LTE无线组网规划与频率应用分析.doc

(完整版)LTE无线组网规划与频率应用分析【摘 要】针对lte无线异构网的分层组网结构，分析了tdlte的主要频率资源,探讨了同频组网、异频组网、部分异频组网和软频率复用的组网方式，并分别阐述了四种组网方式中的频点规划和应用。【关键词】lte 异构网 组网方式 频率规划frequency applicationsabstract收稿日期：2013-03291 引言随着智能终端的普及和lte（long term evolution，长期演进）技术的发展,2012年成为全球第四代(4g）移动通信lte发展迈出坚实步伐的一年。我国按照“推动信息化和工业化深度融合的战略构想，各通信运营商已相继启动了lte试验网络建设。其中，中国移动2013年预计将投入2 000亿建设覆盖100个城市20万个基站的全球最大lte网络。不难想象在未来几年，lte技术必将引领移动通信特别是无线接入网的大发展,因此探究lte频谱的组网规划和应用范例具有重要意义。2 lte无线异构网的分层组网结构从lte标准化研究的脉络看,3gpp自r99版本开始就始终将标准的后向兼容放在重要位置考虑。在2004年开始的r8版本中首次提出lte，2008年底完成r8规范；2009年底颁布的r9版本对lte进行了完善和增强；之后的r10及其后续版本称为lte-advanced(简称lte-a)。在r10中支持penb的x2接口，在r11中支持henb的x2接口.lte扁平化的无线异构网分层组网结构模型如图1所示.其中,宏基站（macro enodeb）单层组网实现广域覆盖；引入微微蜂窝基站(penb)、射频拉远（rrh)、中继节点（rn）和家庭基站（henb）进行热点深度覆盖.图1 lte无线异构网分层组网与2g/3g网络不同，lte仅有分组数据域不再有电路域。电路域的话音业务承载解决方案有以下三种方式可选：（1）svlte（simultaneous voice and lte,lte与语音网同步支持)方式.在lte建设初期，终端可双模双待，同时驻留在2g/3g/4g网络中，由2g/3g的电路域提供话音业务、lte网提供数据业务，数据、话音可并发。(3）volte（voice over lte，lte网络语音直传）方式。lte网络部署到一定阶段,volte方式将是长远主流的方式，lte通过增加服务器由ims(ip multimedia subsystem,ip多媒体子系统）提供基于ip分组数据的语音业务。3 lte频率资源2 300/2 500/3 500mhz等43个具体频段.itur则给移动宽带划分了5个频段，包括：450470mhz的20mhz、698806mhz的108mhz、2.32。4ghz的100mhz、2.52.69ghz的190mhz和3。43。6ghz的200mhz带宽。我国工信部也将3g/4g频率统一调整为imt工作频率，不再明确区分3g/4g频段。在2012年10月将2.6ghz频段的2.52.69ghz共190mhz用于imt,实际为tdlte的频率使用划分了频率资源。对于2.32.4ghz的100mhz是imt系统tdd方式的核心频段,无线电管理局已将该频段中的50mhz频率分配给中国移动进行td-lte规模试验，但鉴于该频段与其它无线业务有共用，因此该频段主要限于室内使用。700mhz频段资源目前为广电拥有，是在模拟到数字电视技术转换过程中腾挪出的频谱红利,若中国广电网能带来700mhz的频率资源，将进一步促进lte发展，但上端806mhz与集群系统806821/851866mhz邻频,下端与广播电视系统邻频。我国目前td主要频段如表1所示:表1 中国移动td主要频段规范频段 频段编号 频谱范围/mhz 带宽/mhz 说明f频段 33/39 1 8801 920 40 过去习惯称a频段，目前tdscdma使用,1 9001 920mhz为phs使用现已清频退网。杭深广采用f频段进行lte试验。a频段 34 2 0102 025 15 过去习惯称b频段，目前tdscdma使用.e频段 40 2 3002 400 100 过去习惯称c频段,目前我国将2 3202 370的50mhz化作tdscdma/lte规模试验。d频段 38/41 2 5002 690 190 原lte试验网用2 5752 615mhz，在2012年10月工信部将全部190mhz用于tdlte规模试验。目前,工信部并未具体规划td-lte使用频率。但从表1来看，f、a频段为tdscdma使用；e频段可tdscdma/lte共用；d频段实际为lte使用。因此，比较好的方式是:异构网低功率节点lpn或室内采用e频段覆盖；室外采用d频段覆盖；在f、a频段区域适时过渡升级演进。4 lte组网频率规划无线接入技术发展的实质是用更大的频谱带宽换取更高的峰值速率3。lte采用了高带宽和更高阶的调制方式（64qam),使网络速率大幅提升,数据传输速率最高可达300mbit/s4.lte空口采取了ofdm(orthogonal frequency division multiplexing，正交频分复用）技术,使得小区内用户间频率相互正交，理论上不存在本小区内用户干扰，干扰主要来自于同频邻小区。下面以每小区部署单载波20mhz带宽方式,探讨tdlte无线组网中的频率规划应用。(1）室外同频组网同频组网是指全网所有室外宏站小区使用相同频点的131方式，频率复用因子为1,即1基站3小区1频点，业务信道和公共信道全部同频。如图2所示,频点f1可选e频段2 3402 360mhz的单频点,也可选择d频段中的单频点(如2 5752 595mhz或2 5952 615mhz)。图2 同频组网131方式同频组网方式下的无线异构接入是室外小区全同频，如频点f1;在热点区域或室内的lpn节点采用频点f0做小区中的深度覆盖,即131+111方式（见图3）。如f0选用e频段2 3202 340mhz，f1选e频段2 3402 360mhz的单频点;也可以f0选用e频段的两个频点，f1选用d频段中的频点.图3 同频异构网131+111方式同频组网频率利用率高，按照ofdm技术不存在本小区内用户干扰,但同频组网时小区边缘干扰较大（对小区中心用户影响较小）。（2)室外异频组网异频组网是指全网室外宏站相邻小区异频，在同一基站的不同小区采用不同频率,即133的方式。异频组网方式下的无线异构接入采用133+111方式,如图4所示。异频频点至少需要60mhz带宽，室外频点f1/f2/f3宜在d频段选择，室内深度覆盖f0可在e频段选择频点。图4 异频异构网133+111方式异频组网降低了邻小区同频干扰，使小区边缘吞吐量提升，但总体频率利用率降低。（3)室外部分异频组网部分异频组网又称为fsfr(频率偏移频率复用），是指相邻小区频点带宽有部分重叠,如2 3202 370的50mhz带宽可部分重叠划分为3个20mhz的子带：f1（2 3202 340mhz）/f2(2 3352 355mhz）/f3(2 3502 370mhz）。无线异构的lpn频点f0在其它如f频带选择，仍然采用如图4所示的133+111方式组网。fsfr组网相比同频组网,小区边缘sinr(signal to interference plus noise ratio,信噪比）会有改善，频率利用率较异频组网有所提高,但异频组网增加了调度算法的难度，不利于实现多载波聚合以及后期网络优化.在lte的d频段频率比较充裕的情况下，建议选择异频组网。(4）软频率复用组网按照空口ofdm技术，在本小区内不存在用户干扰,干扰主要来自于同频邻小区，也就是说小区边缘干扰较大，而对小区中心用户基本无影响。软频率复用就是将接近于基站的用户频率复用因子设为15，将小区边缘用户频率复用因子增大以抑制干扰.软频率复用组网方式是将室外小区分为内区和外区,含外区的区域采用133异频方式,即第1小区外层f1第2小区外层f2第3小区外层f3；内层131同频方式,即全部采用同频组f1f2f3。对异构网则采取分层叠加lpn异频频点f0的方式。如图5所示:图5 软频率复用组网软频率复用也可采取主/辅载波方式划分频率组.如主载波使用d频段，异频133全覆盖小区；辅载波使用e频段同频131覆盖小区中心；异构lpn采用f频段深度室内覆盖。5 结束语随着移动互联网业务的高速增长，lte以其独有的技术优势得到了众多电信运营商的青睐，并在全球范围内迅速部署发展，必将引领新一代移动通信的业务发展和网络建维。做好区域内tdlte最优频率规划,不仅有利于提高频率利用率，还有助于降低今后无线网络优化的难度。参考文献：1 陈晓冬,吴锦莲，王庆扬. lte异构网络技术研究j. 电信科学， 2012（11）： 13-18。2 王映民，孙韶辉,等。 tdlte技术原理与系统设计m. 北京： 人民邮电出版社, 2010。3 邵震，曹敏,李一明。 lte的新技术展望j。 电信科学， 2013（2）： 812。4 任华，王铮,罗俊,等. 移动互联网环境下的lte业务需求及业务网络演进分析j. 电信科学, 2013(2)： 24-30。5 张炎炎，赵旭凇。 td-lte系统软频率复用及其最优化研究j. 移动通信， 2010（3): 3943.作者简介韦泽训：现任职于四川邮电职业技术学院移动通信系，主要从事移动通信教学及研究工作。(