LTE组网技术及测试浅析.docx

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LTE组网技术及测试浅析

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刘晓峰工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师

摘要：文章对LTE的组网技术进行详尽的分析并对组网技术的测试方法进行了介绍。首先对LTE系统组网中面临的挑战进行了分析，然后对LTE采用的六种组网技术：时域与频域调度、跳频、码分复用、空间波束赋形、功率控制（干扰协调）和接收机算法增强做了详细介绍。最后给出LTE系统中各个物理信道所应用的组网技术及其测试方法。

关键词：LTE,组网，干扰删除

3GPPLTE技术的Release8版本的标准化基本完成，更新的Release9版本也在制定中。可以说，移动的高速无线接入离我们的生活已经越来越近了。标准化的成熟对整个LTE产业是一个巨大的促进，对各个厂家产品开发的一致性上有了很好的保障，但还应该看到，标准的制定很大程度上基于仿真和以前产品的经验，因此标准中存在非常多的问题需要解决和进一步细化。在后期的工作中还要产业界付出极大的努力来确保整个产业的平稳发展。

LTE提供了非常多的新技术，在物理层层面相对于传统的3G，LTE引入了OFDM和MIMO技术，给LTE系统带来了空前充裕的四维空口资源：频域、时域、码域和空域。在这四个纬度上LTE系统可进行灵活的调度，这使LTE系统蕴含了强大的技术潜力，面对复杂的无线环境，设备可根据实际场景来发挥各项新技术的性能。但如何利用好这些资源，很好的管理这个灵活的系统，是一个需要解决的问题。

LTE标准巨大的灵活性，客观上造成了标准对设备开发质量的保证程度比3G低，LTE设备的优化更多地依赖于厂商的研发能力。LTE系统的灵活性更多地依赖MAC层的实现，因此在LTE标准中，单纯物理层技术对设备能力的保障程度较低，系统的性能更依赖于MAC层调度和资源分配算法的优化。LTE作为3G系统的演进版本，不能满足于简单的热点覆盖，还要进行组网及规模应用。作为更高层次的要求，基站间组网技术的实现更为关键。基站间的相互干扰如何控制，从而实现更高的整个网路吞吐量仍然值得研究。

中国和国际上的主要移动通信厂商均已经开发出TD-LTE或FDDLTE研发样机，并基于这些样机进行了一系列概念验证测试。某些比较激进的欧美运营商也已经和一些开发进度较快的设备厂商签订了预商用网络的合同，准备部署城市级别的LTE试验网络。针对LTE的组网测试技术仍然是一个开放的领域，本文将首先针对LTE的组网技术进行分析，然后探讨相关的组网测试技术。

1LTE组网遇到的挑战

要想理解LTE的组网技术，需要先了解一下LTE组网中遇到的挑战。LTE的下行组网与上行组网遇到的挑战不同。

对于LTE系统而言，进行下行多小区组网的关键是下行的终端接收机。决定终端接收机性能的是有用信号和干扰的比值(SINR)。有用信号功率主要受基站发送功率、路径损耗和阴影衰落等因素影响。干扰主要包括背景噪声和干扰信号两类。背景噪声包括热噪声、邻频噪声和杂散噪声等；干扰信号包括同小区及邻小区干扰。根据接收机的SINR，下行组网中遇到的主要挑战也分为两类，一类是覆盖受限，另一类是干扰受限。覆盖受限主要由背景噪声引起，大范围覆盖的边缘区域信号很弱，此时表现为终端接收信号很弱。干扰受限场景如图l所示，此时邻小区干扰起主要作用，基站间距很小的同频组网就会遇到此类问题，具体的表现为终端信号很好，但是打不通电话。图2给出了一个典型的蜂窝组网图，可以看出，外范围区域基本为小区间干扰较严重的区域，所占面积接近整个区域的50%。

LTE上行多小区组网中面临的主要挑战是用户间的干扰。用户间干扰又分为小区内用户干扰和小区间用户干扰（如图3所示）。小区内用户干扰主要来自于同一小区的不同用户间干扰；小区间用户干扰主要来自于不同小区的用户间的干扰。

由于LTE系统的上行和下行进行组网遇到的问题不同，进行的组网技术也不同。下面我们将对LTE中说应用的组网技术进行回顾与分析。

2LTE组网技术

LTE组网技术的主要目的之一是抑制干扰，而背景噪声是不能抑制的。LTE使用了六类组网技术，包括：时域与频域调度、跳频、码分复用、空间波束赋形、功率控制和接收机算法增强。

2.1时域与频域调度

时域与频域调度主要是通过基站内的调度使不同的用户利用不同的时域和频域资源，从而有效抑制小区内的干扰。LTE系统中，对于上行，同一小区的每个用户使用不同的时间和频率进行上行数据传输从而有效避免了小区内用户间干扰；对于下行，同一小区的用户在时间、频率和空间三个维度上分开来避免用户间干扰。LTE的Release8版本支持7种天线模式来应用MIMO技术，其中天线模式5支持多用户的MIMO传输，即在同一时域与频域资源上利用空间维度区分不同的用户，对于其它天线模式，小区内所有用