TDLTE室分的建设及性能优化手册实用.docx
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TDLTE室分的建设及性能优化手册实用
室分的建设及性能优化手册
目录
1.概述3
2.设备配置参数3
3.TD-LTE室内覆盖指标要求3
4.TD-LTE室分覆盖性能4
4.1拉远能力4
4.2覆盖能力7
5.室内工程建设性能比较8
5.1MIMO通道功率差对性能影响9
5.2单/双极化天线性能比较11
5.3MIMO天线间距对性能影响13
6.TD-LTE与异系统相互影响16
6.1TD-LTE与2G/3G系统相互影响16
6.2TD-LTE与Wlan系统相互影响20
7.室内多小区组网性能分析27
7.1同层组网性能27
7.2异层组网性能28
8.总结31
9.参考资料33
1.概述
本文从TD-LTE系统的覆盖、工程方案、室内组网以及和其他系统相互影响等角度，分析不同环境及配置时的网络性能变化，为今后的TD-LTE室内分布建设提供参考。
2.设备配置参数
基站所采用的LTEeNB的基本参数配置如表2.1：
参数
配置方式
测试环境
室内
频率
2.365GHz
系统带宽
20MHz
发射功率
37dBm（RE天线口处功率-15dBm）
帧结构
上行/下行配置1（子帧配置：
DSUUDDSUUD）常规长度CP
特殊子帧配置7（DwPTS:
GP:
UpPTS=10:
2:
2）DwPTS传输数据
天线模式
DL：
Mode2/2UL：
SIMO
表2.1设备参数配置表
3.TD-LTE室内覆盖指标要求
TD-LTE室内覆盖系统按照以下技术指标要求进行建设：
（一）覆盖指标要求
要求在建设室内分布的覆盖区域内满足RSRP>-105dBm的概率大于90％；
（二）承载速率目标
1.小区吞吐量
在室内分布支持MIMO情况下，室内单小区采用20MHz组网时，要求单小区平均吞吐量满足DL30Mbps/UL8Mbps；采用单小区10MHz、双频点异频组网时，要求单小区平均吞吐量满足DL15Mbps/UL4Mbps。
2.边缘速率
室内覆盖站（E频段）：
同频网络、20MHz、10用户同时接入，小区边缘用户速率约1Mbps/250Kbps。
（三）误块率目标值（BLERTarget）
数据业务为10%。
（四）业务质量指标
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%
（五）室内信号的外泄要求
室内覆盖信号应尽可能少地泄漏到室外，要求室外10米处应满足RSRP≤-110dBm或室内小区外泄的RSRP比室外主小区RSRP低10dB（当建筑物距离道路不足10米时，以道路靠建筑一侧作为参考点）。
4.TD-LTE室分覆盖性能
室内覆盖能力是在建设TD-LTE室内分布系统时基本指标之一，这里通过一组双通道拉远数据来分析TD-LTE上下行覆盖能力，另外，通过使用原有室分系统天馈时，观察TD-LTE系统的覆盖性能指标。
4.1拉远能力
上行拉远数据：
图4.1上行拉远数据RSRP
图4.2上行拉远数据SINR
图4.3上行拉远数据上行吞吐量
由图4.1、4.2、4.3的上行数据指标可以得出，当终端逐渐背离小区天线移动时，RSRP和SINR逐渐降低，路损相应逐渐增加，对于终端上行发射，当上行功率已经达到终端发射上限（23dBm），那么随着RSRP进一步降低，终端已经无法达到原有上行信道质量要求（MCS=20，cat3），当RSRP降至-105dBm以下时，终端的上行吞吐量开始下降。
下行拉远数据：
图4.4下行拉远数据RSRP
图4.5下行拉远数据SINR
图4.6下行拉远数据下行吞吐量
由图4.4、4.5、4.6下行曲线可以看出，终端下行吞吐量变化经历4个阶段，分别是双流稳定区间、双流和单流交替变化区间、单流稳定区间和恶化区间。
在双流稳定区间，RSRP在-85dBm以上，SINR在25dB以上，这个区间，下行吞吐量基本可以稳定工作在目前系统配置和终端支持的峰值。
在单双流交替区间，RSRP在-95dBm以上，SINR在20dB以上，这个区间，信道误码增加，MCS选择随着信道恶化而降低，但仍能保持双流工作。
在单流稳定工作区间，RSRP在-100dBm左右，SINR保持在15dB左右，此时系统由MIMO模式转换为TXDIV模式，速率保持为单流的系统峰值速率。
最后，随着RSRP的进一步降低，SINR和下行吞吐量均进一步恶化。
从上下行数据结果可以看出对于上行链路主要受限于终端发射功率，而对于下行链路，覆盖半径受限于需要提供下行速率要求。
由上下行拉远能力得出推荐覆盖半径如表4.1：
拉远性能变化门限
实际拉远测试距离（m）
稳定->波动性能变化点（m）
波动->下降性能变化点（m）
下降->恶化性能变化点（m）
受限因素
建议覆盖半径（m）
无阻挡单通道拉远（下行）
82
34
56
78
上/下
33
无阻挡单通道拉远（上行）
82
13
33
55
上
一层阻挡双通道拉远（下行）
32
15
26
>32
无
26
一层阻挡双通道拉远（上行）
32
>32
>32
>32
无
一层阻挡单通道拉远（下行）
32
21
27
>32
无
27
一层阻挡单通道拉远（上行）
32
19
>32
>32
无
两层阻挡双通道拉远（下行）
32
15
22
>32
无
22
两层阻挡双通道拉远（上行）
32
20
28
>32
无
两层阻挡单通道拉远（下行）
32
18
26
>32
无
18
表4.1拉远推荐半径表
4.2覆盖能力
TD-LTE室内分布建设时，可以利用原有室分系统（GSM900、DCS1800、TD-SCDMA）通过合路方式完成室内覆盖，采用CDF曲线的方式对比共天线的TD-LTE/TD-SCDMA/GSM系统的覆盖能力。
GSM：
GSM覆盖普查结果如下图，测试区域覆盖良好。
90%以上区域，RxLev在-78dBm以上。
测试楼层
RxLev_CDF_5%
RxLev_CDF_10%
RxLev_CDF_50%
1F
-78
-75
-66
13F
-80
-78
-68
14F
-82
-78
-69
表4.2室内覆盖测试GSMRxLevCDF分析表
图4.7室内覆盖测试GSMRSCPCDF分析图
TD-SCDMA：
TD-SCDMA覆盖普查结果如表4.3所示，测试区域覆盖良好。
90%以上区域，RSCP在-75dBm以上。
测试楼层
RSCP_CDF_5%
RSCP_CDF_10%
RSCP_CDF_50%
1F
-76
-74
-59
13F
-83
-78
-62
14F
-73
-68
-53
表4.3室内覆盖测试TD-SCDMARSCPCDF分析表
图4.8室内覆盖测试TD-SCDMARSCPCDF分析图
TD-LTE：
由GSM/TD-SCDMA/TD-LTE三种系统的覆盖CDF曲线可以看出，室内普查90%以上区域GSM/TD-SCDMA系统覆盖强度大于-78dBm，而对于TD-LTE系统，90%以上区域覆盖强度大于-97dBm，SINR大于10dB，上行速率高于13Mbps，下行速率高于20Mbps，可以达到TD-LTE室分覆盖指标需求。
通过采用原有系统天线点位的方式完成TD-LTE系统覆盖，建设简单且覆盖效果良好，建议使用。
5.室内工程建设性能比较
TD-LTE室分工程建设时，建设方式的差异会带来系统性能差异，差异的由来主要是TD-LTE系统中MIMO性能变化造成的。
MIMO技术，即多输入多输出技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。
MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。
本节从主要在天线角度（通道功率差、天线间距和极化天线选择）来初步分析工程建设对MIMO性能的影响。
5.1MIMO通道功率差对性能影响
TD-LTE室分建设中两路天线以及馈线的损耗差异均会引起MIMO性能变化，进一步影响整个系统的性能。
在信道环境非常好的地方（如SINR>30dB），通道差异变化时，对系统吞吐量影响不明显；但在信道环境一般的时候（如SINR<20dB）系统性能随着系统两个通道功率差异逐渐增加变差；当信道环境很差（SINR<10dB）时，系统工作在txdiv模式，天线功率差对系统性能影响不大。
在用户按照信号强度均匀分布在小区覆盖范围内时，MIMO两个通道功率差不同时的小区吞吐量数据如下：
多UE小区性能（上行），
表5.1多UE小区吞吐量（上行）
多UE小区性能（下行），
表5.2多UE小区吞吐量（下行）
上下行吞吐量曲线
图5.1小区上下行吞吐量曲线
由表5.1、5.2以及图5.1可以看出，随着发射天线功率差逐渐增大，小区上行吞吐量变化不大，而小区下行吞吐量逐渐降低。
以图中数据为例，当功率差增大到8dB时，小区下行吞吐量降低约25%。
通道功率不平衡对信道环境很好和信道环境很差点位的终端基本上没什么影响，前者是即使降了8dB，信道环境仍然非常好，还可以达到原有MCSlevel;后者是本身已经是TXDIV模式，所以几乎不影响。
从多UE均匀分布数据情况来看，天线不平衡达到3dB时，系统吞吐量下降5%，当天线不平衡达到5dB时，系统吞吐量下降超过15%，当天线不平衡达到8dB时，系统吞吐量下降超过25%，故建议在工程建设时尽量保证两条通道的差异在3dB以内，保证系统性能。
另外，TD-LTE室内覆盖时支持MIMO的传输模式有TM3和TM4，两种传输模式均通过UE上报CQI来决定下行数据的调制方式和编码速率，但TM3模式下，两个数据流采用同一个上报的CQI来决定调制方式和编码速率，而TM4模式时，两个数据流分别采用UE上报的对应CQI独立处理。
在理想条件下，两种传输模式性能基本一致，但室内覆盖时，由于馈线损耗差异和一路信号传输利旧等因素，会导致TD-LTE的两路信号存在功率差，在两个数据流信道条件出现明显差异时，建议采用TM4模式来选择最适合的调制编码，降低BLER，保证系统吞吐量。
5.2单/双极化天线性能比较
TD-LTE系统应用在室内分布环境，为支持下行方向的MIMO方式，故系统射频通道增加为两路，传统天线点位也相应增加，并对这两个天线的距离有一定要求，这为目前室分已经非常紧凑天线位置增加了难度。
室分双极化天线的引入主要解决了这个问题，如下图所示，使用双极化天线可以将两个射频通道的信号馈入同一个双极化天线，不需要额外天线点位。
但对于双极化天线，是否可以完全替代单极化天线，主要有以下几个问题：
1.MIMO天线一致性，双极化天线通过极化正交的方式将两路信号分开传输，极化方式不同可能会导致覆盖效果差异以及传输性能差异。
2.两个阵元间的互耦，阵元间的互耦会导致天线方向图畸变，从而影响覆盖，另外，双极化天线的隔离度无法像单极化天线一样自由调节。
图5.2双极化天线实物图
单UE结果：
上行：
图5.3单双极化天线上行吞吐量曲线
下行：
图5.4单双极化天线下行吞吐量曲线
由图5.3和图5.
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