TD-LTE无线网络规划设计手册

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【资料名称】：TD-LTE无线网络规划设计手册

【资料作者】：张震霆

【资料日期】：2012.8.1

【资料语言】：中文

【资料格式】：DOC

【资料目录和简介】：

详细分析了TD-LTE的无线网络规划特点，具体介绍了TD-LTE的规划设计细节

目录：

第一章TD-LTE系统概述 5
1.1移动通信系统发展与演进 5
1.2 TD-LTE标准化历程 5
1.3 TD-LTE系统需求 6
1.4 TD-LTE系统架构 6
1.5 TD-LTE网络规划特点 7
1.5.1 TD-LTE覆盖规划特点 7
1.5.2 TD-LTE容量规划特点 7
1.5.3 TD-LTE参数规划特点 8
第二章 TD-LTE系统物理层关键技术 9
2.1 TD-LTE的OFDM技术 9
2.1.1 OFDM 基本原理 9
2.1.2 OFDM 信号处理过程 9
2.1.3 OFDM 技术特点及主要优缺点 10
2.1.4 TD-LTE 系统的上下行多址方式 10
2.2 TD-LTE 的多天线技术 11
2.2.1 MIMO 技术简介 11
2.2.2 分集与空间复用技术 11
2.2.3 TD-LTE 系统的多天线技术 12
2.3 TD-LTE 物理层概述 13
2.3.1 帧结构 13
2.3.2 物理层资源块 14
2.3.3 物理层信道和物理信号 15
第三章 TD-LTE 无线网络规划总体技术研究 17
3.1 无线网络规划概述 17
3.1.1 规划目标 17
3.1.2 规划流程 18
3.2 无线网络规划基础数据信息 19
3.2.1 社会、地理环境等信息数据取定方法 19
3.2.2 区域划分 20
3.2.3 用户预测 21
3.2.4 业务预测 22
3.3 传播模型分析 22
3.4 覆盖估算 24
3.4.1 极限覆盖范围分析 24
3.4.2 链路预算研究思路 25
3.4.3 链路预算参数的研究 26
3.4.4 链路预算原理 27
3.4.5 覆盖半径估算 28
3.5 容量估算 30
3.5.1 容量估算指标分析 30
3.5.2 容量估算研究思路 31
3.5.3 上行控制信道容量估算 32
3.5.4 下行控制信道容量估算 39
3.5.5 业务信道容量估算 45
3.6 站址估算 48
第四章 TD-LTE 无线网络规划性能分析 50
4.1 频率分析 50
4.1.1 频率使用方案 50
4.1.2 中移动频率情况 51
4.1.3 实验网频率方案 51
4.2 无线参数设计 51
4.2.1 TD-LTE 无线网络设备参数配置 51
4.2.2 PCI码资源规划 52
4.2.3 邻区规划 52
4.3 干扰分析 53
4.3.1 系统内干扰分析 53
4.3.2 系统间干扰分析 54
4.4 仿真分析 58
4.4.1 无线网络仿真流程 59
4.4.2 无线网络仿真软件 59
第五章 TD-LTE工程建设原则 61
5.1机房建设原则 61
5.1.1设备安装要求 61
（一） 挂墙安装方式 61
（二） 19英寸机柜安装方式 61
5.1.2机房土建改造原则 61
5.2电源建设原则 62
5.2.1TD-LTE基站通信设备负荷参考值 62
5.2.2独立新建TD-LTE基站 62
5.2.3共址新建TD-LTE基站 63
5.2.4RRU供电方案 64
5.3天面建设原则 65
5.3.1一般要求 65
5.3.2天线间距要求 65
5.3.3.天面土建改造原则 66
5.4 GPS/北斗系统建设原则 66
5.4.1一般要求 66
5.4.2 GPS/北斗天线安装要求 66
5.5 TD-LTE系统传输建设原则 67
5.5.1配置原则 67
5.5.2保护方式 67
5.5.3带宽配置 67
5.6分布系统建设原则 68
5.6.1分布系统建设方式 68
5.6.2天线口功率要求 69
5.6.3无源器件建设及改造 69
5.6.4切换区域规划 70
5.6.5系统间隔离要求 70
第六章TD-LTE室外宏基站设计 72
6.1 宏基站设计内容 72
6.1.1基站构成 72
6.1.2设计内容 72
6.2 新址新建设计 73
6.3 共址新建设计 76
第七章TD-LTE室内分布系统设计 77
7.1室内分布系统组成 77
7.1.1室分系统示意图： 77
7.1.2室分系统目的： 77
7.2室内分布系统设计总体原则 78
7.3信源选择 78
7.4功分系统常用器件 78
7.5分布系统设计步骤 80

部分内容：第三章 TD-LTE 无线网络规划总体技术研究
3.1 无线网络规划概述
    无线通信网络规划包括无线接入网规划、核心网规划和承载网规划等，本文主要涉及接入网规划部分。无线网络规划是无线网络建设的基础，优质的网络服务是从优质的网络规划开始的。TD-LTE的无线网络规划流程与2G、3G网络规划流程十分相似，同时，TD-LTE作为一种新的无线通信技术，其无线网络规划有其自身的特点。TD-LTE网络规划是非常重要的过程，如果网络规划不当，将会使系统的QoS很差，出现呼叫中断率很高、阻塞率很高等问题。这也会为后续的网络优化带来严重的问题，甚至是无法解决的问题。虽然有部分学者认为网络规划并不重要，实际网络部署之后的优化才是真正实际解决网络部署问题，但是好的网络规划可以提高网络部署的效率，使网络的建设和运营有一个良好的基础。
3.1.1 规划目标
    TD-LTE网络规划的目标可以分为覆盖目标、容量目标、质量目标和成本目标。
    1.覆盖目标
    无线网络的覆盖目标就是在一定覆盖区域内连续覆盖，使其满足用户的语音通话、数据下载、视频通话等各种业务的需求，并且能够达到一定的质量要求。根据覆盖场景的网络功能和用户类型，无线网络场景可划分为室外6大类和室内5大类：
 室外6大类场景包括：商务区、居民区、园区、景区、乡村、特殊场景。
 室内5大类场景包括：商用建筑、生活建筑、大型场馆、交通枢纽、特殊场景。
    例如，在TD-LTE规模实验网中，无线网络覆盖场景的要求是：室外主要覆盖中心商务区、中心商业区、政务区、高校园区四种子场景；室内需覆盖写字楼、办公楼、酒店、营业厅、会展中心、体育场馆、机场等七种子场景。
网络覆盖需要在上述分类的覆盖场景下达到一定的用户容量，满足用户的数据速率要求以及接收信号的最小灵敏度，并且能够达到一定的业务质量和服务质量。TD-LTE规模试验网中，覆盖的业务质量指标如下：
 无线接通率：基本目标>95%；挑战目标>97%
 掉线率：基本目标<4%；挑战目标<2%
 系统内切换成功率：基本目标>95%；挑战目标>97%
      服务质量如下：
 覆盖区内无线可通率：要求在TD-LTE网无线覆盖区90%位置内，99%的时间移动台可接入网络。
 块差错率目标值（BLER Target）：数据业务为10%。
    2.容量目标
    容量是指在无线网络能承载的语音用户数和数据用户数。TD-LTE系统中容量评估指标分为控制面和用户面两个方面，控制面指标主要包括同时调度用户数、同时在线(激活)用户数；用户面指标主要包括小区平均吞吐量、小区边缘吞吐量及VoIP用户数。关于容量目标将在后续容量估算章节详细给出。
3.质量目标
质量目标主要是针对用户的业务感知，能否提供用户良好的业务感知能够很好的反映网络建设的质量。从用户面说，业务主要分为话音业务和数据业务，话音业务的质量可从连续、传输和保持3个方面来衡量；而数据业务的质量目前通常采用吞吐量和时延来衡量。在业务质量中，与无线网络业务质量密切相关的指标有接入成功率、忙时拥塞率、接入时延、误块率、切换成功率、掉话率等。
4.成本目标
覆盖、容量、质量和成本这 4 个目标之间是相互关联、相互制约的。在网络规划过程
中，应合理设置成本目标，优化资源配置，协调覆盖、容量和质量这三者之间的关系，降低网络建设投资，确保网络建设的综合效益。
3.1.2 规划流程
     根据TD-LTE无线网络技术特点，结合TD-SCDMA无线网络规划流程的经验，TD-LTE无线网络规划主要包括5个阶段：需求分析、网络规模估算、站址规划、无线参数规划、网络仿真。具体流程图如下：

（1）网络需求分析
     在网络需求分析阶段，主要从建设网络的社会环境、人口经济环境、地理环境、覆盖目标、容量目标、业务类型和业务质量等几个方面入手，明确TD-LTE网络的建设目标：覆盖目标、容量目标、质量目标等。网络需求分析得出正确高效的建网目标是无线网络规划的重要前提条件。在此阶段，可以借鉴已经运营多年的GSM/TD-SCDMA网络的站点数据、业务需求数据以及地理环境数据，这些对TD-LTE网络需求分析具有重要指导意义。
（2）网络规模估算
     网络规模估算是根据网络需求分析得出的建网目标，通过覆盖估算和容量估算这两个关键步骤来确定网络建设的基本规模。网络规划估算是要综合覆盖和容量估算的结果，通过统筹的方法确定覆盖区域需要的网络规模，主要是网络可容纳的用户数和基站数。
（3）站址规划
站址规划阶段，首先要根据覆盖估算和容量估算得出的网络规模建议值，同时结合规划目标区域的地理资源情况，初步确定理论上优化且可行的基站布局。然后需要通过现场实际勘察和已布局网络的情况进行最终可行性分析，最终确定站址布局。目前TD-LTE网络站址规划主要考虑和TD-SCDMA共站址，原因是目前由于社会环境和成本等原因很难再建立新基站。
（4）无线参数设计
    TD-LTE无线网络除了要在覆盖和容量方面进行预规划，网络的无线参数也需要在仿真前进行预先设计。无线参数设计主要包括天线高度、方向角、下倾角等小区基本参数、邻区规划参数、频率规划参数、PCI参数、时隙规划等几个方面。这些预规划的参数设计将在无线网络仿真阶段进行调整并最终做为规划方案输出参数提交给后续的工程设计及优化使用。
（5）无线网络仿真
无线网络仿真阶段是讲前面几个步骤得出的规划方案输入到TD-LTE规划仿真软件中进行覆盖及容量仿真分析。仿真分析流程包括规划数据导入、传播预测、邻区规划、时隙和频率规划、用户和业务模型配置以及蒙特卡罗仿真。根据仿真分析输出的结果，从整体系统运行的角度进一步评估当前规划方案是否可以满足网络建设目标，如存在不能满足要求的区域或参数，需要根据情况修改方案，直到满足网络建设的需求目标。
3.2 无线网络规划基础数据信息
3.2.1 社会、地理环境等信息数据取定方法
    随着时代的发展，移动通信已经成为人们日常生活的重要部分，虽然在几十年前还不可想象，但是现在移动通信网络已经渗透到了衣食住行各个方面，可以说移动通信同水电的地位已经几乎相近。移动通信网络的建设同建网地区的社会经济、人口状况、地理信息等息息相关。任何无线通信网络的建设都需要满足建网地区的人与社会的需求，下面是影响TD-LTE
无线网络需求分析的人与社会条件。
   （1）社会经济情况。显然我国东部沿海城市的发展情况同西部内陆地区有巨大的差别，不同的经济状况也会造成对移动通信网络建设的要求不同。
   （2）人口发展状况。网络的建设最后还是为用户提供服务，人口发展状况也就成为需要获知的重要信息
   （3）竞争对手情况。目前我国共有3家移动网络运营商：中国移动、中国联通和中国电信。所谓“知己知彼，百战不殆”，在市场竞争环境下，对手的情况尤为重要。
   （4）现有网络状况。目前TD-LTE网络还处于规模试验阶段，主要由中国移动公司承担，这里的现有网络状况主要是指中国移动的现有的2G/3G网络的运营状况。根据现网状况正确定位TD-LTE网络，能够使网络的建设更具有目的性，减少不必要的资源浪费。
   （5）地理数据。指的是无线网络规划区内道路、建筑、地形地貌等基本情况。地理数据是影响无线传播环境和覆盖范围的主要因素，是基站选址、业务密度预测、网络模拟和传播模型校正的必备数据。无线网络规划中常见的地理数据是电子地图。
3.2.2 区域划分
    无线通信网络的部署一般需要将覆盖场景进行区域分类，分类的主要依据有无线传播环境和业务分布两个方面。按照无线传播环境覆盖区域分类主要可划分为密集市区、一般市区、郊区和农村4大类，如表所示。