 符号。开销比例 4.8%~14.3%，需考虑与 PDCCH 重叠情况。 e）PSS 和 SSS 开销：2× 2× 6/7/10/2/NRB。 f）PBCH 开销：4× 6/7/10/2/ NRB。 g）PCFICH 开销：4× 4/7/2/（12× NRB） ，需考虑与 PDCCH 重叠情况。 h）一个 PHICH 组开销：12/7/2/（12× NRB） ，需考虑与 PDCCH 重叠情况。公司秘密 严禁外传 21LTE 移动通信网络设计（V1.0）表 3.1.2 给出了在不同天线配置和系统带宽下，下行控制信道和信号的开销占用 度。虽然下行 4 天线会相比下行 2 天线的系统开销要高一些，但 4× 4 MIMO 相比 2× 2 MIMO 的系统容量要增加一倍，增加相应的参考信号开销是值得的。带宽越高，系统 开销比重越小，因此建议 FDD LTE 采用 2× 20 MHz 同频组网。 表 3.1.2 下行控制信道和信号开销占用度（%）1.5 干扰消除技术 LTE 系统设计所支持频率复用因子为 1，这意味着一个小区内的数据和控制信道 会受到其他小区的干扰，尤其是最接近的相邻小区。为了避免低的小区边缘吞吐量性 能，采用干扰消除技术很重要，干扰消除技术允许在小区边缘性能和整个小区平均的 频谱效率之间有一个有效的折中。 ICIC 技术使用灵活，实现简单，仿真效果较好，是目前 LTE 系统抗同频干扰的 主流技术。ICIC 从资源限制方式方面可以分为部分频率复用（FFR） 、软频率复用 （SFR）和全频率复用 3 种。SFR 和 FFR 相对于 FR=1，下行链路边缘频谱利用率均 有提高，但是 SFR 相对于 FFR 来说以更低的整体频谱利用率的损失，获得和 FFR 相 近的边缘频谱利用率的增益。 FFR 和 SFR 在系统低负载时，增益非常有限；在系统 中高负荷时对边缘频谱利用率有明显增益；在中等负荷时，对边缘频谱利用率增益最 大。 1.6 调度方式 LTE 的几乎所有的应用与业务都是使用共享信道， 由于各个业务与应用对服务质 量（QoS）的要求是不同的，因此调度的好坏直接影响的就是 QoS 是否可以满足，也 即是用户的使用体验是否比较好。 调度器的主要功能是在不同时间点上为不同的用户 调度各种资源，是基站中最重要的组成部分之一，调度器的设计好坏直接决定了基站 的工作效率和实际性能。调度相关的内容绝大多数不在标准化工作范围内，主要是设 备实现的问题。调度器在工作时需要考虑多种因素，例如终端所处位置处信道质量、 终端缓存状态、基站系统资源、业务优先级、用户优先级等，利用合理的调度算法使 系统资源利用效率最高，同时尽量保证用户有更好的使用体验。 目前在实际商用的 FDD LTE 系统中应用较多的是改进的比例公平算法，因为该 方法可以同时兼顾系统资源利用效率和用户的使用体验。 在 FDD LTE 系统部署初期， LTE 用户数较少时，使用轮询的方法也基本可以达到类似于比例公平的效果。 对于 TD-LTE 的容量，还有以下两个影响因素。 1.7 上下行时隙配置对容量的影响 TD-LTE 系统支持 5ms 和 10ms 的切换点周期，共支持 7 种上下行时隙配置。上公司秘密 严禁外传 22LTE 移动通信网络设计（V1.0）下行时隙配比的范围可以从将大部分资源分配给下行的“9:1”到上行占用较多资源的 2:3，非常适用于 IP 分组业务等非对称业务。在网络部署时，可以根据业务量的特性 灵活选择上下行时隙配置。 1.8 特殊子帧配置对容量的影响 TD-LTE 的特殊子帧中的 DwPTS 和 UpPTS 的长度是可配置的，不过 DwPTS、 GP 和 UpPTS 的总长度为 1ms，共支持 9 种配置。为了节约网络开销，TD-LTE 允许 利用特殊时隙 DwPTS 和 UpPTS 传输数据与系统控制信息。 GP 占用的 OFDM 符号越 多，则 TD-LTE 系统的覆盖范围越大，但是 TD-LTE 的频谱效率会越低。TD-LTE 特 殊子帧配置开销见表 3.2.3。在网络规划时，需要兼顾覆盖范围和容量，确定合理的 特殊子帧配置。 表 3.1.3 TD-LTE 特殊子帧配置开销2. LTE 容量估算 LTE 的容量能力表现为吞吐率和用户数两个维度。 2.1 LTE 吞吐率 单用户吞吐率是单个用户的平均吞吐率， 小区吞吐率是小区所有用户的平均吞吐 率。 LTE 单用户的上行和下行峰值速率不但与分配的 RB 数量以及 MCS 方式有关， 还与 LTE 终端类型有关。单用户的峰值速率为： 单用户峰值速率=min（终端能力，网络能力） 其中终端能力需查阅相关参考文献。 在单用户测试条件下 （即小区所有资源分配给一个用户） ， 小区的峰值速率与 UE 的能力有关，在 20MHz 带宽、PDCCH 占用 3 个 OFDM 符号情况下，使用 Cat 3 UE 实际下行峰值速率只能达到 100 Mbit/s，实际上行峰值速率为 40~50 Mbit/s；使用 Cat 5 UE 实际下行峰值速率可达到 127 Mbit/s，实际上行峰值速率可达到 60Mbit/s。Cat 5 UE 没有达到理论峰值速率的原因是由于实际测试中 PDCCH 占用了 3 个 OFDM 符号， 不能够使用最大资源块传输有效数据，所以没有达到 LTE 系统支持的最高峰值速率。 理论峰值速率体现了 LTE 系统空中接口承载的数据。 在 20 MHz 的带宽内， 对于 LTE 理论峰值速率，下行可达 100 Mbps，上行可达 50 Mbps。公司秘密 严禁外传 23LTE 移动通信网络设计（V1.0）在实际应用场景中，我们更关注业务数据的实测峰值速率，即除去控制面开销的 净荷峰值速率。对于 20MHz 的带宽，天线配置为 2× 2 的时候，LTE 下行峰值速率约 为 80 Mbps，上行约为 20Mbps。 在一般规划设计中，还需要考虑小区边缘的速率；天线配置为 2× 2 的时候，参考 要求是下行不低于 4Mbps，上行不低于 1 Mbps。 2.2 FDD LTE 吞吐量 下行吞吐量指标与 LTE 的 PDSCH 能力息息相关，主要包括小区频谱效率、小区 平均吞吐量指标和小区边缘吞吐量指标，其定义如下： a）小区频谱效率：指用户按照一定规律分布时，整个小区的平均吞吐量=所有小 区吞吐量之和/小区数/系统带宽。 b）小区平均吞吐量：指用户按照一定规律分布时，整个小区的平均吞吐量=所有 小区吞吐量之和/小区数。 c）小区边缘吞吐量：指分布在小区边缘的用户吞吐量，在系统仿真时，边缘用 户定义为对网络中所有用户按照用户吞吐量的大小降序排列，取 5%处的那个用户。 图 3.2.1 分别描述了尽力而为全缓冲业务，Case 1 和 Case 3 部署场景下行信道的 频谱效率、小区平均用户吞吐量和小区边缘用户吞吐量，仿真场景是由多个厂家仿真 结果进行平均得出。 场景使用一个 10 MHz 带宽、 20 dB 的建筑物穿透损耗以及 3 km/h 的 UE 速度。对于 eNodeB 间距离为 500 和 1 732 m，分别称之为场景 Case 1 和场景 Case 3。仿真中使用 19 个站址，每个站址 3 个扇区，每个扇区均匀分布 10 个用户。 对于 LTE，列出了 2× 2、4× 2 和 4× 4 天线配置下的系统性能。下行 4× 2 MIMO 天线和 下行 2× 2 MIMO 相比，小区平均下行吞吐率和边缘用户下行吞吐率性能提升不大； 上行 l× 4 接收分集相比 1× 2 接收分集， 小区平均上行吞吐率和边缘用户上行吞吐率性 能有明显提升，可根据实际 LTE 网络部署需求进行天线配置。图 3.2.1仿真小区平均吞吐量和边缘用户吞吐量图 3.2.2 给出了 6 个用户均匀分布时，实际 FDD LTE 外场测试扇区吞吐量结果。 相对于 10 MHz 带宽，20MHz 能够提升单用户速率一倍左右。对于上行，小区吞吐率 在不同加载条件下变化均不明显，因此底噪的抬升对 LTE 上行容量的影响并不明显。 这是由于对于上行数据业务，空口容量受限于终端发射功率，随着无线环境变差，发 射功率会逐步提升直到最大发生功率限制，在达到最大发射功率之前，上行吞吐率基 本保持不变。公司秘密 严禁外传 24LTE 移动通信网络设计（V1.0）图 3.2.2多用户均匀分布实际外场测试 FDD LTE 上下行扇区吞吐量2.3 FDD LTE 可容纳 VoIP 用户数 一般情况下， 某用户在使用 VoIP 进行语音通信时， 若 98%的数据包时延在 50 ms 以内，则认为该用户是满意的。而如果小区内 95%的用户是满意的，则认为该小区所 能容纳的 VoIP 用户总数为该小区的 VoIP 容量。 假设 5MHz 系统带宽语音编码率为 12.2kbit/s，初传需要占用 2 个 RB 的用户占 50%，需要占用 3 和 4 个 RB 的用户分别占用 40%和 10%，为 HARQ 重传预留 20% 的系统资源，PUCCH 占用码道为 2 RB，根据参考文献中理论公式，FDD LTE 小区 的理论 VoIP 容量为由于仿真中使用的 IOT、控制信道限制以及调度方案不同，导致不同厂家仿真得 到的可容纳的 VoIP 用户也有所不同。图 3.2.3 给出了在不同场景下 LTE 下行可容纳 VoIP 用户数，仿真结果由各个厂家的结果平均得出，可见在可承载 VoIP 数量方面， 主要受限于上行信道。 在 5MHz 带宽条件下， 在 Case I 和 Case 3 仿真场景下 FDD LTE 上行分别可容纳约 241 和 123 个 VoIP 用户，覆盖距离的增加也会明显减小可容纳的 VoIP 用户数。图 3.2.3 可容纳 VoIP 用户数 2.4 LTE 用户数 用户数包括“同时在线并发用户数”和“同时调度的用户数”。 （1）同时在线并发用户数 由于 LTE 的全 IP 结构，数据业务具有突发性，并不是持续进行业务传送的，有公司秘密 严禁外传 25LTE 移动通信网络设计（V1.0）时只需 eNodeB 保持用户的“在线”状态，而不需要每子帧都对该用户进行调度。这样 用户的规模大小就是同时在线的用户数。 同时在线并发用户数与系统同时可调度的用 户数没有直接关系。最大同时在线并发用户数取决于 LTE 协议字段的设计和设备能 力。LTE 在 20 MHz 带宽内，单小区提供超过 1200 个“最大同时在线用户数”的能力。 （2）同时调度的用户数 LTE 同时调度的用户数主要取决于上、下行控制信道的配置。 上行调度用户数主要受限于 PRACH（物理随机接入信道） 、PUCCH（物理上行 控制信道） 、SRS（探测用参考信号） ；下行调度用户数受限于 PCFICH 信道、PHICH 信道和 PDCCH 信道容量。 对于采用半静态调度和保证一定质量的 VoIP 用户来说，不考虑控制信道限制。 LTE 在 20MHz 带宽下， 支持的最大 VoIP 用户数为 300~600 个； 对于保证一定速率的 数据业务，最大可支持的调度用户数为 80~100 个；如果单用户速率需求较高，实际 调度的用户数也可能为 20 个左右。 2.5 LTE 容量分析 容量规划的追求目标是最大的吞吐率（小区吞吐率、单用户吞吐率） 、最大的接 入用户数，但这些追求有时候是互相掣肘和相互制约的。支撑的用户数过多，每用户 的吞吐率会降低，小区的平均吞吐率也会受到影响。在容量规划时，需要根据建网目 标来综合平衡。 LTE 容量估算思路与以往无线制式容量估算的不同点主要体现在 LTE 业务资源 占用的“共享性”上。这一点和 HSDPA 的资源占用方式一致。 并发用户数越多，或者并发业务数越多，单用户和单业务所能分到的无线资源就 越少，单用户吞吐率也可能越少。 对于资源占用的“专用”方式，同样业务占用的无线资源数量是固定的，只是用户 使用业务的行为是随机的，如 PS64k、PS128k、PS384k 的业务，可以使用排队论里 的 Erlang 法进行所需资源的估算。 LTE 的业务信道是共享的，即同一用户的同一业务占用的资源数是动态变化的。 也就是说，除了用户使用业务的行为是随机的之外，业务占用资源数目的多少也是随 机的，都随着无线环境的变化而变化。这样，使用 Erlang 法进行容量估算就比较粗 糙了。 LTE 业务信道的共享性和容量对无线环境自适应性决定了容量估算的复杂性， 手 工计算是不现实的， 也是不精确的， 所以要借助工具来完成这个比较复杂的工作。 LTE 容量估算可以考虑使用蒙特卡洛仿真法。 根据不同用户、不同业务的话务量的大小规律，系统随机地产生话务。每次随机 产生的多个话务，作为一次蒙特卡洛“Drop”，然后由工具模拟 LTE 资源调度和自适 应能力，给这些话务进行资源调度。每次计算都考虑了无线环境和 LTE 的特殊情况。 每一次“Drop”就是一次快照。经过多次“Drop”，来模拟网络的实际场景，最后能够输 出小区级的接入用户数和吞吐率指标。 小区整体吞吐率的大小和用户在小区内的位置公司秘密 严禁外传 26LTE 移动通信网络设计（V1.0）分布、小区的覆盖电平、终端等级、调度算法、干扰水平等很多因素相关。小区整体 吞吐率就是单用户吞吐率和小区内服务用户总数的综合效果。 在规划之前，确定整个区域总接入用户数和总吞吐率需求的容量目标。整个区域 的容量目标和单个小区的容量能力之比，就是从容量角度上计算出的小区数目，从小 区数目就可以规划出基站数和载频配置数。公司秘密 严禁外传27LTE 移动通信网络设计（V1.0）四、 LTE 室内分布系统 1. LTE 室内分布系统概述 1.1 LTE 室内分布系统的特点 LTE 网络的优势在于能够更好地提供高速数据业务，国内外 3G 业务的发展规律 表明， 70%的高速数据业务都发生在室内环境中， 作为解决室内覆盖的主要方式， LTE 室内分布系统建设成为 LTE 网络建设的重中之重。LTE 引入 MIMO 多天线技术作为 一项必选技术，其实质是充分利用空间信道的多径，将用户数据流分解为多个并行的 数据流进行发送和接收，有效提高系统容量和小区峰值速率。因此，在 LTE 室内分 布系统中如何引入 MIMO 将是运营商需要考虑的一个重要问题。 1.2 室内分布系统结构 室内分布系统是 LTE 室内覆盖的重要实现方式，典型的室内分布系统组网形式 如图 4.1.1 所示。图 4.1.1 室内分布系统的组网示意图 室内分布系统主要由信源和信号分布系统组成，信源可以分为宏基站、微蜂窝基 站、分布式基站、射频直放站、光纤直放站等。信源需结合室内分布系统覆盖区域分 担的业务类别、容量等因素进行选取。信号分布系统主要包括无源分布系统、有源分 布系统、泄漏电缆分布系统、光纤分布系统及混合分布系统等，信号分布系统需综合 考虑覆盖面积、建筑结构等因素来选取合适的分布系统形式。 1.3 室内覆盖天线类型 目前 2G/3G 室内分布系统中最常用的天线类型是单极化全向吸顶天线，同时， 随着移动通信天线技术的发展和室内业务覆盖需求的增长， 双极化全向吸顶天线也得 到了越来越多的关注。 双极化全向吸顶天线组合了 2 副极化方向相互正交的天线并同 时工作在收发双工模式下，在室内覆盖中实现空间分集和空间复用时，全向双极化天 线方式要比全向单极化天线方式更加节省安装空间， 而且根据目前产品的仿真和实测 结果，使用双极化天线的 MIMO 与使用单极化天线的 MIMO 性能基本一致。不过， 目前全向双极化天线产品还不是非常成熟。 1.4 室内覆盖建设方式 1.4.1 室分建设模式 LTE 室内分布建设可分为 2 种模式。模式一：单通道模式，即 LTE 基站仅输出 一路，下行形成 1× 2 SIMO 系统，对于数据业务需求不高的楼宇，在 LTE 室分建设时 可以优先考虑该模式以实现覆盖。模式二：双通道模式，即通过两路独立馈线和天线公司秘密 严禁外传 28LTE 移动通信网络设计（V1.0）构成 2× 2 MIMO 系统，对于数据业务的热点地区，可通过引入双通道室内分布系统， 以体现 MIMO 双流对系统容量的提升，提高用户感知度。双通道模式既可以采用单 极化天线也可以采用双极化天线实现。 通过对典型室内环境下 LTE 系统 3 个用户的 2× 2 MIMO 与 1× 2 SIMO 的性能进 行测试，得到如表 4.1.1 所示结果。 表 4.1.1 单通道与双通道测试结果从测试结果来看，开启双通道后，小区吞吐量对比单通道会有较大提升。 （1）近点双流具有一倍的增益。 （2）中点具有 50%左右的增益。 （3）远点基本无增益。 因此，在进行 LTE MIMO 部署时，应综合考虑覆盖区内的业务需求、建设和改 造难度，选择合理的 MIMO 部署方案。 1.4.2 室分建设思路 在考虑 LTE 室分覆盖方案时，可以采取 2 种思路：LTE 独立建设或者 LTE 利旧 2G/3G 网络站点。从投资效益最大化的角度来说，运营商在应用一项新的无线网络技 术时，往往都希望能够充分利用现有网络资源来部署建设，但同时也要注意到，利旧 2G/3G 网络资源建设新网络可能会带来施工难度的增加， 并有可能造成几张网络无法 独立进行规划和优化，从而增加后期网络运行维护的复杂度。因此，到底是选择独立 建设还是选择充分利旧，运营商需要从自身网络的实际情况出发，全面衡量、评估各 种建设和改造方案优缺点。 目前，室内分布系统天线多为全向单极化天线，馈线为单通道。因此，在引入 LTE 时，可能会面临以下几个方面的选择。 （1）使用单通道还是双通道。 （2）独立建设天馈还是利旧。 （3）使用单极化天线还是双极化天线。 LTE 系统的引入给中国联通室内分布系统演进带来了一定的调整，主要是 LTE 系统实现了 MIMO 功能，需要新增一套射频链路，而传统的室内分布系统都是采用 单通道建设，无法满足 LTE 系统 MIMO 双通道的需求。 总的来说，LTE 室内分布系统建设和改造方案共有 6 种，分别为单通道独立建设 方案、单通道合路建设方案、双通道单极化天线独立建设方案、双通道双极化天线独 立建设方案、双通道单极化天线合路建设方案和双通道双极化天线合路建设方案。 单通道改造方案与双通道改造方案对比如表 4.1.2 所示。公司秘密 严禁外传29LTE 移动通信网络设计（V1.0）表 4.1.2主要对比指标双通道改造和双通道新建方案对于系统的影响不大，系统性能相当。但是系统改 造成本要略低于新建室内分布系统的成本。 单极化与双极化天线对于 LTE 的 MIMO 性能有一定的影响，主要取决于单极化 天线的空间隔离和双极化天线的极化隔离，天线工艺对此有较大的影响，从厂家的分 析和一些测试结果来看，二者性能差异不大，见图 4.1.2 所示。图 4.1.2 1.4.3 室分解决方式TD LTE 测试结果LTE 室内分布系统解决方式主要包括传统室内分布系统改造、 通道变频方案和新 型数字光纤分布系统等几类，不同的方案有各自的优缺点和应用特点。 （1）传统室内分布系统改造 传统室内分布系统改造方案是通过对原有的室内分布系统进行改造，通过新建 LTE 双通道射频系统或者改造原分布系统的方式实现 LTE 的室内覆盖，需要根据数 据业务的需求确定 LTE 是否需要双通道建设。传统室内分布系统改造方案的成本和 改造难度受限于 LTE 采用的 MIMO 模式（单通道或双通道） 、应用的频段（是否超过 原有器件的频率范围）以及应用的天线类型（单极化或双极化天线） 。 （2）通道变频方案 通道变频方案的核心思想是通过变频技术将 LTE 的双通道信号变到不同的频段 上进行合路传输，在天线端再将信号通过反向变频恢复出两路 LTE 信号，从而在一 条链路中传输两路 LTE 射频信号，实现 LTE 的 MIMO 功能。双通道变频方案可以在 现有的单通道室内分布系统中实现 LTE 的 MIMO 功能，可以降低 LTE 室内分布系统 建设和改造的难度。 通道变频方案根据实现方式的不同可以分为单路变频方案和双路变频方案， 单路 变频方案是将 LTE 双通道中的一路信号进行变频，另一路信号保持不变，两路信号 进行合路传输；双路变频方案是将 LTE 双通道中的两路信号都进行变频处理，变到 不同的频段上进行合路传输。公司秘密 严禁外传 30LTE 移动通信网络设计（V1.0）通道变频方案可以在同一主链路上实现 LTE 的双通道 MIMO 功能，降低 LTE 系 统引入对室内分布系统的改造难度，但是双通道变频方案也带来一些新的问题，主要 体现在以下几个方面。 1）系统稳定性问题。目前传统的室内分布系统都是无源分布系统，无源分布 系统的稳定性要优于有源系统。变频方案引入了变频器件，增加了有源设备，对系统 的稳定性带来了一定的挑战，需要长期验证其性能。 2）底噪抬升的问题。有源设备的引入会带来系统底噪的抬升，会对系统的性 能带来一定的影响，尤其是 WCDMA 系统。由于有源设备分布在每个天线的位置， 因此底噪的抬升与室内分布系统建设的规模大小有关， 无法像直放站一样进行计算和 衡量，需要进行理论和试验的验证。 3）链路平衡的问题。LTE 的两路信号通过变频传输后，由于引入插入损耗以 及不同的频段传输损耗的不同会造成 2 条链路的不平衡性，而链路的不平衡对 LTE 的 MIMO&#39;性能有较大的影响，需要在技术实现和分布系统设计中进行规避。 通道变频方案主要应用于需要进行 LTE 双通道升级并且改造难度比较大的室内 分布系统，可以在不改变原有室内分布系统结构的基础上，通过在信源侧引入变频设 备和天线侧更换有源设备的方式进行系统的升级。目前已有厂家实施通道变频方案， 但尚未经过大规模试验验证，需要通过试验验证方可推广使用。 （3）新型数字光纤分布系统 新型数字光纤分布系统是一种新兴的室内覆盖解决方案， 主要通过光纤路由取代 原来的射频电缆，用数字信号取代射频信号在分布系统中传输，在天线端将数字信号 恢复成射频信号发送。由于光纤分布系统中传输的是数字信号，与射频频率无关，因 此可以在单链路上实现 LTE 的 MIMO 功能，同时也可以集成 2G/3G 的系统，实现多 系统共覆盖的分布系统。 2. LTE 室内分布系统的建设方案 对于无室内分布系统或者无法建设室内分布系统的应用场景， 可以采用室外覆盖 室内的方案进行覆盖，对于室外宏基站覆盖困难的场景可以采用 Small Cell 的覆盖方 案，既可以通过 Pico/Femto 或 RRH 进行室内覆盖，也可以通过室外的 Pic