04-TD-LTE网络规划技术

-1-2011年7月中国移动通信集团设计院有限公司TD-LTE网络规划技术介绍-2-目录频率资源及使用策略覆盖规划容量规划天线选择-3-中国移动现有频率情况频段范围带宽目前应用情况A频段（band34）2010-2025MHz15MTD-SCDMAF频段（band39）1880-1900MHz20MTD-SCDMAE频段（band40）2320-2370MHz50MTD-SCDMA/TD-LTE规模试验D频段（band38）2575-2615MHz40MTD-LTE规模试验–目前我公司TDD频段情况–各频段使用情况：–1、A频段共15M，室外10M，室内5M。–2、F频段共40M，其中低端20M（1880MHz-1900MHz）用于我公司TD-SCDMA网络，高端20M（1900MHz－1920MHz）被PHS占用，预计PHS在2011年底退网。–3、E频段共50M•2320MHz-2350MHz用于TD-SCDMA室内分布。•2350MHz-2370MHz用于TD-LTE规模试验。–4、D频段共50M，上下各避让5M用于与FDD的隔离，剩余40M用于TD-LTE规模试验。-4-国际LTE频率规划情况根据3GPP协议规定，LTE频率划分为FDD频段和TDD频段。–FDD频段：band1～band21–TDD频段：band33～band41Band上行下行DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1447.9MHz1475.9MHz–1495.9MHzFDD12699MHz–716MHz729MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD15ReservedReservedFDD16ReservedReservedFDD17704MHz716MHz734MHz746MHzFDD18815MHz–830MHz860MHz–875MHzFDD19830MHz–845MHz875MHz–890MHzFDD20832MHz–862MHz791MHz–821MHzFDD211447.9MHz–1462.9MHz1495.9MHz–1510.9MHzFDD...331900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHzTDD412496MHz–2690MHzTDDFDD网络已分配频谱主要集中在2.6GHz频段、700/800M、1700/1800MHz。TD-LTE网络已分配频谱主要集中在2.6G、2.3GHz、2.5G。基于上述情况，D、E频段有利于国际化推广，F频段国外应用较少，不利于国际化推广。-5-设备对频段的支持情况－系统设备目前支持情况–TD-LTEE频段室内设备及D频段室外设备已经用于规模试验网进行测试应用F频段说明–对于主流设备厂家，可通过升级演进方式支持TD-LTE，BBU增加主控及基带板、RRU进行软件升级–对于OEM设备厂家，如果需要重新开发F频段设备，预计6个月左右研发时间–在建设、配置及优化中，需考虑与TD-S共存问题应用A频段说明–自TD-SCDMA建网至今，所有主设备厂家均未针对A频段RRU升级至TD-LTE进行考虑，因此，需要重新开发A频段设备，预计6个月左右研发时间应用D频段说明–TD-LTED频段室内设备需在现有宏蜂窝设备基础上，针对室分系统的特点进行软硬件的开发，预计需要6个月研发时间。-6-设备对频段的支持情况－主流芯片平台厂商平台型号主接收通道分集接收通道发射通道Intel(Infineon)XM706010条(4高、3中、3低)10条(4高、3中、3低)8条(3高、3中、2低)ST-EricssonM74008条(4高、4低)4条（2高、2低）4条（2高、2低）高通MDM9200+RTR860x5条(1高、2中、2低)5条(1高、2中、2低)9条(1高、4中、4低)MDM9x15+WTR16057条(1高、3中、3低)4条(1高、1中、2低)9条(1高、4中、4低)华为海思Balong7106条(2高、2中、2低)6条(2高、2中、2低)8条(2高、3中、3低)芯片对支持的具体频段没有较多要求，但是考虑到终端实现和成本等因素，其支持的频段总数受限，目前主流芯片厂家实现情况为：目前主流2G/3G技术需要收发各一通道，LTE需要一个发射通道两个接收通道。因此，多频段支持数量主要受限于接收通道数量。LTE国际主要频段，尤其是TD-LTE频段主要集中在高频频段，但目前终端射频芯片高频LTE通道均只能支持1~4个根据芯片目前状况及其发展情况看，支持八个频点是厂家可以实现的。-7-带宽选择应用情况–从国际运营商使用情况看，90%以上选择20MHz(TDD),或2x20MHz(FDD)频谱带宽方式组网。运营商未选择宽频段组网的主要原因是未拍得足够频谱资源。宽频段具有竞争优势：–20M组网，可提高系统和单用户吞吐量，提升TD-LTE的竞争力。–TD-LTE采用5M、10M组网与LTE-FDD和HSPA+竞争无优势。设备支持情况：–目前主要的LTE基站以及终端芯片厂家均主要支持10MHz/20MHz带宽，预计2012年可支持5/15MHz带宽。TD-LTELTEFDDWCDMAHSPA+占用资源子帧配比2:2,特殊时隙配比10:2:2上下行各20M上下行各5M64QAMMIMO5M10M20M下行峰值速率64QAMMIMO21Mbps40Mbps82Mbps150Mbps42Mbps上行峰值速率(16QAM)5Mbps10Mbps20Mbps50Mbps12Mbps综合考虑竞争、技术、应用与设备现状等因素，建议采用20M带宽组网-8-第8页同频组网方式1*3*1：全网所有小区使用相同的频点。业务和公共信道全部同频。1*3*3：同一基站的不同小区采用不同频率。业务和公共信道全部异频。异频组网方式组网方式－室外组网方式FSFR（频率偏移频率复用）业务和公共信道部分异频。为保证公共信道质量，需优化相关配置-9-组网方式厂家一厂家二平均异频组网同频组网异频组网同频组网异频组网同频组网带宽3*10M1*20M3*10M1*20M3*10M1*20M小区平均容量（Mbps）下行15.0917.2823.2320.9619.1619.12上行7.147.668.507.477.827.57频谱效率（bps/Hz）下行0.901.551.291.751.101.65上行0.540.870.710.930.620.90组网方式－室外组网方式TD-LTE系统在本小区内不存在同频干扰，干扰主要来自于使用相同频率的邻小区。–异频组网：优势是在服务小区与最相邻的小区之间保持异频，降低了邻小区的同频干扰，小区边缘吞吐量获得提升，但系统整体频谱利用率降低；–同频组网：频谱利用率最高，节约频率资源、简化频率规划，在总带宽相同的情况下，具有更高的小区峰值速率，但小区边缘干扰严重。针对两种组网方式进行系统仿真，各厂家均认为同频组网频谱效率高于异频组网–厂家一同频组网频谱效率较异频组网方式频谱利用率提高60%～70%。–厂家二同频组网频谱效率较异频组网方式频谱利用率提高30%～35%。注：仿真条件，子帧配比DL:UL=2:2，特殊时隙配比DwPTS:GP:UpPTS=10:2:2。采用2*2MIMO方式同频、异频组网分析-10-组网方式－室外组网方式FSFR组网存在的问题–存在各小区干扰不平衡的现象–不利于实现多载波聚合–调度算法复杂，效率低–后期网络优化困难同频、FSFR组网分析数据来源：研究院《频率移位频率复用FSFR（讨论稿）》结果分析Reuse1采用20M同频组网，FSFR采用50M总带宽。FSFR占用带宽是同频组网的2.5倍。从频谱效率的角度来看，同频组网较FSFR方式组网频谱利用率提高10%～30%。-11-组网方式－室外组网方式基于上述对同频、异频、FSFR组网的分析，建议采用同频组网方案方案频谱利用率小区间干扰小区边缘速率频谱使用灵活性算法复杂度网络规划网络优化其他同频高较大低灵活复杂简单难异频低小高不灵活简单简单简单不利于实现多载波聚合FSFR较高较小较高较灵活复杂难难各小区干扰不平衡；不利于实现多载波聚合组网方式对比-12-组网方式－室内外组网方式室内外同频组网的优点：–频率利用率高，频率部署灵活；–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。室内外同频组网的缺点：–室内外同频配置使同频邻区的区域扩大，会引起局部区域网络容量、覆盖质量下降；–针对室内外同频组网的干扰问题提出了新的需求：•系统设备对消除、规避干扰算法复杂度要求更高，且难以有效降低干扰；•对室内、外协同组网规划和优化要求更高，难以达到理想的协同效果，且目前实施难度更大。–室内外同频组网方式从理论上降低了频谱需求，不利于争取更多的频谱资源同频组网方案在资源利用率上存在优势，但对网络规划、优化及设备能力要求更高，组网方案应结合工程实施实际情况，综合考虑。组网技术分析-13-组网方式－室内外组网方式方案一：室内外同频（D频段）组网–覆盖能力分析：•在典型的天线布放拓扑情况下，理论计算，D频段相对于E频段边缘覆盖电平下降2-3dB，边缘覆盖速率下降约10%•以TD-S系统的室内覆盖半径作为覆盖边缘，计算出TD-LTE采用E频段组网上下行能够达到的边缘速率，可共用分布系统。采用D频段组网需加密天线点15％-45%（不同场景下增加比例不同）。–工程建设分析中国移动现有室分系统器件标称仅支持800-2500MHz频率范围•对于新建分布系统：采用D频段建设时，与E频段相比，需要加密天线点15％-45%；•对于改造分布系统：D频段改造需更换所有室分系统器件并加密天线点；E频段改造只需将信源馈入分布系统即可。–成本比较分析•对于新建场景，按D频段相对于E频段需增加30%天线点核算，室内分布系统建设投资约增加25%。•对于改造场景，由于D频段引入需更换所有器件、增加天线及调整天线点位，改造难度大、成本高、且对现网影响大，不建议实施。工程实施分析E频段只能用于室内，因此，如采用室内外同频组网，只D和F频段两种方案-14-组网技术－室内外组网技术分析方案二：室内外同频（F频段）组网–工信部批复的TD-LTE规模试验网频率未包含F频段，F频段在TD-LTE系统中应用存在政策风险。–频率资源有限，目前仅有20M带宽，按照TD-LTE20M带宽选择原则，TD-SCDMA在F频段无资源–在仅有的20M内室内外同频组网，难以满足TD-LTE未来发展需求。主要结论虽然同频组网方案在资源利用率上存在优势，但是考虑到TD-LTE是全新网络技术，现阶段针对室内外干扰的协同规划、优化等方面经验严重不足，造成网络实施难度大，且现阶段频率资源相对充足，因此，