tdlte無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)算分析

1、2012-07-13######## ########2012-07-13######## 2012-07-13########TD- LTE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)算分析Analysis of Link Budget of TD-LTE Wireless Network詹 鵬，蘇穎博（重慶郵電大學(xué)通信新技術(shù)應(yīng)用研究所，重慶 400065）Zhan Peng，Su Yingbo （Institute of the Application

2、s of Advanced Telecommunications Technology ，Chongqing University of Posts andTelecommunications，Chongqing 400065，China）摘 要： 關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)要論述了 TD- LTE 鏈路預(yù)算特點(diǎn)及傳輸模型選取， 詳細(xì)論述了 TD- LTE 上下行鏈 路預(yù)算方法。TD- LTE； 鏈路預(yù)算； TD- SCDMA中圖分類號(hào)：TN92

3、9.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007- 3043 （2011 ） 07- 0048- 04Abstract： It m ainly pre s e nts TD- LTE link budge t characte ris tics ， and give s TD- LTE dow nlink and uplink budge t m e thod.Keywords：TD- LTE； Link budge t

4、； TD- SCDMA要確定小區(qū)邊緣用戶的最低保障速率。b） TD -LTE 系 統(tǒng) 可 配 置 1.4、3、5、10、15 及 20 0 前言與 TD-SCDMA 不同，TD-LTE 采用了許多全新技 術(shù)（如 OFDMA 及 MIMO 等），使得 2 者在物理層技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法等方面，以及在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃尤其在 規(guī)模估算和仿真 2 個(gè)方面存在很大差異。 因此，熟悉 TD-LTE 鏈路預(yù)算對(duì) TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)覆蓋估算

5、有重要意 義。MHz 等 6 種信道帶寬 ， 它們分別配置不同的資源塊（RB）數(shù)目，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 1 所示［1］；當(dāng)采用不同的系統(tǒng)帶寬時(shí)，所分配的 RB 數(shù)目、用戶的數(shù)據(jù)速率也不相 同，從而影響覆蓋范圍。 而對(duì)于 TD-SCDMA 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 系統(tǒng)的載波帶寬是固定的， 用戶分配的時(shí)隙數(shù)和碼道 數(shù)的多寡并不直接影響覆蓋半徑。c） TD-LTE 增加了 64QAM 高階調(diào)制、 有塊編碼、 截尾卷積及 Trubo 等編碼方式， 使 T

6、D-LTE 的編碼率 更加豐富。 由表 1 可知，系統(tǒng)帶寬一定時(shí)分配的 RB 數(shù) 目也是一定的。 使用較低等級(jí)的調(diào)制方式時(shí)，SINR 的 解調(diào)門限就比較低，目標(biāo)小區(qū)的覆蓋半徑就會(huì)增加。1 TD- LTE 鏈路預(yù)算特點(diǎn)a） TD-LTE 的業(yè)務(wù)信道是共享的， 沒(méi)有 CS 域業(yè) 務(wù)、只有 PS 域業(yè)務(wù)。 不同 PS 域業(yè)務(wù)的速率、解調(diào)門限 不同，導(dǎo)致的覆蓋范圍也不同。 因此，鏈路預(yù)算時(shí)首先d） TD-LTE 和 TD-SCDMA 系統(tǒng)

7、的幀結(jié)構(gòu)有所不 — — — — — — — — — — 2012-0 收 7 稿- 日1 期3 ：20 # 11 # -0 # 5- # 10 #### ########2012-07 同- 。 1 TD 3 -# LT# E # 系# 統(tǒng)# 的 # 幀 # 結(jié) # 構(gòu) 20 有1 D2 wP- TS 0 、G 7 P- 和 1 U 3 p# PT# S # 3 #####計(jì)算、接收端功率增益/損耗計(jì)算、鏈路總預(yù)算。TD-LTE 鏈路預(yù)

8、算的關(guān)鍵參數(shù)包括小區(qū)邊緣用戶 的業(yè)務(wù)速率、系統(tǒng)帶寬、天線配置及增益、發(fā)射功率、接 收端靈敏度、干擾余量及 SINR（由 MCS 鏈路性能表得表 4 TD-LTE 下行鏈路預(yù)算表到）等。 本文假設(shè)：LTE 工作頻段是 2.6 GHz，小區(qū)邊緣用戶的業(yè)務(wù)速率有 100、500 及 1 000 kbit/s 3 種情況，系統(tǒng)的帶寬配置為 20 MHz， 可供調(diào)用的 RB 數(shù)目為100， 天線采用 2×2 配置，MIMO 采用

9、發(fā)送分集配置及 QPSK 調(diào)制方式， 則 TD-LTE 上下行鏈路預(yù)算分別見(jiàn) 表 3 和表 4。 通過(guò)鏈路預(yù)算可得出上下行最大損耗，將 其帶入 COST-231 Hata 模型即可得到覆蓋半徑。下面對(duì)表 3 和表 4 的主要參數(shù)加以說(shuō)明。a） 可調(diào)用的 RB 數(shù)目。 從表 1 可知，可調(diào)用的 RB數(shù)目和系統(tǒng)帶寬有關(guān)。本文假設(shè)采用的系統(tǒng)帶寬為 20MHz，可調(diào)用的 RB 數(shù)目應(yīng)為 100。b） 分配的 RB 數(shù)目。 分配的 R

10、B 數(shù)目與業(yè)務(wù)速率 有關(guān)。 業(yè)務(wù)速率大所需的 RB 個(gè)數(shù)多，系統(tǒng)會(huì)為不同的 業(yè)務(wù)速率動(dòng)態(tài)地分配 RB 個(gè)數(shù) 。 當(dāng)業(yè)務(wù)速率為 100、500 及 1 000 kbit/s 時(shí)， 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)為其分配的 5、20 及30 個(gè) RB，是完全能承載這 3 種業(yè)務(wù)的。表 3 TD-LTE 上行鏈路預(yù)算表c） 干擾余量。 干擾余量與系統(tǒng)所采用的調(diào)制方式有關(guān)。 本文假設(shè)采用的是 QPSK 調(diào)制方式，上下行的干 擾余量應(yīng)為 2.5 dB［5］。d

11、） SINR。 當(dāng)用戶分配的 RB 個(gè)數(shù)一定時(shí)，解調(diào)門 限的值與調(diào)制方式和編碼率有關(guān)， 具體值可通過(guò)仿真 所得到的 MCS 鏈路性能表得到［5］。e） 下行信號(hào)品質(zhì)要求 Eb/No。 當(dāng) RB 個(gè)數(shù)一定時(shí)，該值也與調(diào)制方式和編碼率有關(guān)， 具體值可由鏈路級(jí) 仿真得到［5］。從表 3 和表 4 可知：對(duì)于不同業(yè)務(wù)速率來(lái)說(shuō)，邊緣 小區(qū)業(yè)務(wù)速率較低時(shí)所需的解調(diào)門限低， 使其覆蓋半 徑增大；對(duì)于上行用戶來(lái)說(shuō)，RB 個(gè)數(shù)增加時(shí)基站接收 機(jī)的噪聲

12、會(huì)相應(yīng)升高，使其覆蓋半徑收縮。4 結(jié)束語(yǔ)鏈路預(yù)算是覆蓋分析的重要內(nèi)容之一， 可通過(guò)鏈 路預(yù)算確定每個(gè)基站的最大覆蓋半徑。 在進(jìn)行覆蓋分參 數(shù) 參 數(shù) 取 值業(yè)務(wù)速率/（kbit/s） 100 500 1 000系統(tǒng)帶寬/MHz 20 20 20可調(diào)用的 RB 數(shù)目 100 100 100分配的 RB 數(shù)目 5 20 30UE 單天線發(fā)射功率/dBm 23 23 23UE 發(fā)送端天線增益/dBi 0 0 0人體損耗/dB 0 0 0

13、全向等效發(fā)射功率/dB 23 23 23陰影衰落保護(hù)余量/dB 10 10 10穿透余量/dB 20 20 20快衰落保護(hù)余量/dB 1 1 1干擾余量/dB 2.5 2.5 2.5環(huán)境熱噪聲密度/（dBm/Hz） -174 -174 -174接收機(jī)噪聲系數(shù)/dB 5 5 5接收機(jī)熱噪聲功率/dB -109.46 -103.44 -101.68基站天線增益/dBi 18 18 18基站多天線增益/dBi 3 3 3接收端插損及饋線損耗/

14、dB 4 4 4所需 SINR/dB -6.2 -5.1 -4.4接收機(jī)靈敏度/dBm -132.66 -125.54 -123.08路徑損耗/dB 122.16 115.04 112.58覆蓋半徑/km 1.258 9 0.794 3 0.676 1參 數(shù) 參 數(shù) 取 值RLC 層業(yè)務(wù)速率/（kbit/s） 100 500 1 000MAC 層業(yè)務(wù)速率/（kbit/s） 111.1 555.6 1 111.1系統(tǒng)帶寬/MHz 20

15、20 20可調(diào)用的 RB 數(shù)目 100 100 100分配的 RB 數(shù)目 5 20 30基站單天線發(fā)射功率/dBm 46 46 46基站發(fā)射天線增益/dBi 18 18 18發(fā)送分集增益/dB 2 2 2等效全向輻射功率/dBm 66 66 66電纜損耗/dB 4 4 4基站有效發(fā)射總功率/dBm 62 62 62快衰落保護(hù)余量/dB 2 2 2干擾余量/dB 2.5 2.5 2.5環(huán)境熱噪聲密度/（dBm/Hz） -174 -174

16、-174接收機(jī)噪聲系數(shù)/dB 7 7 7接收機(jī)熱噪聲功率/dB -107.46 -101.44 -99.68接收機(jī)噪聲/dBm -100.46 -94.44 -92.68接收分集增益/dB 3 3 3下行信號(hào)品質(zhì)要求 Eb/No/dB -7.12 -6.42 -5.23接收機(jī)靈敏度/dBm -108.08 -101.36 -98.41身體損耗/dB 0 0 0陰影衰落余量/dB 10 10 10穿透損耗/dB 20 20 20路徑損耗/