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LTE_FDD容量规划研究

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研究与探讨

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2013年第22期收稿日期：2013-08-19

责任编辑：左永君 zuoyongjun@mbcom.cnLTE FDD容量规划研究

重点分析了影响LTE FDD容量的相关因素；在此基础上，分析了LTE FDD系统的CP开销、上下行链路信令开销

占比、同时可调度用户数及VoIP用户数，给出了各项指标的具体计算模型及方法；针对15MHz的系统带宽，给出

了LTE FDD的计算案例，以帮助LTE FDD无线网络系统容量规划设计。（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510640）

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010(2013)-22-0026-03【摘 要】

【关键词】LTE FDD CP开销 信令开销 VoIP范金宁，郑旭升

1 前言

在LTE FDD无线网络建设过程中，只有准确地掌

握LTE FDD网络的承载能力，才能评估出网络建设规

模及市场推广策略，因此LTE FDD的容量规划研究显

得极为重要。

与CDMA等3G技术不同，LTE技术采用了OFDM

技术和MIMO技术，充分利用了时域、频域、码域和

空域的资源，实现比现有3G技术更高的数据速率，提

高了频谱效率。研究LTE的信令开销、可调度用户数

以及VoIP的最大可容纳用户数，可为LTE FDD的网络

规划提供技术参数。2 LTE FDD信令开销分析

LTE FDD信道开销与系统带宽、MIMO模式、CP

长度和调度算法相关。

RB（资源块）对是LTE系统可调度的最小资源单

位，1个RB由12个子载波组成（150Hz）。系统带宽

配置的RB数直接决定小区的理论峰值速率，系统对用

户分配的RB数直接影响用户的数据速率。LTE系统提

供了6种不同的带宽，见表1：

表1 LTE系统带宽和RB数

系统带宽/MHz1.435101520

RB数量615255075100

LTE系统可以提供多种MIMO模式，实现发射分

集、空间复用、波束赋型及空间多址等技术，不同的Research on LTE FDD Capacity Planning

The corresponding factors that impact LTE FDD capacity are analyzed. The CP overhead, the uplink and downlink

signaling overhead ratio, the number of users that can be scheduled simultaneously and VoIP(Voice over Internet

Phone) users of LTE FDD system are presented. Specific calculation model and methods of indicators are given.

Based on 15MHz system bandwidth, LTE FDD calculation cases are provided in order to be useful to the capacity

design of LTE FDD wireless network system.

LTE FDD CP overhead signaling overhead VoIP(Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Guangzhou 510640, China)FAN Jin-ning, ZHENG Xu-sheng

[Abstract]

[Key words]

研究与探讨

27

2013年第22期MIMO模式可以提供不同的小区吞吐量和峰值速率。

循环前缀（CP）使OFDM符号呈现出一定的周期

性，可以减少符号间干扰和子载波间干扰，但过长的

CP会降低频谱效率。LTE提供两种CP长度，一种采

用的是一般循环前缀（Normal CP），一个时隙里可

以传7个OFDM；另一种采用的是扩展循环前缀（Ex-

tended CP），一个时隙里可以传6个OFDM。

信道开销的大小也直接影响空中接口的传输效

率，下文中N

为不同带宽所对应的RB数。

（1）Normal CP开销为：(5.21+6*4.69)/500=6.67%

（有效传输数据减少6.67%）；

（2）PCFICH：用于承载PDCCH 信道所占的

OFDM符号数量（1、2或3）的信息，采用QPSK调制

方式，在每个子帧（第一个时隙上）的第一个符号上

发送，以4个RE为一组的形式分散占用16个子载波，

开销占比为4×4/7/2/(12*N

)。

（3）PHICH：承载ACK/NAK比特信息。

PHICH信道也是采用QPSK调制方式在每个子帧（第

一个时隙上）的第一个OFDM符号上发送，开销占比

为12/7/2/(12*N

)。

（4）PDCCH：承载下行调度授权及TA等信息,

对于每一个子帧（第一个时隙上），采用QPSK调制

方式，通常最多占用头2个OFDM符号，开销占比为

14.2%（=2/14）。

（5）PSC/SSC：在时隙0和10的OFDM符号5和6上

发送，占用72个子载波，开销占比为2*2*6/7/10/N

。

（6）PBCH：占用4个符号，每个符号占用72个

子载波，总共占用228个RE（去掉24个RS的RE），开

销占比为4*6/7/10/2/N

。

（7）RS：主要功能是进行信道估计和终端的相

干检测，提供CQI和MIMO测量。单天线每RB需要

2个OFDM符号，开销为4.76％；双天线时需要4个

OFDM符号，开销为9.52％；4天线时需要6个OFDM

符号，开销为14.29％。

LTE FDD 1个子帧为1ms，在15MHz带宽下使用

常规CP、调制方式为64QAM，不考虑开销的情况下，

下行理想峰值速率=75×12×7×2×6/1ms=75.6Mb/s。

理论峰值速率=α

(1-β

)*编码效率*75.6Mb/s，其中α

为天线数，β

为信令开销。设编码效率为0.9，在

15MHz带宽下，2天线的下行理论峰值速率=2×(1-

29%)×0.9×75.6Mb/s=96.62Mb/s。在3GPP 36.213中，

定义了不同MCS和RB承载下的数据块数量，相同RB数

下MCS越大，LTE峰值速率越大；这是因为MCS越大，

对应的系统开销越小，对信道质量要求也越高。

表2给出了15MHz带宽下下行2天线和4天线开销

情况，可见4天线虽然比2天线系统开销要高，但系统

容量也增加了近一倍，所以参考信号开销的增加是值

得的。

表2 15MHz带宽下信令开销

　下行2天线下行4天线

PDCCH所占符号数2323

SCH所占符号数/帧4444

P-BCH所占符号数/帧4444

RS所占资源111.331.33

15MHz控制开销/%22292431

15MHz控制开销+CP开销/%29363138

下行理论峰值速率/（Mb·s-1

）96.6287.09187.79168.74

3 LTE FDD可调度用户数

LTE同时能调度的用户数，也就是在一个无线帧

中能调度的最大用户数，与三个因素相关：

（1）系统带宽。分配给一个UE的最小PRB数量

为1，以15MHz带宽为例，可提供75个PRB，即同时

可调度的用户数为75/帧。

（2）可用CCE数量。CCE是构成PDCCH的最小

单元，一个PDCCH中可以提供4种CCE等级，见表3：

表3 PDCCH格式与CCE关系表

PDCCH格式CCE个数

格式01

格式12

格式24

格式38

（3）PHICH组数。组数越多可用于上行数传反

馈证实信息量越大，即可同时调度的用户越多。以

15M系统带宽、Ng=1为例，调度的用户数见表4：

研究与探讨

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2013年第22期表4 LTE FDD系统可调度最大用户数（15MHz带宽、Ng=1）

带宽PDCCH占用符号数PDCCH

格式0格式1格式2格式3

151个OFDM符号6431157

2个OFDM符号189944622

3个OFDM符号3141567738

在带宽一定的前提下，可调度的用户数主要受限

因素是单用户所用CCE的数量；PDCCH占用越多的

OFDM符号，同时可调度的用户数越多。在不同的无

线环境下，为了充分实现其健壮性，所需的CCE数也

不同，PDCCH所使占用的CCE个数越多，可同时调度

的用户数就越少。15MHz带宽条件下，一个扇区最多

能同时能调度的用户数不超过315个。

4 LTE FDD VoIP用户数

LTE采用了动态共享资源调度方法，优化了系统

资源分配。VoIP业务具有多用户、小流量、数据包大

小比较固定且数据包之间的时间间隔有规律的特点，

制约VoIP业务的系统容量因素不再是带宽，而是控制

信道的容量。3GPP采用了半静态调度方式（SPS），

系统资源只需通过PDCCH分配或指定一次，而后就可

以周期重复使用相同的时频资源，这样VoIP业务可以

不考虑控制信道限制。

假设15MHz系统带宽内，共有75个RB，语音编码

率为12.2kb/s，HARQ预留20%的系统资源，PUCCH

占用2个RB，则在20ms半静态调度周期内可用的RB数

为20*(75-2)*(1-20%)=1168个。用户占用RB个数为

2、3和4时的用户数分别为40%、40%和20%，平均为

2.8个。S

SID静默期MAC包大小为144bit，T

SID静默期传

输周期为160ms；S

Packet通话期MAC包大小为328bit，

T

SCH半静态调度周期20ms。由式（1）可见，VoIP用

户容量与用户所在无线环境直接相关，覆盖距离的增

加会导致容量减少。

RB

SIDSID

RB

PacketSCH11

=

/

1+

/

111168

=

144/160

0.52.8

1+

328/20

=791N

C

ST

N

STα−××

××

（1）范金宁：硕士毕业于华南理工大学电

子科学与技术专业，现任职于广东省

电信规划设计院有限公司，主要从事

无线网络规划及设计工作。

郑旭升：高级工程师，毕业于华南理

工大学，现任职于广东省电信规划设

计院有限公司，主要从事无线网络规

划、设计与优化工作。作者简介其中，C

为VoIP用户数。

在15MHz系统带宽下，LTE FDD可以承载791个

12.2kb/s的VoIP用户。

5 结束语

本文研究了LTE FDD影响系统容量的诸多因素，

量化分析了15MHz带宽条件下的信令开销、可同时调

度用户数和VoIP容量。对LTE FDD的信令开销和容量

性能的研究，有助于给用户提供良好的业务体验，为

网络规划建设和市场推广策略提供技术依据。

参考文献：

[1] 3GPP TS 36.306 V9.7.0. Evolved Universal Terres-

trial Radio Access(E-UTRA); User Equipment(UE)

radio access capabilities[S/OL].

[2] 3GPP TS G-RAN WG1#49 R1-072261. Summary

of UL Performance Evaluation[S/OL].

[3] 3GPP TS G-RAN WG1#49 R1-072444. Summary

of Downlink Performance Evaluation[S/OL].

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TD—LTE无线网络估算

TD—LTE无线网络估算

龙源期刊网

TD—LTE无线网络估算

作者：陆忠梅

来源：《中国新通信》2014年第04期

【摘要】 LTE网络的规划是目前非常值得关注与探讨的问题。无线网络的规划首先对覆盖区域环境进行划分，然后利用链路预算推算出各个环境下单基站的覆盖面积，之后计算出各个环境下满足覆盖所需的基站数，并对覆盖区域业务进行划分，推算出各个业务区域下基站的载波配置，最终确定基站数，从而达到无线网络规划的目的。

【关键词】 TD-LTE网络 估算 规划

工信部在2013年12月对移动、联通、电信三大运营商同时发布TD-LTE（LTE-TDD）牌照，标志着我国正式进入4G时代。LTE网络的规划是目前非常值得关注与探讨的问题。

一、LTE覆盖估算

1、覆盖规划流程。

对用户需求进行分析，确定网络负荷；创建链路预算，估算出最大允许路径损耗；上、下行半径的较小值即为小区半径；然后计算单站覆盖面积；最后可用规划面积比上单站覆盖面积得到所需站点数。

2、链路预算。

分析信号在系统的传输途径中受到各种因素的影响，对系统的覆盖能力进行估算，从而获得在保证呼叫质量前提下链路所允许的最大路径损耗。链路预算的关键步骤是计算出上行和下行的最大允许路径损耗（MAPL）：

MAPL = 单RB发射功率 +增益-余量-单RB接收灵敏度-损耗。

MPAL的计算流程是：配置系统参数→计算EIRP→计算MRRSS→计算其他损耗、增益、余量。

（1）系统参数配置。（2）计算等效全向发射功率（EIRP）。（3）计算最小信号接收强度要求（MRRSS）。（4）计算其他损耗、增益、余量。

二、LTE容量估算

1、容量规划流程 龙源期刊网

（1）话务模型分析及需求分析

LTE链路预算研究及分析

LTE链路预算研究及分析

LTE链路预算研究及分析

黄芷辛;冯健;麦磊鑫

【摘 要】Link budget is fundamental for wireless network planning,

significant for the estimation of network coverage capacity as well as

network construction cost. In this paper, the method and major

parameters affected of LTE link budget are studied, the typical values of

key parameters are given, and the impact on link budget and coverage

ability under different scenes and duplex mode is analyzed and

summarized.% 链路预算是无线网络规划的基础环节，对网络覆盖能力和建设成本的估算具有十分重要的意义。重点对LTE链路预算的方式及主要参数进行研究，给出了关键参数的典型取值，并分析总结不同的场景或双工方式对链路预算及覆盖能力的影响。

【期刊名称】《移动通信》

【年(卷),期】2013(000)008

【总页数】6页(P45-50)

【关键词】LTE;链路预算;传播模型;覆盖半径

【作 者】黄芷辛;冯健;麦磊鑫

【作者单位】广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630;广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630;广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630 【正文语种】中 文

【中图分类】TN915.65

1 前言

LTE（Long Term Evolution，长期演进）是3G的演进。它定义了多种不同的工作带宽（1.4MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz），并在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，同时改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量并减少系统延迟。演进至LTE网络将使运营商们从效率的提升和吞吐量的增加等多方面受益，从而确保技术能适应未来移动宽带快速发展的业务要求。

lte的prb要求范围

lte的prb要求范围

lte的prb要求范围

LTE的PRB（Physical Resource Block）是物理资源块，是LTE系统中调度和分配无线资源的最小单位。PRB的数量和分配对于LTE系统的性能和容量有着重要的影响。LTE的PRB要求范围包括以下几个方面。

1. PRB的数量：PRB的数量决定了一个子帧中用户可用的无线资源。对于FDD（Frequency Division Duplex）系统，一个子帧（10毫秒）有10个子载波（即10 MHz带宽），每个子载波包含12个时隙，每个时隙有7个符号。因此一个子帧中的PRB数量为10 * 12 * 7 = 840个。对于TDD（Time Division

Duplex）系统，一个子帧（1毫秒）的PRB数量为6、15、25、50、75或100个，具体数量由配置决定。

2. 下行和上行PRB的分配：下行PRB和上行PRB可以按照不同的方案进行分配。一种常见的方案是下行和上行使用相同数量的PRB，称为1:1分配。另一种方案是下行使用更多的PRB，称为乙比甲分配。分配的具体方案根据网络的需求来决定，可以根据用户负载、容量要求和无线资源分布等情况进行优化。

3. PRB的分割方式：在一个子帧中，PRB可以按照不同的方式进行分割。通常，PRB被分为多个RB（Resource Block），一个RB包含12个连续的子载波。RB的大小对于调度和分配无线资源非常重要。通常情况下，一个RB的带宽为180 kHz。RB的大小可以根据用户需求和网络的要求进行调整。

4. PRB的调度和分配：PRB的调度和分配决定了用户在LTE系统中的接入和传输能力。调度对于多用户之间的公平性、数据传输的效率和系统容量有着重要的影响。调度算法可以根据不同的优先级、实时性和速率要求来进行优化，以实现最佳的网络性能。

在设计和优化LTE系统时，需要考虑PRB的数量、分配方案、分割方式以及调度和分配算法。这些参数会直接影响到系统的容量、资源利用率、用户体验和网络性能。因此，LTE系统的设计和规划需要根据实际情况进行调整和优化，以满足不同场景和应用的需求。

无线通信FDD LTE网络覆盖策略 刘华东

无线通信FDD LTE网络覆盖策略 刘华东

无线通信FDD LTE网络覆盖策略 刘华东

摘要：：随着我国4G网络建设步伐的加快，为了满足日益增长的用户体验需求，各大运营商也正在加大完善4G网络覆盖的力度。FDD-LTE是当今主流的4G网络标准，在对其网络进行覆盖优化建设中，只有掌握相关的覆盖建设方案，才能达到想要的优化覆盖效果。本文主要是针对4G无线通信网络FDD-LTE的覆盖进行论述，以达到共同学习交流的目的。

关键词：无线通信；FDD－LTE；网络覆盖；

一、FDD-LTE技术简介

根据双工模式、编码信令、帧结构等的不同，4G网络主要有TD-LTE 和 FDD-LTE两种网络制式，两种制式均可以集3G与 WLAN于一体，能够实现快速传输数据、高质量音频、视频和图像的能力，同时两者的相似度几乎能达到百分之九十。FDD简称频分双工，拥有两个独立的信道，一个信道用来从基站向终端用户下传送信息，另一个信道用来从终端用户向基站上发送信息，简单地说，FDD采用的是双车道，双向放行模式。支持FDD制式的LTE即是FDD-LTE，它是当前世界上应用最广泛，终端种类最丰富的主流4G通信技术标准。

二、FDD-LTE关键技术及优势

FDD-LTE主要的关键技术有OFDM，简称正交频分复用，MIMO（多天线技术），循环前缀（CP），为了减小峰均比而使用的单载波频分多址（SO-FDMA）等，目前FDD-LTE使用的主流频段为1.8G/2.6G，以及低频段700MHz、800MHz。采用FDD-LTE制式的基站有以下几点优势：一是基站覆盖范围更广，适合广域覆盖；二是速度更快，当前LTE- FDD 理论下行速度为150Mbps；三是能同时双向通信；四是技术更成熟，标准化与产业发展都领先于LTE -FDD，使用国家多，成本更低；五是终端种类较丰富。

三、FDD-LTE网络覆盖评估手段

FDD-LTE网络的覆盖估算主要包括需求分析、链路预算、单站覆盖面积三个部分，其中需求分析的主要指标包括目标业务速率、业务质量及通信概率要求；链路预算则是根据不同的参数和场景计算出无线网络信号在空中传播时最大允许路径损耗，并根据相应的传播模型估算出小区的覆盖半径；单站覆盖面积则是计算基于链路预算所得出的小区覆盖半径估算出每个ENB（LTE无线接入网的网元，负责空中接口相关的所有功能）的覆盖面积，从而可以得到规划区域内所需要的ENB数量【1】。