［蘇蕾］

FDD LTE網(wǎng)絡(luò)極限站間距探討

［蘇蕾］

站間距是組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要因素之一，嚴(yán)格控制站間距，結(jié)合合理取值的站點(diǎn)下傾角和方位角，是減小系統(tǒng)間干擾，提升網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。通過鏈路預(yù)算計算不同場景的小區(qū)覆蓋半徑，并通過仿真驗證不同場景的最小站間距以期得到各場景的極限站間距，從而為日后FDD LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化提供依據(jù)。

LTE 站間距 crosswave 鏈路預(yù)算

蘇蕾

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，工程師，主要從事無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作。

1 引言

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由站點(diǎn)高度、站間距和站點(diǎn)類蜂窩布局組成，合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是減小系統(tǒng)間干擾、提升網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵，本文主要探討LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響較大的站間距。網(wǎng)絡(luò)站間距是依據(jù)小區(qū)覆蓋半徑所得，小區(qū)覆蓋半徑由最大允許路徑損耗結(jié)合特定的傳播模型計算得出，本文通過鏈路預(yù)算計算不同場景的小區(qū)覆蓋半徑，并通過仿真驗證不同場景的最小站間距以期得到各場景的極限站間距，從而為日后FDD LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化提供依據(jù)。

2 FDD LTE理論站間距分析

考慮小區(qū)邊緣速率為下行4M/上行1M，通過鏈路預(yù)算計算出最大允許路徑損耗，結(jié)合Cost 231-Hata模型，在FDD LTE 1800M頻段下，估算出密集市區(qū)和一般市區(qū)的小區(qū)覆蓋半徑及站間距，如表1所示。

由理論計算可知，密集市區(qū)下行覆蓋站間距為723米，上行覆蓋覆蓋站間距為462米，由于LTE為上行受限系統(tǒng)，因此建議密集市區(qū)覆蓋站間距為450～600米。理論計算一般市區(qū)下行覆蓋站間距為935米，上行覆蓋站間距為594米，依據(jù)LTE上行覆蓋受限，建議一般市區(qū)覆蓋站間距為600～750米。

鏈路預(yù)算通過理論計算，給出站間距建議值，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供指導(dǎo)參數(shù)，但在實際建站過程中，受到地形、環(huán)境、物業(yè)等因素的影響，實際建設(shè)站點(diǎn)與規(guī)劃站點(diǎn)的工參常出現(xiàn)偏移，難免出現(xiàn)過近站、過遠(yuǎn)站、弱覆蓋、過覆蓋等站點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)造成影響。本文通過選取有代表性的地域，結(jié)合LTE仿真軟件Atoll，經(jīng)過周期性的補(bǔ)點(diǎn)并對比分析各區(qū)域的仿真指標(biāo)以期得出不同地域的極限站間距，為日后的FDD LTE網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)提供參考。

3 FDD LTE極限站間距探討

表1 FDD LTE鏈路預(yù)算

3.1仿真平臺介紹

本次仿真采用Forsk公司的仿真軟件Atoll，版本為Atoll 3.2.1.5871 64-bit；

硬件配置為Windows 7/16G內(nèi)存/Intel? Xeon? CPU E5-1620 v2；

電子地圖選用5米高精度地圖，投影帶為WGS84/UTM ZONE 49N；

傳播模型選用Orange Lab公司的Crosswave三維射線跟蹤模型。

3.2仿真驗證極限站間距

本次選取深圳市密集市區(qū)東門、一般市區(qū)布吉作為仿真區(qū)域，以現(xiàn)網(wǎng)已開通站點(diǎn)作為藍(lán)本，周期性地進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)數(shù)量基本一致且參考上一次仿真結(jié)果進(jìn)行。補(bǔ)點(diǎn)時，盡量選取樓面站、避免選取高站，不可避免時則充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)整方向角和下傾角以保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性。

（1）密集市區(qū)——東門

東門是深圳市的老城區(qū)，南邊緊鄰羅湖火車站、北邊囊括深圳市第一人民醫(yī)院、西邊靠近深圳地標(biāo)建筑地王大廈和京基100、東邊毗鄰文錦渡口岸，是深圳市人口最密集的區(qū)域之一，該片區(qū)建筑物高度較高且90米以上的高樓較多。

本次選取東門片區(qū)仿真區(qū)域面積為5.34km2，區(qū)域內(nèi)原有站點(diǎn)數(shù)量為38個，原始站間距為403米。經(jīng)過27次補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)5個左右，該片區(qū)站點(diǎn)數(shù)共計171個，補(bǔ)點(diǎn)前與最后一次補(bǔ)點(diǎn)RSRP和SINR仿真圖如圖1所示。

東門片區(qū)26次補(bǔ)點(diǎn)共計27次仿真數(shù)據(jù)如表2所示。

圖1 東門片區(qū)仿真圖

由表2可以看出，隨著站點(diǎn)數(shù)增加，為保證覆蓋效果，站點(diǎn)下傾角逐漸加大，站高呈下降趨勢。且站間距逐漸減小，RSRP均值逐步提升，SINR均值達(dá)到峰值后呈逐步下降趨勢，站點(diǎn)數(shù)與RSRP/SINR均值關(guān)系如圖2所示。

表2 東門片區(qū)仿真數(shù)據(jù)

圖2 東門站點(diǎn)數(shù)與均值關(guān)系

從圖2可以清晰看出，隨著區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)數(shù)增多，RSRP均值逐步上升，SINR達(dá)到閾值6.77dB后開始明顯下降，此時該片區(qū)內(nèi)站點(diǎn)數(shù)為71個，平均站間距為295米。

（2）一般市區(qū)——布吉

布吉鎮(zhèn)位于深圳市中部，南鄰深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)腹心地帶羅湖區(qū)，人口密集。本次仿真所選片區(qū)不規(guī)則建筑群較多，樓高20米左右。所選片區(qū)面積為12.14km2，原片區(qū)內(nèi)站點(diǎn)數(shù)55個，原始站間距為505米。經(jīng)過18次補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)5個左右，該片區(qū)站點(diǎn)數(shù)共計155個，補(bǔ)點(diǎn)前與最后一次補(bǔ)點(diǎn)后RSRP及SINR仿真預(yù)測圖如圖3所示。

圖3 布吉片區(qū)仿真圖

該片區(qū)共計19次仿真對比數(shù)據(jù)如表3所示。

由表3可以看出，隨著站點(diǎn)數(shù)增加，站點(diǎn)下傾角逐漸加大，站高呈下降趨勢。且站間距逐漸減小，RSRP均值逐步提升，SINR均值達(dá)到峰值后呈逐步下降趨勢，站點(diǎn)數(shù)與RSRP/SINR均值關(guān)系如圖4所示。

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.08.009