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基于Atoll的TD—LTE组网方案仿真与现网验证
2013年第10期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　【摘要】首先论述了TD-LTE异频组网、PCI规划、MIMO配置等关键性组网因素，提出网络规划方案；然后通过Atoll仿真软件对方案进行仿真验证其科学性；最后进行现网测试来检验方案的可行性，从而得到科学可行的TD-LTE网络规划设计方案。 中国论文网 /8/view-4165618.htm　　【关键词】TD-LTE 异频组网 PCI规划 MIMO配置 Atoll网络仿真 　　1 引言 　　TD-LTE是中国具有自主知识产权并获得ITU认可的LTE技术，技术可靠、产业链完备，得到了国际一线设备厂商和运营商的支持，也是在国内主推的LTE技术。跟FDD-LTE相比，TD-LTE采用时分双工，占用的带宽是FDD-LTE的一半，频谱选择上也更为灵活，不需要对称频谱，因此频谱可用性更高。 　　因为国外频谱资源价格昂贵，运营商的TD-LTE网络主要是同频组网，同频组网小区间干扰只能协调而不能消除，导致小区边缘服务质量严重下降。中国政府为了支持推进TD-LTE的发展，给其划分了190MHz的可用频谱资源，而LTE能承载的最大带宽是20MHz。因此，有了充分的频谱资源，国内TD-LTE可以采用异频组网等方案，提高小区的总体吞吐量和改善小区边缘用户性能。而小区ID规划、MIMO配置也是影响LTE性能的重要因素，在网络规划设计时也需要给予重视，从而提高网络整体性能。 　　本文主要从TD-LTE组网原理和方案探讨基于Atoll的TD-LTE组网性能仿真与验证、TD-LTE现网性能分析与优化等方面对TD-LTE组网规划，特别是TD-LTE异频组网、PCI规划、MIMO配置进行分析验证，得出一些科学合理并能有效指导TD-LTE商用网建设的结论和建议。 　　2 TD-LTE组网关键技术 　　2.1 TD-LTE的频率规划 　　TD-LTE常见的频率复用方式分为同频组网和异频组网方式。其中，同频组网是指全网所有小区使用相同的频点，该方式频谱效率高，无需频率规划，但是会引入同频干扰，造成系统吞吐量下降，尤其是小区边缘性能下降。为此，频率软复用（SFR）、部分频率复用（FFR）（如图1）等技术被提出，解决了干扰问题，却牺牲了部分频谱资源，降低了传输能力。 　　异频组网是指同一基站的不同小区采用不同频率，该方式不会产生同频干扰。因此，对于网络总体吞吐量和边缘用户性能提升都有显著效果；但是需要的带宽较多，适合在频谱资源丰富的场景下使用。 　　2.2 PCI规划 　　LTE系统中的PCI（Physical Cell ID，物理小区ID）共有504个，其中PSS号为0～2，SSS号为0～167，PCI=3*SSS+PSS。如果相邻小区PCI相同，会产生严重干扰，因此相邻小区PCI应规划成不同数值；此外，为避免PSS相同，相邻小区PCI模3也应不同，最大限度避免干扰。在PCI规划上不仅要相邻小区模3不同，还要进行不要的PCI资源预留，因此人工规划PCI的难度较大，难以实现最优规划，需要借助规划软件来实现。 　　2.3 MIMO配置 　　MIMO主要通过信号的不相关性来提高传输性能，目前MIMO主要有SU-MIMO、MU-MIMO、Virtual-MIMO、AMS（自适应技术，根据实际自动调整MIMO模式）等技术。LTE支持AMS技术，在MIMO规划上主要体现发射端天线数量的规划，因为接收端天线数目已固定（通常为2根），所以发射端天线主要是为了提高整个服务区域的整体性能，而不是提高单个用户的性能。当天面条件允许并保证有效隔离度的情况下可以配置8天线。 　　3 TD-LTE同频、异频组网方案仿真与 　　验证 　　Atoll是业界广泛使用的RF网络仿真规划、优化软件，最新版本的Atoll提供了对LTE网络ICIC、AMS等技术仿真的功能，可以较为准确地对LTE网络进行仿真，为了验证仿真结果我们还进行了现网测试。 　　3.1 TD-LTE同频、异频组网性能分析 　　4 结论 　　通过理论分析、软件仿真和现网测试，对TD-LTE组网的几个关键性技术——异频组网、PCI规划、MIMO配置做了较为深入的分析，得出了若干有应用价值的结论，从而为指导TD-LTE商用网的规划设计提出科学、可用的参考。同时为了简化分析，试验仿真中忽略了很多现实因素，在实际规划设计中需予以考虑才能达到最好的规划设计效果。 　　参考文献： 　　[1] 高新，陈志成，宋永胜. LTE实验网在现网共享场景下的规划设计方案探讨[A]. 2012广东通信青年论坛优秀论文集[C]. 2012. 　　[2] 曾哲君，宋永胜. TD-LTE室内外协同覆盖方案探讨[J]. 移动通信， 2012（18）： 22-26. 　　[3] Gao Xin. Restraint-aware Correctness Analyzing of Composite Web Services Based on Open Petri Net[A]. New York： DCABES 2011， 2011： 195. 　　[4] 中国移动通信集团公司. TD-LTE基站配套改造指导原则[Z]. 2011. 　　[5]Erik Dahlman. 4G移动通信技术权威指南：LTE与LTE-Advanced[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2012.★
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当天线端口为2时，CRS在时间上的位置不变，但由于CRS在两个天线端口上频域上不能重叠，且一个天线端口在发射CRS时，另外一个天线端口什么信号都不能发射，这样在每个RB上CRS在频域上只有3个位置可以选择。
当有更多的天线端口时，CRS可以在其他的OFDM符号上发射，CRS在频域上依然有3个位置可以选择。
由于CRS是用于小区信道估计，如果在同一时间在同一个频率位置出现2个或以上的CRS信号，则他们之间将互相干扰，对两天线端口的系统而言，不会干扰的CRS信号只有3个，就是在频域上可以选择的3个位置。当然，对一个天线端口而言，不会干扰的CRS信号有6个。
据某运营商规模试验网实际网络测试也表面，无mod3冲突的测试结果要优于有mod3冲突的场景，而有mod3冲突无mod6冲突的测试结果要优于mod6冲突的场景。
LTE网络-PCI规划
PCI（Physical Cell Identity）即，物理层小区识别。顾名思义，PCI的作用就是用于识别小区，用于小区搜索或者切换过程邻区检测等。LTE网络的PCI规划，类似于UMTS系统中的扰码规划，是重要的小区数据配置信息，如果PCI规划不合理，可能造成UE同步小区过程时间很长或者产生高干扰。
那么为什么PCI规划不合理会产生上述不良影响？
首先，PCI由PSS和SSS组成。PSS–主同步信号，有3种不同序列，构成物理层识别(0-2)；SSS–辅同步信号，有168种不同序列，构成物理层小区识别组（0～167）；168个物理层识别组中每组3个物理层识别，PCI = 3*SSS + PSS，因此PCI的范围0～503，数量是有限的，在商用网络中出现复用不可避免，应尽量保证复用距离足够远。
其次，若相邻小区配置相同的PCI，相当于PSS相同、SSS相同，那么在UE初始小区搜索过程中，对于UE来说，仅有一个小区能同步，但在主同步过程、辅同步过程出现两个同步码相同的小区，发生冲突，导致同步时间很长。另一种情况，若主服务小区的两个邻区存在相同PCI的配置，在切换过程中,UE检测目标小区时出现异常，将无法决定切换到哪一个小区，因此就可能切换到不满足条件的小区，造成业务掉话。
再次，PCI的规划影响参考信号（RS）的频域位置。由于RS可以来计算RSRP\RSRQ用于切换或重选，或者用于信道的估计，然而RS在频域的位置是有限的，如单天线场景，仅有6个位置可以避免与邻区RS占用相同的子载波，若2*2MIMO，仅有3个位置可以避免与邻区RS占用相同位置。如果同站中不同小区间出现RS占用相同子载波情况将会出现严重干扰，SINR恶化，造成网络性能下降。因此，规范中规定在2*2MIMO场景下，PCI按照MOD3规划，单天线按照MOD6规划，即使这样，虽然eNoedB间帧不是同步的，但由于MOD3后的值只有3个，eNodeB间仍会有33%的概率出现RS碰撞，产生干扰。因此PCI规划不好可能造成覆盖黑洞，应尽量控制小区间重叠覆盖面积，降低干扰发生。
PCI规划原则：
1、相同PCI的复用距离要足够远。异频小区间PCI相同不会产生干扰。
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来源：　　作者：韦伟;王刚;李杰;管文明;
基于LTE-FDD网络PCI规划的研究　 PCI概述同或相关将会导致同步信号、RS信号相互干LTE小区的PCI(Physical Cell Identity,物扰,降低用户的SINR(信噪比)、吞吐率和理小区标识)是由系统提供的504个物理层小区切换性能。ID。对LTE小区(eNodeB)进行配置时,需要反向系统内,PCI与用于反向信道估计的分配一个0~503之间的数字作为该站的PCI。DM RS信号相关,因此相邻小区的PCI选择要总数为504个的PCI,分为168组,每组3满足反向RS信号不相关的条件。个,其中组号0~167对应基站前向的辅同步信基于上述制约关系的影响,LTE-FDD系号序列SSS,组内本地号对应基站前向的主同步统中,站点PCI的规划需要满足以下4个条件:信号序列PSS。任一eNodeB的PCI可以进行如下一是互为邻区的基站不能使用相同PCI,或PCI分解:相同的基站不能交叉覆盖;二是模3相同的PCIPCI=(3×No.SSS)+No.PSS不能分配给邻区基站,或PCI模3相同的基站不PCI的使用,既可以用于区分基站,又可能交叉覆盖;三是模6相同的PCI不能分配给邻以用于区分同步信号。区基站,或PCI模6相同(本文共计4页)　　　　　　　　　　
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