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中国移动TD—LTE农村覆盖方案研究

2014-11-15虎威

移动通信 2014年19期
关键词:高增益邻区测试点

虎威

如何实现农村地区TD-LTE网络的快速部署,这是中国移动面临的重大课题。针对农村地区不同地理场景对站间距要求的不同,提出相应的增强覆盖解决方案,并对不同的方案进行现网验证,提出的基于与GSM共站建设的覆盖增强方案均达到了方案的预期效果。

TD-LTE 农村覆盖 增强覆盖方案 16T16R 高增益天线 RS Power Boosting

1 前言

2014年5月河南移动在全省范围内实现了TD-LTE商用,预计到2014年底,TD-LTE客户将超越300万,越来越多的人将感受到4G扑面而来的惊喜和美好。河南是全国人口大省,也是农业大省,如何让4G的发展快速惠及广大农村地区,助力河南信息化新农村建设,成为河南移动的一项重要使命。TD-LTE与GSM共站建设是快速部署广大农村4G网络的最快捷方式,而面临的问题是TD-LTE的1.9GHz频段的传播能力弱于GSM的900MHz的传播能力。如何针对不同的场景,制定相应的覆盖解决方案,实现TD-LTE的快速部署,成为河南移动研究的重大课题。

2 农村场景覆盖边缘场强规划建议和链路预算

中国移动4G一期主城区覆盖边缘场强覆盖及验收指标为-100dBm,影响农村与城市室外RSRP规划和验收指标的2个因素分别是干扰余量和穿透损耗,预计干扰余量差异2dB,穿透损耗差异6dB,因此农村场景下边缘场强的规划标准建议为-108dBm。针对农村的三大典型场景:平原、丘陵、山区,基于保障速率和边缘场强建议进行链路预算,结果如表1所示:

表1 不同场景下最大覆盖半径一览

传输

速率

覆盖

目标 UL 128kbps

DL 1024kbps UL 256kbps

DL 1024kbps UL 2048kbps

DL 1024kbps RSRP>

-108dBm

平原/km 3.05 2.63 2.63 2.6

丘陵/km 2.65 2.29 2.29 2.3

山区/km 2.46 2.12 2.12 2.1

基于业务速率和边缘电平,各场景链路预算的覆盖半径分别为:平原2.6km,丘陵2.3km,山区2.1km。

3 农村地区平原场景TD-LTE覆盖方案分析

根据上章节链路预算的结论,TD-LTE在农村平原场景的覆盖半径为2.6km,考虑到站间小区间需要一定的重叠覆盖,从而保证覆盖的连续性,所以建议站间距取覆盖半径的1.5倍,即在3.9km以内的站间距下可以保证TD-LTE的业务速率要求。

通过对河南农村地区平原场景GSM站间距的统计,发现目前有85%的区域平均站间距小于3.9km,剩余15%的区域平均站间距大于3.9km,即平原场景85%的区域TD-LTE采用常规覆盖方案与GSM共站可以满足业务需求,剩余区域需要增加站点来解决。由于新站点的获取及建设成本高、建设周期长,对TD-LTE的快速部署影响很大,因此对基于TD-L与GSM共站建设的TD-LTE覆盖增强方案的探索就显得尤为重要。

4 农村覆盖方案验证

本次河南信阳移动针对不同的场景分别验证了常规覆盖方案、16T16R覆盖增强方案、RS Power Boosting覆盖增强方案、高增益天线覆盖增强方案,下面对各方案的验证情况进行总结。

4.1 TD-LTE常规覆盖方案验证

(1)测试区域介绍

光山县44个站点、平均站间距大于3.5km,小于3.9km,平均站高42m。

(2)配置介绍

F频段,8T8R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

(3)测试方法

①TD-LTE网络空扰,2部测试终端分别进行单用户同时上传和下载业务以指定车速(中速)遍历测试区域80%以上道路,支路、村镇内道路等占比50%以上;

②移动过程中,TD-L终端记录RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流比例、上下行吞吐量等参数,遍历测试时间不少于45分钟;

③如果发生掉线或切换失败,记录掉线点/切换失败点的位置,包括距离基站的距离、掉线点/切换失败点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、掉线/切换失败点CRS RSRP、CRS-SINR;

④在下行50%模拟加扰下,重复步骤①~③。

(4)拉网测试结果

常规覆盖方式下不同干扰加载测试结果对比和常规覆盖方式下空载网络测试结果分别如图1、图2所示。

图2 常规覆盖方式下空载网络测试结果

90%比例的RSRP都大于-105dBm,全网拉网平均下载速率大于30Mbps,边缘下载速率大于15Mbps,整体覆盖水平良好。

4.2 TD-LTE覆盖增强方案验证——16T16R

(1)原理:下行同一个小区采用2个8通道RRU,TD-L可以实现下行16通道发射或单制式单RRU功率最大化发射,以满足农村广覆盖场景下行功率的需求。上行2个8通道RRU(TD-L/TD-S)采用最大比合并接收实现上行16通道接收,提升TD-S/TD-L上行覆盖能力。

(2)基于EPA5信道、MCS15、12RB仿真8R和16R的接收能力如下,16T16R增强型方案SINR结果如图3所示:

图3 16T16R增强型方案SINR结果

仿真结果表明:单小区场景下,16R相对8R上行基站接收信噪比提升3dB左右,通过链路预算可得上行覆盖提升20%左右。endprint

下行按照RSRP大于-108dBm仿真不同下行发射功率对应的小区覆盖半径,单小区不同发射功率与覆盖半径趋势如图4所示。

仿真结果表明:单小区场景下,16T相对8T下行功率提升3dB,通过链路预算可得下行覆盖能力提升20%左右。

(3)测试区域介绍

选择信阳光山卧龙台周边农村起伏较缓的丘陵。

(4)配置介绍

F频段,16T16R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

(5)测试方法

1)单站拉网测试:

①测试车携带测试终端2部、GPS接收设备及相应的路测系统,2部测试UE分别发起上传(full buffer上传)和下载业务;

②选择3个小区,基站天线模式设置为自适应,依次只锁定一个小区,关闭周围LTE同频邻区,即在孤站环境下,分别在天线主瓣方向进行拉远测试,记录所有有数据业务的上下行吞吐量、记录点距离基站的距离、CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和速率统计;

③在服务小区天线主瓣方向拉远至掉话,如果发生掉线,记录掉线点位置,包括距离基站的距离和掉线点位置与服务小区天线法线方向的水平角度;

④在掉线点处向服务小区基站方向直线移动,每次移动20m,每个测试点发起业务随机接入不少于20次,接通率大于95%的测试点作为可接入网络的测试点,在可接入点定点测试5分钟,记录可接入点距离基站的距离、可接入点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、可接入点的CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和平均速率;

⑤重复步骤②~④各一次,记录相关测试数据。

2)室外覆盖室内测试:

①邻区空扰情况下,UE锁定主服务小区,在建筑物某墙外发起上传下载定点测试,保持业务5分钟,记录RSRP、SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流、PUCCH调度个数、吞吐量、PCI、上行发射功率等参数;

②进入建筑物,选择宏站信号经过一堵墙到达测试UE点作为测试点,重复步骤①;

③选择宏站信号经过2堵墙到达测试UE的室内点作为测试点,重复步骤①;

④在图层中找出该楼宇周围一圈邻区(6个RSRP最高的相邻小区),邻区50%下行模拟加扰,上行真实加扰(每邻区RSRP差点放置2个用户满Buffer上行业务),重复步骤①~③;

⑤每种电平区间重复步骤①~④。

(6)测试结果

单用户拉远测试结果和定点CQT测试结果如表2、表3所示:

表2 单用户拉远测试结果

反向接入点/m 下载速率1Mbps的点/m 上行速率256kbps的点/m

8T8R 6 200 5 960 5 823

16T16R 7 520 6 850 6 845

覆盖半径增益 21.30% 14.90% 17.60%

表3 定点CQT测试结果

测试条件 距离/m 下载速率/Mbps 上传速率/Mbps

8T8R 室外 1 117 38.1 1.5

16T16R 室外 1 117 40.3 2.5

下载速率增益 5.80% 66.70%

8T8R 室内 1 117 18.5 0.35

16T16R 室内 1 117 30 0.95

下载速率增益 62.16% 171.4%

结论:16T16R提升覆盖距离20%,同时上下行速率均有提升。对于某些上行受限的小区,可以使用此方案提升覆盖。

4.3 TD-LTE覆盖增强方案验证——RS Power Boosting

(1)原理:RS Power Boosting是一种小区级功控方案,通过改变导频信号与数据信号的功率比控制参数PB,在小区功率不变的情况下增强小区覆盖。RS Power Boosting原理示意图如图5所示。

(2)测试区域介绍

选择信阳光山卧龙台周边农村起伏较缓的丘陵场景。

(3)配置介绍

F频段,8T8R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

试点区域基站导频功率(PA,PB)分别设置为(-3,1)、(-6,3),开展相关性能测试。

(4)测试方法

1)单站拉网测试:

①测试车辆携带测试终端2部、GPS接收设备及相应的路测系统,2部测试UE分别发起上传(full buffer上传)和下载业务;

②选择3个小区,基站天线模式设置为自适应,依次只锁定一个小区,关闭周围LTE同频邻区,即在孤站环境下,分别在天线主瓣方向进行拉远测试,记录所有有数据业务的上下行吞吐量、记录点距离基站的距离、CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和速率统计;

③在服务小区天线主瓣方向拉远至掉话,如果发生掉线,记录掉线点位置,包括距离基站的距离和掉线点位置与服务小区天线法线方向的水平角度;

④在掉线点处向服务小区基站方向直线移动,每次移动距离20m,每个测试点发起业务随机接入不少于20次,接通率大于95%的测试点作为可接入网络的测试点,在可接入点定点测试5分钟,记录可接入点距离基站的距离、可接入点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、可接入点的CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和平均速率;

⑤重复步骤②~④各一次,记录相关测试数据。

2)全网拉网测试:endprint

①TD-LTE网络空扰,2部测试终端分别进行单用户同时上传和下载业务以指定车速(中速)遍历测试区域80%以上道路,支路、村镇内道路等占比50%以上;

②移动过程中,TD-L终端记录RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流比例、上下行吞吐量等参数,遍历测试时间不少于45分钟;

③如果发生掉线或切换失败,记录掉线点/切换失败点的位置,包括距离基站的距离、掉线点/切换失败点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、掉线/切换失败点CRS RSRP、CRS-SINR;

④在下行50%模拟加扰下,重复步骤①~③。

(5)测试结果

RS Power Boosting功能开启前后对比如图6所示。

单小区拉远测试:锁定小区拉远,RS Power Boosting覆盖距离相比8T8R提升21%;组网测试结果表明,由于RS功率抬升,导致PDSCH SINR下降,整网平均速率下降9.6%。

结论:对于某些特定小区,如果需要提升覆盖半径,可以单独开启RS Power Boosting。

4.4 TD-LTE覆盖增强方案验证——高增益天线

(1)原理:农村覆盖场景基站采用的天线增益越大覆盖越好,具体链路预算结果如图7所示。

(2)测试介绍

选择信阳光山卧龙台周边农村起伏较缓的丘陵场景,采用15.5dBi天线与14dBi天线进行了覆盖对比测试。

(3)配置介绍

F频段,8T8R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

测试结果:单小区拉远测试中,高增益天线平均电平提升1.7dB,覆盖距离增加13%。

(4)测试方法

1)单站拉网测试:

①测试车携带测试终端2部、GPS接收设备及相应的路测系统,2部测试UE分别发起上传(full buffer上传)和下载业务;

②选择3个小区,基站天线模式设置为自适应,依次只锁定一个小区,关闭周围LTE同频邻区,即在孤站环境下,分别在天线主瓣方向进行拉远测试,记录所有有数据业务的上下行吞吐量、记录点距离基站的距离、CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和速率统计;

③在服务小区天线主瓣方向拉远至掉话,如果发生掉线,记录掉线点位置,包括距离基站的距离和掉线点位置与服务小区天线法线方向的水平角度;

④在掉线点处向服务小区基站方向直线移动,每次移动20m,每个测试点发起业务随机接入不少于20次,接通率大于95%的测试点作为可接入网络的测试点,在可接入点定点测试5分钟,记录可接入点距离基站的距离、可接入点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、可接入点的CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和平均速率;

⑤重复步骤②~④各一次,记录相关测试数据。

2)室外覆盖室内测试:

①邻区空扰情况下,UE锁定主服务小区,在建筑物某墙外发起上传下载定点测试,保持业务5分钟,记录RSRP、SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流、PUCCH调度个数、吞吐量、PCI、上行发射功率等参数;

②进入建筑物,选择宏站信号经过一堵墙到达测试UE点作为测试点,重复步骤①;

③选择宏站信号经过2堵墙到达测试UE的室内点作为测试点,重复步骤①;

④在图层中找出该楼宇周围一圈邻区(6个RSRP最高的相邻小区),邻区50%下行模拟加扰,上行真实加扰(每邻区RSRP差点放置2个用户满Buffer上行业务),重复步骤①~③;

⑤每种电平区间重复步骤①~④。

(5)测试结果

单小区拉远测试:高增益天线覆盖距离增加13%。高增益天线覆盖距离示意如图8所示:

图8 高增益天线覆盖距离示意

单小区定点测试:4个测试点,高增益天线的室内、外,上、下行速率均有提升,具体如表4所示:

表4 单小区不同增益天线下业务速率对比

距离/km 地点 增益14dBi

天线 增益15.5dBi

天线 速率提升

百分比

吞吐率/Mbps 吞吐率/Mbps

1.9 室内/室外下载 41.1/55.76 51/58.6 24%/5%

室内/室外上传 2.88/7.63 3.5/7.9 21.5%/3.5%

2.7 室内/室外下载 12.51/24.7 12.8/29.9 2.3%/21%

室内/室外上传 1.19/2.18 2.4/3.6 101.7%/65.1%

结论:对于农村地区站间距较大的区域,可以采取高增益天线方案进行覆盖,既能提升覆盖半径,又能提升室内覆盖性能。

5 结束语

信阳移动对各覆盖方案的验证表明,站间距3.9km以内的覆盖区域,TD-LTE与GSM共站建设时覆盖效果能达到中国移动规划要求;采用16T16R增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用RS Power Boosting增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用15.5dBi高增益天线方案能提升13%覆盖。以农村地区1 000个GSM站点为例,采用常规覆盖方案需要新增150个TD-LTE站点可实现有效覆盖,采用增强方案(16T16R+高增益天线)仅需新建64个站点即可实现TD-LTE的有效覆盖。同一场景不同增强型覆盖方式下站点需求一览如表5所示。

由表5可以看出,覆盖提升可以极大的减少TD-LTE新建站点数量,从而节约建设成本,并实现TD-LTE农村覆盖的快速部署。

参考文献:

[1] 中国信息产业网. TD-LTE农村覆盖解决方案,全面提升用户感知[EB/OL]. (2014-09-09). http://labs.chinamobile.com/news/lte/108708.

[2] 张良德. LTE覆盖性能分析[J]. 信息通信, 2012(5): 238-239.

[3] 张建国. TD-LTE系统覆盖距离分析[J]. 移动通信, 2011(10): 26-29.

[4] 李新. TD-LTE无线网络覆盖特性浅析[J]. 电信科学, 2009(1): 43-47.

[5] 顾军,盛韧. LTE网络覆盖规划技术研究[J]. 中兴通讯技术, 2011(1): 53-56.endprint

①TD-LTE网络空扰,2部测试终端分别进行单用户同时上传和下载业务以指定车速(中速)遍历测试区域80%以上道路,支路、村镇内道路等占比50%以上;

②移动过程中,TD-L终端记录RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流比例、上下行吞吐量等参数,遍历测试时间不少于45分钟;

③如果发生掉线或切换失败,记录掉线点/切换失败点的位置,包括距离基站的距离、掉线点/切换失败点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、掉线/切换失败点CRS RSRP、CRS-SINR;

④在下行50%模拟加扰下,重复步骤①~③。

(5)测试结果

RS Power Boosting功能开启前后对比如图6所示。

单小区拉远测试:锁定小区拉远,RS Power Boosting覆盖距离相比8T8R提升21%;组网测试结果表明,由于RS功率抬升,导致PDSCH SINR下降,整网平均速率下降9.6%。

结论:对于某些特定小区,如果需要提升覆盖半径,可以单独开启RS Power Boosting。

4.4 TD-LTE覆盖增强方案验证——高增益天线

(1)原理:农村覆盖场景基站采用的天线增益越大覆盖越好,具体链路预算结果如图7所示。

(2)测试介绍

选择信阳光山卧龙台周边农村起伏较缓的丘陵场景,采用15.5dBi天线与14dBi天线进行了覆盖对比测试。

(3)配置介绍

F频段,8T8R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

测试结果:单小区拉远测试中,高增益天线平均电平提升1.7dB,覆盖距离增加13%。

(4)测试方法

1)单站拉网测试:

①测试车携带测试终端2部、GPS接收设备及相应的路测系统,2部测试UE分别发起上传(full buffer上传)和下载业务;

②选择3个小区,基站天线模式设置为自适应,依次只锁定一个小区,关闭周围LTE同频邻区,即在孤站环境下,分别在天线主瓣方向进行拉远测试,记录所有有数据业务的上下行吞吐量、记录点距离基站的距离、CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和速率统计;

③在服务小区天线主瓣方向拉远至掉话,如果发生掉线,记录掉线点位置,包括距离基站的距离和掉线点位置与服务小区天线法线方向的水平角度;

④在掉线点处向服务小区基站方向直线移动,每次移动20m,每个测试点发起业务随机接入不少于20次,接通率大于95%的测试点作为可接入网络的测试点,在可接入点定点测试5分钟,记录可接入点距离基站的距离、可接入点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、可接入点的CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和平均速率;

⑤重复步骤②~④各一次,记录相关测试数据。

2)室外覆盖室内测试:

①邻区空扰情况下,UE锁定主服务小区,在建筑物某墙外发起上传下载定点测试,保持业务5分钟,记录RSRP、SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流、PUCCH调度个数、吞吐量、PCI、上行发射功率等参数;

②进入建筑物,选择宏站信号经过一堵墙到达测试UE点作为测试点,重复步骤①;

③选择宏站信号经过2堵墙到达测试UE的室内点作为测试点,重复步骤①;

④在图层中找出该楼宇周围一圈邻区(6个RSRP最高的相邻小区),邻区50%下行模拟加扰,上行真实加扰(每邻区RSRP差点放置2个用户满Buffer上行业务),重复步骤①~③;

⑤每种电平区间重复步骤①~④。

(5)测试结果

单小区拉远测试:高增益天线覆盖距离增加13%。高增益天线覆盖距离示意如图8所示:

图8 高增益天线覆盖距离示意

单小区定点测试:4个测试点,高增益天线的室内、外,上、下行速率均有提升,具体如表4所示:

表4 单小区不同增益天线下业务速率对比

距离/km 地点 增益14dBi

天线 增益15.5dBi

天线 速率提升

百分比

吞吐率/Mbps 吞吐率/Mbps

1.9 室内/室外下载 41.1/55.76 51/58.6 24%/5%

室内/室外上传 2.88/7.63 3.5/7.9 21.5%/3.5%

2.7 室内/室外下载 12.51/24.7 12.8/29.9 2.3%/21%

室内/室外上传 1.19/2.18 2.4/3.6 101.7%/65.1%

结论:对于农村地区站间距较大的区域,可以采取高增益天线方案进行覆盖,既能提升覆盖半径,又能提升室内覆盖性能。

5 结束语

信阳移动对各覆盖方案的验证表明,站间距3.9km以内的覆盖区域,TD-LTE与GSM共站建设时覆盖效果能达到中国移动规划要求;采用16T16R增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用RS Power Boosting增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用15.5dBi高增益天线方案能提升13%覆盖。以农村地区1 000个GSM站点为例,采用常规覆盖方案需要新增150个TD-LTE站点可实现有效覆盖,采用增强方案(16T16R+高增益天线)仅需新建64个站点即可实现TD-LTE的有效覆盖。同一场景不同增强型覆盖方式下站点需求一览如表5所示。

由表5可以看出,覆盖提升可以极大的减少TD-LTE新建站点数量,从而节约建设成本,并实现TD-LTE农村覆盖的快速部署。

参考文献:

[1] 中国信息产业网. TD-LTE农村覆盖解决方案,全面提升用户感知[EB/OL]. (2014-09-09). http://labs.chinamobile.com/news/lte/108708.

[2] 张良德. LTE覆盖性能分析[J]. 信息通信, 2012(5): 238-239.

[3] 张建国. TD-LTE系统覆盖距离分析[J]. 移动通信, 2011(10): 26-29.

[4] 李新. TD-LTE无线网络覆盖特性浅析[J]. 电信科学, 2009(1): 43-47.

[5] 顾军,盛韧. LTE网络覆盖规划技术研究[J]. 中兴通讯技术, 2011(1): 53-56.endprint

①TD-LTE网络空扰,2部测试终端分别进行单用户同时上传和下载业务以指定车速(中速)遍历测试区域80%以上道路,支路、村镇内道路等占比50%以上;

②移动过程中,TD-L终端记录RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流比例、上下行吞吐量等参数,遍历测试时间不少于45分钟;

③如果发生掉线或切换失败,记录掉线点/切换失败点的位置,包括距离基站的距离、掉线点/切换失败点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、掉线/切换失败点CRS RSRP、CRS-SINR;

④在下行50%模拟加扰下,重复步骤①~③。

(5)测试结果

RS Power Boosting功能开启前后对比如图6所示。

单小区拉远测试:锁定小区拉远,RS Power Boosting覆盖距离相比8T8R提升21%;组网测试结果表明,由于RS功率抬升,导致PDSCH SINR下降,整网平均速率下降9.6%。

结论:对于某些特定小区,如果需要提升覆盖半径,可以单独开启RS Power Boosting。

4.4 TD-LTE覆盖增强方案验证——高增益天线

(1)原理:农村覆盖场景基站采用的天线增益越大覆盖越好,具体链路预算结果如图7所示。

(2)测试介绍

选择信阳光山卧龙台周边农村起伏较缓的丘陵场景,采用15.5dBi天线与14dBi天线进行了覆盖对比测试。

(3)配置介绍

F频段,8T8R,20MHz BW,3:1配比,特殊子帧配比为3:9:2。

测试结果:单小区拉远测试中,高增益天线平均电平提升1.7dB,覆盖距离增加13%。

(4)测试方法

1)单站拉网测试:

①测试车携带测试终端2部、GPS接收设备及相应的路测系统,2部测试UE分别发起上传(full buffer上传)和下载业务;

②选择3个小区,基站天线模式设置为自适应,依次只锁定一个小区,关闭周围LTE同频邻区,即在孤站环境下,分别在天线主瓣方向进行拉远测试,记录所有有数据业务的上下行吞吐量、记录点距离基站的距离、CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和速率统计;

③在服务小区天线主瓣方向拉远至掉话,如果发生掉线,记录掉线点位置,包括距离基站的距离和掉线点位置与服务小区天线法线方向的水平角度;

④在掉线点处向服务小区基站方向直线移动,每次移动20m,每个测试点发起业务随机接入不少于20次,接通率大于95%的测试点作为可接入网络的测试点,在可接入点定点测试5分钟,记录可接入点距离基站的距离、可接入点位置与服务小区天线法线方向的水平角度、可接入点的CRS RSRP、CRS-SINR、Data-SINR、Rank和平均速率;

⑤重复步骤②~④各一次,记录相关测试数据。

2)室外覆盖室内测试:

①邻区空扰情况下,UE锁定主服务小区,在建筑物某墙外发起上传下载定点测试,保持业务5分钟,记录RSRP、SINR、天线模式、MCS、占用RB数、单双流、PUCCH调度个数、吞吐量、PCI、上行发射功率等参数;

②进入建筑物,选择宏站信号经过一堵墙到达测试UE点作为测试点,重复步骤①;

③选择宏站信号经过2堵墙到达测试UE的室内点作为测试点,重复步骤①;

④在图层中找出该楼宇周围一圈邻区(6个RSRP最高的相邻小区),邻区50%下行模拟加扰,上行真实加扰(每邻区RSRP差点放置2个用户满Buffer上行业务),重复步骤①~③;

⑤每种电平区间重复步骤①~④。

(5)测试结果

单小区拉远测试:高增益天线覆盖距离增加13%。高增益天线覆盖距离示意如图8所示:

图8 高增益天线覆盖距离示意

单小区定点测试:4个测试点,高增益天线的室内、外,上、下行速率均有提升,具体如表4所示:

表4 单小区不同增益天线下业务速率对比

距离/km 地点 增益14dBi

天线 增益15.5dBi

天线 速率提升

百分比

吞吐率/Mbps 吞吐率/Mbps

1.9 室内/室外下载 41.1/55.76 51/58.6 24%/5%

室内/室外上传 2.88/7.63 3.5/7.9 21.5%/3.5%

2.7 室内/室外下载 12.51/24.7 12.8/29.9 2.3%/21%

室内/室外上传 1.19/2.18 2.4/3.6 101.7%/65.1%

结论:对于农村地区站间距较大的区域,可以采取高增益天线方案进行覆盖,既能提升覆盖半径,又能提升室内覆盖性能。

5 结束语

信阳移动对各覆盖方案的验证表明,站间距3.9km以内的覆盖区域,TD-LTE与GSM共站建设时覆盖效果能达到中国移动规划要求;采用16T16R增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用RS Power Boosting增强覆盖方案能提升20%覆盖,采用15.5dBi高增益天线方案能提升13%覆盖。以农村地区1 000个GSM站点为例,采用常规覆盖方案需要新增150个TD-LTE站点可实现有效覆盖,采用增强方案(16T16R+高增益天线)仅需新建64个站点即可实现TD-LTE的有效覆盖。同一场景不同增强型覆盖方式下站点需求一览如表5所示。

由表5可以看出,覆盖提升可以极大的减少TD-LTE新建站点数量,从而节约建设成本,并实现TD-LTE农村覆盖的快速部署。

参考文献:

[1] 中国信息产业网. TD-LTE农村覆盖解决方案,全面提升用户感知[EB/OL]. (2014-09-09). http://labs.chinamobile.com/news/lte/108708.

[2] 张良德. LTE覆盖性能分析[J]. 信息通信, 2012(5): 238-239.

[3] 张建国. TD-LTE系统覆盖距离分析[J]. 移动通信, 2011(10): 26-29.

[4] 李新. TD-LTE无线网络覆盖特性浅析[J]. 电信科学, 2009(1): 43-47.

[5] 顾军,盛韧. LTE网络覆盖规划技术研究[J]. 中兴通讯技术, 2011(1): 53-56.endprint

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