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中国电信和中国联通LTE建网思路汇报材料


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LTE技术进展及建设思路汇报
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从3G时代竞争力,看4G发力点
3G竞争力覆盖对比电信占优
2.0GHz

3G竞争力容量对比联通领先

>自2012年加大对TDS投入,KPI指标设为 500kbps占比 基于业务需求和流量分布,价值区域以 1Mbps的用户感知保障速率来规划网络

移动 TD-SCDMA 联通 UMTS 电信 CDMA

每载波平均0.6Mbps

2.1GHz

每载波平均4Mbps
覆盖半径与频率是反比关系 800MHz

每载波平均1Mbps
站点数对比

200kbps-300kbps

60 60 40 20 0 38 23

58

35

移动
23 27 22 19.5

联通
28

电信
16 11

室外站点总数

2G站点数

3G站点数

室分站点数

覆盖方面电信占优,但3G时代由于覆盖优势带来的站点稀 少,将成为电信4G时代最大的挑战之一

3G时代,建网标准转向客户体验,如何提升数据业务 体验将成为4G时代竞争力的焦点之一

如何保持3G时代的覆盖优势,补齐容量劣势,将是电信4G时代的竞争力关注点
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从当前LTE移动和联通部署策略,看电信面临挑战
移动策略:构筑LTE先发优势,将3G劣势转化 为优势 联通策略:对标中移动,发牌三月内提供业 务,延续3G时代优势

在移动LTE部署区域,发牌3个月提供业务能力
成都 北京 天津 沈阳 青岛 南京 杭州 广州 福州 深圳 上海 宁波 厦门

快速建网

LTE TDD 部署 TDS 部署

战略 诉求 卓越体验 共享资源

TDS可平滑升级TDL,部署TDS就是部署TDL ,快速储备TDL站点资源

优于对手的体验竞争力

利用其相对站点优势, 充分重用2/3G资源

电信LTE部署策略建议:首战即决战,人有我有,在移动、联通部署LTE区域展开正面竞争
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从MBB发展趋势看,如何构筑以客户体验为中心的建网模式
随着MBB发展,客户满意度逐渐从话音转向数据业务体验 普通用户
40,1% 19,9% 19,6% 19,6% 8,4%
话音覆盖 资费 网速 服务

智能机用户
27,6% 29,1%

7,1%
品牌

4,0%
套餐

6,6%
1,2%
其它 话音覆盖 资费 网速 服务

8,7%
品牌

6,6%
套餐

1,5%
其它

4G时代:客户体验的主要因素是对速率的追求
kbps

不同业务的用户体验对速度的需求不同
Excellent 优质 Good 良好 Bad 较差
4000

面向用户体验并基于网络能力进行建网规划
kbps
优质体验基准

3500 4000 3000 2500 2000 1500 1000 1000 500 500 0

500

基本体验基准
TD-SCDMA

较好体验基准

Skype voice

Blog

LTE时代,体验为王,需要构筑以数据业务体验为核心的建网标准
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WAP Web browse browse

Video (360P)

Video (480P)

Video HD

UMTS

LTE FDD/TDD

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总结-中国电信无线网络整体聚焦点

覆盖
如何构筑多场景的立体覆盖网络

LTE竞争力

协同
面对多制式、多频段的融合 组网,如何有效协同

站点
如何应对3G时代站点短缺带 来的挑战

体验
4G时代,体验为王,如何打 造优质体验网络

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4个聚焦打造电信LTE综合竞争力
LTE综合竞争力
多场景、高性能、立体覆盖

聚焦覆盖

低成本、快建网、易获站点

聚焦站点

低时延、高速率、体验连续 多制式、多频段、融合组网 ? CA打造超宽带LTE无线 网络 ? Comp、ICIC、eCO提 升边缘速率,LTE体验一致 ? CDMA&LTE叠加建网,保 持网络稳定 ? 硬件、业务、运维打造多 频段TDD&FDD一张网体验

聚焦体验

聚焦协同

? 竞争可比,首期扩大建网城市规 ? 站点利旧、小灵通站点改 模,快速树立品牌优势 造低成本快速建立网络

? 以下行1M (多用户)4M(单用户)/ ? Cloud BB降低机房获取难 上行256K边缘速率规划网络 度,提升网络性能

? 结合部署、性能:建议密集城区 ? 多频多端口天线、AAU、 2T2R、普通城区2T4R

? Cloud BB提升网络性能, ? LTE&WLAN协同,有效盘 优化用户体验 活WLAN资产

刀片RRU实现站点天面简化

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目录

1 2
3 4

聚焦覆盖

聚焦站点
聚焦体验

聚焦协同

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覆盖是LTE高频建网的核心问题

深圳关内的仿真结果,RSRP大于104dBm的比例只有75%

广州核心城区的仿真结果,RSRP大于104dBm的比例只有67%

基于现网站址,2100MHz 已经覆盖明显不足,2600MHz的覆盖问题更加严重!
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分阶段分场景解决LTE覆盖问题
F
~5%, 密集城区

LTE聚焦于价值区域,覆盖20% 的面积,吸收80%的数据业务

F F
50%,农村

F FDD C CDMA

C

~15%, 城区

30%, 郊区

近期

竞争可比

1、对标中移动,扩大建网城市数量; 2、局部连片,打造领先的优质网络; 3、CL独立天馈,保持C网稳定性;

农村以CDMA的数据业务 支撑,短期不考虑LTE覆盖

中期 远期

连续覆盖 持续优化

LTE扩大覆盖区域,快速实现一般城区的连续覆盖; 加强室内深度覆盖。 LTE继续加强深度覆盖,并解决某些话务热点区域的容量 问题,refarming 800MHz解决郊区LTE覆盖。

基于FDD LTE进行规划,以FDD连续覆盖为最终目标,以终为始,一次规划,分步实现整个网络的优质覆盖
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LTE室外连续覆盖的关键指标
干扰:本小 区和邻小区

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

干扰:邻小 区

负载:功率 和干扰

CDMA

Ec Ec/Io

CDMA

覆盖 评价

LTE
RSRP SINR

LTE
Reference signal

负载: RB

Pilot 区域类型 密集城区 边缘速率 4Mbps/256kbps 公共参考信号覆盖场强 RSRP (dBm) ≥-104 SINR(dB) ≥-3

覆盖率 95%

一般城区
郊区

4Mbps/256kbps
4Mbps/256kbps

≥-108
≥-110

≥-3
≥-3

95%
90%

RSRP和SINR是LTE的关键规划指标
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LTE室外连续覆盖的下行边缘速率规划
主流业务对速率的需求
1Mbps为90%业务提供良好体验

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

基于用户的体验规划
1Mbps是3G的优质终极目标 4Mbps是LTE的优质目标

用户 体验 市场 竞争 未来 网络

边缘速率规划建议
? 多用户边缘速率 1Mbps
? 单用户边缘速率 4Mbps







移动和联通的体验规划
Source:Huawei mLab

移动多用户边缘速率1Mbps

高清视频 吞吐率

典型的高清视频格式对速率的要求 ~2Mbps ~700kbps
480P 720P

移动单用户边缘速率4Mbps
联通单用户边缘速率4-5Mbps

~300kbps
360P

电信LTE网络建议的站间距
密集城区大约500米

普通城区大约700米-1000米
>2吋 >3吋 >4吋

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LTE室外连续覆盖上行边缘速率选择
制式 LTE FDD

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

2R与2T的覆盖最为接近
Urban

场景
频段 信道模型 基站发射功率 MIMO方式

Dense Urban

DL:2110-2130MHz UL:1920-1940MHz ETU 3 46dBm(2*20W) 2T2R/2T4R/2T8R

上下行天线配臵
2T 2R 4R 8R 2R 4R 8R

速率
4Mbps 256Kbps 256Kbps 256Kbps 512Kbps 512Kbps 512Kbps

密集城区站间距 一般城区站间距
0.56 0.57 0.72 0.77 0.48 0.59 0.62 0.98 0.99 1.25 1.34 0.83 1.04 1.11

基站噪声系数
天线增益 终端高度 负荷 基站高度 穿透损耗 覆盖概率 阴影衰落余量 切换增益 传播模型

2.3dB
2T:18dBi ; 2R/4R:18dBi ;8R:16dBi 1.5m DL:50%;UL:50% 30m 20dB 95% 14.16dB 4.68dB Cost231-Hata 30m 16dB 95% 10.72dB 2.69dB

由于现网天面有限,不能保证一定可以采用4端口 的天线,因此规划目标必须基于最保守的2T2R的 场景。否则按照2T4R的结果规划,结果工勘后只 能采用2T2R,由于覆盖不足之前的规划结果会被 全部推翻。

基于的站间距诉求和上下行覆盖平衡,在密集城区和一般城区推荐采用256kbps
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FDD LTE多天线分析
单天线 安装方式 RRU靠近天线安装
2T2R 2T4R

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

RRU不靠近天线安装
2T2R 2T4R

影响分析
新增天线和替换天线场景,2 端口天线和4端口天线工程量 差异不大;

天线增益
天线尺寸 天线重量 跳线数量 馈线数量 防水接头

18dBi
155mm*1.4m 6.5Kg 2 0 4

18dBi
299mm*1.4m 12Kg 4 0 8

18dBi
155mm*1.4m 6.5Kg 2 2 4

18dBi
299mm*1.4m 12Kg 4 4 8

新拉馈线工作量大,还需要评 估站点馈窗出线能力 接头防水耗时2T4R多于2T2R

? RRU靠近天线安装时,2T2R和2T4R工程量相差不大 ? RRU不靠近天线安装时(或者宏站), 2T4R工程量大于2T2R工程量(主要体现在新拉馈线,以及评估窗口出现能力,协调物业上)

?若和CDMA共馈线,改动工作量小,但需要合路器和馈线会带来网络覆盖性能损失。2T2R可直接和现网CDMA的2根馈线合路共
馈线,2T4R还是需要再新增两根馈线。 ? 综合考虑天面和工程难度,密集城区采用2T4R的难度较大; ? 为了优化和维护的方便,尽量采用连片统一的配置,减小插花组网带来的性能下降和复杂度

推荐在密集城区按照2T2R规划,一般城区按照2T4R规划
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由于目前政策的不明确,可能还存在TDD LTE的建网诉求。
TDD的覆盖差于FDD,补充覆盖吸收容量:如下的覆盖半径对比,TDD的覆盖半径在相同条件下比FDD 要差。因此,LTE的连续覆盖主要考虑FDD,TDD与FDD共站建设。

TDD LTE的建设探讨

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

TDD的覆盖区域: 1. 在密集城区站间距满足的情况下,为了提高TDD的智能手机用户的体验,推荐TDD ? 也连续覆盖。2. TDD热点覆盖,以满足容量需求吸收话务为主。
TDD部署4T4R:与LTE FDD共站部署,TDD部署4天线情况下,考虑CDMA,至少需8端口天线,对天面 空间要求极高,考虑天面空间、安装维护及成本因素,TDD部署4T4R。
TDD LTE的覆盖指标要求
? 下行边缘速率多用户1Mbps,4Mbps ? 上行边缘速率256kbps
区域类型 密集城区 一般城区 公共参考信号覆盖场强 RSRP (dBm) SINR(dB) ≥-104 ≥-3 ≥-108 ≥-3

密集城区

一般城区 data: 华为仿真数据

TDD采用4T4R,FDD采用2T2R,共站建设,协同打造精品网络
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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

TDD室外连续覆盖
TDD
解调性能

2T2R
基线

4T4R
4~5 dB增益 小区平均:49%~74% 小区边缘:102%~158% 增加25% 减少37%站点 有成熟商用产品,性能好

8T8R
7~8 dB增益 小区平均:58%~82% 小区边缘:164%~181% 增加34% 减少42%站点 无成熟商用产品

容量增益
覆盖半径 组网 天线 工程施工 成本

基线
基线 基线 有成熟商用产品,性能好

施工难度较小
基线

施工难度较小,与2通道 天经基本持平
约为2T2R的1.4倍

施工难度相对较大,存在 部分站点施工条件受限。
约为2T2R的1.9倍

从多维度综合对比,TDD采用4T4R可兼顾性能和工程,成本等多因素,为最佳的选择!
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宏微协同打造LTE优质网络
WiFi
宏站 连续广覆盖

室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

AtomCell
吸收话务

LampSite
弥补覆盖空洞,吸收热点 增强室内覆盖

?2.1G FDD与800M在共站建设时,覆盖为同心圆,但是覆 盖范围小于800M,会在大量区域出现覆盖空洞。 ?先通过宏站实现室外连续覆盖,再通过室分和微站解决室内 深度覆盖。
CDMA
现网宏站利旧无法完全满足LTE建设需求,存在较大弱覆盖

FDD

LTE覆盖 空洞

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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

微站解决深度覆盖、增强容量
AtomCell
~ 5.2 L ~6.5 kg

LampSite
pRRU
? TDD:2.6G/2.3G FDD:1.8G/2.1G ? Wi-Fi ? 仅 2.5L

业界最小

2× 2
MIMO

2×5 W 多天线技术

Cat5e/6

POE

rHUB
? POE for pRRU ? 8 pRRU/rHUB

易部署,易维护
? 快速高效安装 ? E2E监控,容易维护

Outdoor & Indoor

PoE 供电
易部署
光纤

大容量
? 比传统DAS增加20倍 ? 2*2 MIMO

业界集成度最高

BBU

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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

特殊场景覆盖方案——高校

高校覆盖场景特点 ? 包含的场景很多,结构复杂; ? 话务量在校园内在时间和空间上呈不均匀的分 布,规划时需要更细的划分; LTE覆盖难点 ? 干扰难以控制; ? 需要满足高话务需求和深度覆盖;
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LTE覆盖方案
? 学校内室外区域,定向覆盖减少越区干扰; ? 学校内大型场馆采用建设室内分布吸收高话务; ? 完善的室内分布提升学校内教学行政区域覆盖质量;

? 学校内宿舍区域建议采用室外微蜂窝、eICIC等宏微协同技
术控制邻区干扰。

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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

特殊场景覆盖方案——大型场馆、机场
60 65

Directional antenna

看台赋形天 线精确覆盖

媒体功能区热点覆盖

LTE覆盖设计要点:
?媒体、VIP等功能区增加WLAN热点覆盖解决容量问题。 ?看台采用赋形天线精确覆盖,控制越区干扰。 ?室内采用多天线、小功率滴灌覆盖,减少邻区干扰。 ?优化X2口和邻区配置,优化CSFB流程,减少时延。

优化配置,减少时延

室内场景滴灌覆盖

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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

特殊场景覆盖方案——高铁
控制信道时域的快速改变 控制信道频域的快速改变

覆盖方案
? 使用SFN技术,合理规划PCI, 等效于CDMA同PN,将基站近端
的背靠背的两个RRU进行合并成为一个小区,这样可以减少切换

增强上行可靠性降低

华为 高铁覆盖方案

次数,同时避免了基站近端两个扇区间重叠覆盖区域小带来的
增强下行可靠性

切换失败的风险 ? 采用优化CP和GP配臵,优化邻区和重选,锁定TM2,关闭频选 ,分离上行CQI和ACK等一系列专利算法和特性,解决高铁覆

控制信道传输模型快速改变

提高切换性能

盖问题,突破协议规定的350km/h的限制。

Sector1

Sector2

Sector3

Sector4

Sector5

SFN方案
Cell A 基站A

Cell B
基站B

切换带

上海磁悬浮覆盖,达到20Mbps@430km/h,突破协议限制
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室外覆盖

室内覆盖

特殊场景

特殊场景覆盖方案——居民小区

小区覆盖典型场景特点
分类 别墅小区 多层住宅小区 高层住宅小区 综合住宅小区 结构特点 砖混结构 砖混结构 框架结构 混合 传播损耗 小 较小 较大 较大 场景特点 建筑密度小 建筑密度较高 建筑密度较小 建筑密度较小 环境敏感度 高 较高 较高 较高 业务需求 低 高 高 高

? 解决LTE高频段深度覆盖不足的问题,多考虑微 站定向覆盖; ? 站址贴近用户,控制站高,尽量避免越区覆盖 ,降低干扰; ? 优化切换门限,避免居民频繁切换; ? 注意天线方向角,不要同频对打;

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覆盖小结
?竞争可比,首期扩大建网城市规模,快速树立品牌优势

?覆盖目标:以256k/1M (多用户)4M(单用户)边缘速率规划网络
?现网站址不足,LTE覆盖满足室外覆盖->室内覆盖->特殊场景覆盖的顺序

?室外覆盖:密集城区FDD连续覆盖2T2R,一般城区2T4R,
?室内覆盖:室分和Atomcell解决深度覆盖 ?特殊场景:差异化LTE覆盖解决方案

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目录

1 2
3 4

聚焦覆盖

聚焦站点
聚焦体验

聚焦协同

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LTE时代站点结构

天面

机房
LLL TTT EEE

2100M

DCU 蓄电池

基站主设备
站址

传输设备

站点是LTE网络的物理载体,细化分析站址、机房、天面三要素将是决定LTE网络质量的重中之重
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LTE站点面临三大挑战
南京站点对比信息
5000 4000 3000 2000 1000 0 室分 宏站 汇总 电信 联通 移动

馈窗资源紧张

CDMA天线 WCDMA

增高架无空间

标准塔段
GSM900 GSM1800

联通是电信1.5倍,移动是电信的2.7 倍,电信高频覆盖站点缺口大

部署LTE,新引入一种制式,机房 需要增加设备

共站址/密集城区天面空间紧张

挑战一:4G时代 高频建网,LTE 站址面临巨大缺 失

挑战二:各种因 素导致新增站点 越来越困难,多 模网络导致站点 庞大,机房复杂

挑战三:天面空 间不足,物业困 难,新增天面困 难。预计占比 20%到30%

站址不足、机房复杂、天面受限是LTE网络站点面临的三大挑战
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站址

机房

天面

CL共站址建设,通过多种方式最大化利用现有站点资源

传输
DCDU BBU 2U

1U
1U

BBU室内安装框
? ?

室内机柜堆叠安装
? ?

室外宏机柜BTS3900A
?

可挂墙安装 4U空间,内置BBU、传输等

LTE机柜可无缝堆叠在原有CDMA机柜上 支持在线安装,不影响CDMA业务

支持室外一体化安装,备电

通过叠柜、BBU室内挂墙安装、室外一体化机柜来实现现网CDMA站址100%重用
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站址

机房

天面

无线战略资源从站点+天面转向天面:降低站点获取难度和建设成本
BBU集中机房(C网战略 机房或者电信POP点)
空调

基础光纤/管道
光纤

天面

RRU
CPRI/Ir
电池柜
光纤管道

远端“0”机房

机房空间、供电、传输资源 与稳定性等要求等级提高

光纤管道资源需求成倍增长

天面即站点,充分发挥分 布式基站灵活部署优势

1、BBU集中放臵,集中维护,不用额外获取机房,大幅降低站点获取难度及后期维护费用。 2、电信传输资源丰富,运用CloudBB建网拥有得天独厚的优势。
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CloudBB满足网络快速、低成本部署与运维,降低TCO
S联通:BBU集中部署,单站配套费用节省50% ,租金节能节省20%(楼顶站)
传统基站机房建网 地面砖混机房(及围墙 地坪) 基站租用费 C A P E X 基站环境动力监控设 施及消防 楼顶塔、走线架、支 撑杆 金额 (万 ) 21 11 1.65 8.7 BBU集中+RRU拉远 建网 - 基站租用费 - 楼顶塔、走线架、支 撑杆 金额 (万) 0 9 0 8.7 21 2 1.65 0

站址

机房

天面

中国移动C-RAN:

节省 (万)

基站防雷
基站空调 外市电引入(楼顶站) 小计

0.5
2.2 6 51.05

基站防雷
- 外市电引入(楼顶站) -

0.5
0 6 24.2

0
2.2 0

26.85
0.5
2

O P E X

空调平均每年电费
年租金 小计

0.7
11 11.7

RRU每年电费
年租金 -

0.2
9 9.2

2.5

来源:S省单站成本分析

来源:中国移动研究院C-RAN报告

CloudBB建网模式从同时寻找机房和天面,变为了二者满足其一即可,大大降低站址获取难度,并且 大幅降低站点TCO
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站址

机房

天面

LTE建网模式新纪元——CloudBB
一级核心机房

Cloud BB 二级核心机房

Cloud BB

Macro

RRU Small Cell

WIFI

Macro Small Cell

Macro

Small Cell

WIFI

RRU

Macro

Small Cell

面向未来的网络,多BBU互联成池组成二级核心机房,协同运作 宏微RRU通过集中的BBU基带池交互高带宽、低时延数据,获取LTE性能最大收益
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站址

机房

天面

利旧小灵通站址资源,快速弥补覆盖劣势
C网叠加建设LTE时,由于高频覆盖

对准居民区 定向覆盖

弱覆盖 利旧 为宏 站三 扇区 覆盖

站间距较大、高楼阻挡等原因,导 致弱覆盖或盲区。 可利旧附近小灵通站址,将其改 造成LTE宏站或微站,利旧抱杆、 电源等资源,快速完成LTE网络的 有效覆盖。

根据不完全统计,全网共有小灵通站点100万个 利旧20% 1、增加20万站点 2、站点增加86% 3、最终43万站点,超过联通当前3G站点数

小灵通站址可用LTE小站做覆盖补充,也可依托CloudBB利旧为宏站
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日本软银利旧小灵通站址资源,快速部署LTE网络
城区,4T4R 全向站 (2011.10) micro 站 (2012.3) 满足室内覆盖,同时减少系统之 间干扰。 BBU Pool

站址

机房

天面

在农村区域利旧原有的PHS 全向 站满足宏站覆盖要求(2013.3)

PVC管
AC power Box

Splice Box

Splice Box

部署DAS 系统(2014.3), PICO or RRU 满 足公共区域覆盖 (咖啡厅, 商场, 地铁等区域)

日本软银利用丰富的小灵通站点资源结合CloudBB快速完成LTE网络部署
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站址

机房

天面

考虑到LTE网络未来演进,站点机房内CL独立机框

CDMA 800M
CCC CDD MMM AAA CC CD MM AA C D M A

FDD2100M + FDD800M
F F F F F F D D D DD D D D D DD D

CDMA 800M

DCU 蓄电池

DCU 蓄电池

基站主设备

传输设备

基站主设备

传输设备

考虑到未来FDD LTE 800M和2100M融合组网覆盖,必须新增机柜以满足未来空间
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站址

机房

天面

支持CDMA平滑演进升级LTE
? 增加LTE主控板和LTE信道板(UMPT、LBBP)
最高集成度SingleRAN平台
CCPM 风扇 CECM LBBP(TDD) LBBP(FDD) UMPT CMPT 电源 电源

BBU3900

? 支持CDMA&LTE共享传输
CCPM CECM

CDMA BBU

BBU容量大,槽位多,仅需要加插 LTE单板,就可支持CDMA/FDD多 模 C800M

LBBP(TDD) LBBP(FDD)

UMPT CMPT
FE/GE

FE
IP network

CDMA/LTE共用传输

? 支持CDMA&LTE共享GPS时钟
CCPM

LTE FDD L800M L2100M

CECM
LBBP(TDD) LBBP(FDD) UMPT CMPT

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站址

机房

天面

支持CDMA&LTE共享天线,简化天面
4端口天线

6端口天线

800M 天线

?适用于天面紧张场景

?无需额外合路器和避免引入插损
2.1G 天线

?独立电调,可独立网络优化

CDMA

LTE

CDMA

LTE

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站址

机房

天面

刀片RRU拼装和AAU是简化站点天面的关键
现在的网络 CDMA+FDD常规目标网 演进路径 演进路径 2: 1:刀片 2.1A+800P RRU拼装 AAU

C800 C800

C800 LTE AAU L2100 2.1A+800P

L2100

CDMA 800

C800

C800

L2100

C800 C800 L2100

L2100

刀片RRU与有源天线AAU,实现站点天面的简化和快速融合
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小结
CCC CDD M MM AAA

CDMA 800M

基站主设备

DCU 蓄电池 传输设备

RRU

站址
?
?

机房

天面
? 站点详细查勘,确定能新增 天馈的套数; ? 综合网络和天面因素,天面 改造一次到位,避免二次施 工; ? 射频模块优先刀片RRU,特 殊场景使用AAU;

?

保证CL 100%共站址,最大 化利旧现有C网站址资源; 转变固有建网模式,以 CloudBB基带池小集中来获 取LTE站址; 摸底现网小灵通站址状态, 充分利旧小灵通站址资源

?

未来必将FDD LTE 800M, 因此需在机房内新增一套机 柜,后续所有LTE设备均可 使用;

分场景、分区域考虑站点情况,保证站址、机房、天面最小成本部署
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Page 36

目录

1 2
3 4

聚焦覆盖

聚焦站点
聚焦体验

聚焦协同

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Page 37

体验挑战

体验目标

解决方案

中国电信3G用户体验面临竞争压力,移动4G先发优势
速度体验:

速度

联通 > 电信 > 移动

流量包

月基本费 5元 手机上网费 10元 (500元封 20元 顶) 50元 100元

包含流量 30MB 100MB 200MB 1GB 2GB

套餐类型 套餐月费 包含流量 5元套餐 5元 30MB 20元套餐 20元 150MB 50元套餐 50元 500MB 100元套餐 100元 3GB 200元套餐 200元 5GB

套餐类型 36/50元/月 80元/月 150元/月 200元/月 300元/月

包含国内流量 150/600M 1GB 3GB 5GB 10GB

流量包及资 费体验:

电信≈ 联通 > 移动

连续性

覆盖连续性: CDMA2000到重要乡村,由于低频优势整体最好; WCDMA到重要乡村,覆盖和用户发展齐头并进、;TD-SCDMA到重要 乡镇,覆盖最差。

覆盖连续性:
电信 >≈ 联通 >移动

LTE多用户边缘速度:移动4M/256(512);联通1~5M/256(512)

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Page 38

体验挑战

体验目标

解决方案

中国电信MBB业务快速发展,用户体验面临严峻挑战
1

MBB需求网络速率提升
DO不能提 供更高速率

2

用户×应用=流量倍增

更高质量的 语音、图片、 视频、应用

网络负荷增 加, DO回落1X, 体验变差

3G渗透率 ~50% 月增3G用户 >300万 单用户月流量 >100M~1G

4G LTE带来 更好用户体验
Source: CMHK

LTE提升 网络能力

30倍

峰速 100M/50M 均速 30M/15M 边缘速率 4M/256K

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Page 39

体验挑战

体验目标

解决方案

边缘用户速率是保障LTE无边界一致性体验的关键
边缘地带LTE用户体验是最短板——小区间干扰受限,切换带速率下降明显
【室外空扰】PDCP Throughput DL(kbit/s)
60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 16000 14000 12000 10000 8000

【室外加扰】PDCP Throughput DL(kbit/s)

6000
4000 2000 0

切换点1: 10.0Mbps

切换点2: 8.9Mbps

切换点3: 7.4Mbps

切换点1: 1.29Mbps

切换点2: 744Kbps

切换点3: 709Kbps

切换点4: 4.04Mbps

如果小区间干扰控制不好,LTE没有主导小区,频繁切换,速率可能下降到1M左右,严重影响用户体验

有效抑制干扰,提升小区边缘用户速率,是保障无边界一致性的LTE体验的关键。
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Page 40

体验挑战

体验目标

解决方案

面向未来的4G LTE体验:超宽带、零等待、无边界

超宽带

D0 Rev A DL: 3.1Mbps UL: 1.8Mbps

LTE FDD

LTE+
150M~1Gbps

DL:150Mbps/UL:50Mbps

零等待

信令~200ms 业务~60ms 信令<100ms 业务<10ms <50ms/<5ms

ICIC + CoMP +BF

无边界
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Page 41

Low
小区间 干扰

35%+ 30%+
小区边 缘速率 小区吞 吐量

体验挑战

体验目标

解决方案

CA(载波聚合)技术成倍提升单用户吞吐率
为什么选择 CA(Carrier Aggregation)
… 多载波聚合
Carrier 1 Carrier 2

载波聚合技术成倍提升峰值速率

? 最高速率: 300M~1Gbps ? 最低时延: <5ms
Carrier 2 Carrier 3

N*20MHz
Carrier 3 Carrier 1

220Mbps 业界首个LTE-A HetNet载波聚合 20MHz(2.6GHz)&10M(800MHz)

LTE 同频段与跨频段载波聚合 4 Carriers

2.1G 刀片RRU3832
?

支持60M IBW发射
带宽,2.1G全频段 支持2.1G频段非连 续2*20M CA

20MHz 20MHz 20MHz 20MHz

1Gbps

?

4载波聚合,4*4MIMO实现1Gbps吞吐率

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Page 42

自适应小区干扰协调(aICIC)--华为专利
?ICIC原理:邻小区边缘用户频点错开降低同频干扰
aICIC OFF
Power Power Frequency Frequency

体验挑战

体验目标

解决方案

aICIC ON

30%

Cell 1

Cell 2

Cell 3
Power

小区平均吞吐率
Frequency

小区边缘吞吐率

?自适应ICIC通过测量报告消息判断信道环境调整ICIC形式
传统ICIC
配臵工具

原理: 根据UE反馈的测量报告判断信道环
境,确定小区ICIC形式,实现小区间同频 干扰协调;

自适应ICIC
OSS

ICIC三种形式
?Reuse1:干扰较小,基站全功率发射 频率 ?Reuse3: 临区干扰适中,典型ICIC应用 功率 频率 功率

价值:协调小区间同频干扰,提升小区覆盖
和边缘吞吐率。

优势:解决了静态ICIC边缘频带不能随小
区负载实时调整,动态ICIC配臵复杂。

?Reuse6:临区干扰严重, 且临区较多 功率 频率

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Page 43

增强型小区干扰协调(eICIC)--业界首家推出
?HetNet网络结构引入了新的干扰,需要新的解决方案。
eICIC OFF

体验挑战

体验目标

解决方案

eICIC ON

40%
一个帧 Macro Micro
小区平均吞吐率
Macro和Micro 原始覆盖范围
Micro扩展覆盖范围

ABS帧 (Almost blank subframe,几乎空白帧)

小区边缘吞吐率

ABS帧分配给Micr小 区边缘UE使用

原理:
? 微站通过范围扩展功能吸收更多的话务; ? 宏站在ABS帧不调度,微站在ABS帧调

Macro

Micro

度边缘UE终端,实现威站边缘覆盖提升。

价值:
? 扩大微站覆盖,吸收宏站话务量 ? 减小同频干扰,提升网络容量

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Page 44

CoMP显著改善小区边缘性能
下行 CoMP小区边缘用户吞吐量16%增益

体验挑战

体验目标

解决方案

上行CoMP 小区边缘吞吐量10%增益

2*Rx Gain

不启用CoMP

启用CoMP

7%

干扰水平

10%

边缘区域用户吞吐量增益:

? 对终端没有特殊需求 ? 没有平均吞吐量损失
CBF: Coordinated Beamforming DCS: Dynamic Cell Selection JT: Joint Transmit

小区边缘吞吐率

小区平均吞吐率

(* Simulation assumption: 10MHz, 2扇区 CoMP)

? 平均增益7%

? 小区边缘增益10%

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Page 45

华为LTE小区边界体验保障方案提升小区边缘吞吐率186%
深圳试验网

体验挑战

体验目标

解决方案

186%
eCoordinator
B

Cloud BB

180%
Site 1 Site 2 Site3 Site 4

200 m
500 ft. (w. eCoordinator) aICIC

Comp (w. Cloud BB)

2012年12月在深圳验证“感知无边界”方案
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Page 46

多天线MIMO、BF 提升用户吞吐量
上行多天线接收分集
* 仿真配臵: 10MHz, MRC.
Throughput (Mbps) 上行 2天线接收

体验挑战

体验目标

解决方案

多天线 BF 容量提升30%
?MIMO:多入多出 ?SL BF:单流波束赋形 ?DL BF:双流波束赋形 ?MU BF:多用户波束赋形

7%+

15%+ 35%+

上行 4天线接收 上行 8天线接收 Throughput (Mbps)

7%+ 15%+

48% 52%

小区平均吞吐量

小区边缘用户吞吐量

MIMO

SL BF

DL BF

MU BF

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Page 47

体验挑战

体验目标

解决方案

聚焦体验小结
1. 面向竞争、面向MBB发展,构建面向未来的超宽带、零等待、无边界

的4G LTE体验
2. 把握LTE体验的关键,通过ICIC、CoMP、BF等关键技术打造一致性的

4G LTE体验
3. TDD/FDD优势互补,融合一张网,建设最佳的、具备差异化优势的

4G LTE体验

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Page 48

目录

1 2
3 4

聚焦覆盖

聚焦站点
聚焦体验

聚焦协同

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Page 49

多频段、多制式、融合组网成为趋势
90%标准一致,关键技术增强不区分制式 ? 11年4大关键热点技术(CA、高阶MIMO、 HetNet、CoMP)同时支持FDD/TDD,标准成熟 度一致 ? 推动终端对LTE FDD/TDD特性支持能力一致,支 撑终端“进得来”“出的去” 运营商选择TD-LTE,FDD/TDD网络融合
? 日本软银TD-LTE分流FDD流量,核心网统一 ? 中东Mobily和STC利用TD-LTE建设机会实现全网G/U/L一体 化网络改造 ? CLearWire WiMAX升级TD-LTE,与wholesale合作伙伴 FDD网络业务融合
厂家 高通 海思

多模多频段芯片发布,漫游能力具备
芯片方案 9x00 5模5通道 9x15 6模7通道 Balong710 5模6通道 发布时间 已发布 12Q2 12Q2

标准

芯片

融合
运营商 设备商
国外设备厂家开始加大投入,参与TD-LTE商用网络建设 ? 爱立信、诺西、阿郎参与印度TDL商用验证和沙特STC商 用网络建设
第一阵营 第二阵营 第三阵营

FDD

TDD

由于政策和业务发展原因,中国电信可能TDD+FDD+CDMA+WLAN混合网络,如何组网?
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Page 50

TDD & FDD长期共存,一张网体验
TDD & FDD LTE融合,电信竞争优势最大化
TF长期共存: ?工信部牌照发放极有可能TDD先行,FDD后至,TF融合既成事实 以始为终,新建网络: ?LTE竞争,首战即决战,TF均为新建网络,TF融合具备条件 FDD
融合

TDD

无缝LTE网络:
?充分利用TF两张网协同发展,提供LTE无缝体验,TF融合成为必然 端到端均支持融合: ?从核心网,RAN接入,终端侧均支持融合,TF融合无技术障碍 标准支撑融合: ?TDD与FDD的跨频段跨制式载波聚合正在制定标准,TF融合锦上添花

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Page 51

LTE与WLAN负载分担,盘活WLAN资源
WLAN价值
?蜂窝网的泄压阀 作为移动网络的补充,有效缓解热点流量压力 ?强业务的加速器 为视频等带宽杀手业务提供高速体验

运营商挑战
?为缓解移动业务压力,运营商将WLAN网络定义为第四 张无线接入网,但是与宏网络之间缺少协同能力。 ? WLAN高流量 ≠ 高收入,智能手机终端的普及带来了

?低成本的泛接入
充分利用现有WLAN资源,缓解移动业务压力

高流量但并没有带来高收入
?由于注册操作复杂等原因,AP热装冷用现象严重

WLAN广泛使用

联合业务运营

无缝卸载流量

网络智能均衡

? AP实时动态负荷调查 ? 热点冷用:220万台

? 现有蜂窝网流量计费、

AP,超闲比例达38%

WLAN时长计费:需要统一 资费包

? AP自动发现和推送 ? 用户零干预接入WLAN

? 根据蜂窝网、AP负荷情

况,智能选择网络

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Page 52

CL协同

不影响现网业务,快速安全实现CDMA与LTE站点叠加建设
机房 天馈
800M 天线 4端口天线

2.1G 天线
CDMA LTE

CDMA升级利旧空间有限, CL独立天馈, 保持CDMA稳定与新建LTE网络健壮性!
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Page 53

CL协同

多网协同:支持语音和数据业务的多网无缝互操作
LTE Coverage SVLTE PS Hand over PS Continuity CDMA Coverage

CS Fall Back Voice Continuity

LTE-eHRPD 数据互操作 ? 非优化切换:部署简单,离开LTE网络时,UE

LTE-1x语音互操作 ? SVLTE:终端并发方案,同时驻留1x和LTE网络。 ? CSFB:平时驻留LTE网络,有语音呼叫时回落CDMA网络 ? SRVCC:LTE通过VoIP承载语音,无LTE覆盖时将VOIP切 换到CDMA CS承载;

通过重定向到CDMA网络
? 优化切换:部署S101和S103接口,离开LTE网 络时,可平滑切换到CDMA网络

CL互操作完全依照3GPP与3GPP2标准参标进行操作,异厂家之间不存在任何瓶颈与影响!
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Page 54

TF融合

TDD & FDD统一平台是融合的基础
共建EPC核心网
FDD&TDD
S/PGW eNodeB1

硬件融合

业务融合

运维融合

共建eNB基站
可软件定义的BBU

X2

S1
eNodeB1 MME

FDD&TDD
?

UMPT

UBBP

核心网:共用一套EPC核心网,核心网对T或F完全 不感知。
S1链路&接口:TF共用一条物理和逻辑S1链路,协议 和流程完全一致。 X2链路&接口: TF可共用一条物理和逻辑X2链路, X2流程完全一致,T和F可携带不同信元。 标准协议:TDD和FDD主要是物理层和L2 MAC调度 的差别,对外呈现两个载波。
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TDD & FDD 共主控板,共信道板(软件加载互转)
? ? ? ?

?

支持TDD&FDD共传输,节省传输资源 支持TDD&FDD共用GPS天馈,共享时钟 对外体现同一个逻辑基站,方便运维 节省硬件投资,减少备件储备

?

?

Page 55

TF融合

TDD & FDD融合天馈系统,节省天面资源
TDD & FDD共天线场景
? 无需额外合路器和避免引入插损 ? 独立电调,可独立网络优化

硬件融合

业务融合

运维融合

TDD & FDD共AAU场景

12 模块
传统站点 (S111)
2.1GHz

3 模块
AAU (S111)

6端口天线

Dual-Band Antenna

8端口双频天线
FDD支持2T4R; TDD支持4T4R 支持TDD和FDD系统独 立电调
LTE FDD LTE TDD

天线

RRU

2.6GHz

2.1G Active + 2.6G Active

FDD TDD RRU RRU

天线

RRU

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Page 56

TF融合

TDD&FDD的业务融合全景图
①开机选网 ②空闲态移动 性管理 2600 LTE TDD覆盖区域 ④TDD和FDD间 负载均衡 1800M/2100 LTE FDD覆盖区域

硬件融合

业务融合

运维融合

TDD

③业务态移 动性管理

FDD

CDMA

⑥语音连续性: SRVCC

⑤语音回落: TDD/FDD CSFB到 CDMA 800M CDMA覆盖区域

⑦数据:非优化 切换/优化切换

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Page 57

TF融合

开机灵活选网:支持完备的选网策略
基于PLMN 初始选网
?

硬件融合

业务融合

运维融合

基于PLMN初始选网
?

基于频率优 先级选网

基于SPID用 户级选网
?

适用于国际漫游开机选网;还适 用于Wholesale共享共建场景, 运营商分别放号,独立选网。 首先解决4G/3G的网络优先级问 题 设臵LTE系统内频率优先级,满 足运营策略,譬如TDD做容量吸 收。 可按照运营商的要求,灵活按照 用户级别设臵策略,提供更好的 用户体验。

TDD
TDD Only 终端

TDD/FDD/CDMA 多模终端

基于频率优先级
?

TDD/FDD/CDMA 多模数据卡

?

FDD

FDD Only 终端

TDD/FDD/CDMA 多模终端

TDD/FDD/CDMA 上行大带宽终端
?

基于SPID的用户级选网
?

CDMA

CDMA only 终端

CDMA only 终端

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Page 58

TF融合

TDD & FDD移动性管理融合
空闲态移动
基于信号强度和频率优先级的小区重选
① TDD ③ FDD TDD ② 解决终端的空闲态移动性问题,
① 移动到相邻FDD小 区,同频切换 LTE TDD

硬件融合

业务融合

运维融合

业务态移动
基于覆盖的切换
② 移动到相邻的FDD小 区,异频切换

标准协议缺省支持,由终端自主
完成,网络侧配臵邻区、切换门 限和频率优先级。

③ 移出LTE覆盖区,异 制式切换:
LTE FDD

CDMA

场景①:同频间空闲重选(TDD->TDD)
场景②:异制式间基于覆盖的小区重选(TDD->FDD),相当 于同制式间异频重选 场景③:异制式间基于频率优先级的小区重选(FDD->TDD)
? ?

④ UE移动到LTE覆盖区时 ,业务仍然由CDMA提供。当 业务结束时,通过小区重选驻留到LTE网络.

标准协议默认支持,但C->L的切换终端不支持,只能重选
切换优先级: 同频切换 > 异频切换 > 异制式

对外呈现为一个逻辑站,相当于系统内异频重选
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网络规划根据不同的应用场景制定对应的切换策略
Page 59

TF融合

TDD&FDD基于负载均衡的切换,双网负载均衡
?

硬件融合

业务融合

运维融合

LTE TDD
基于X2接口交互负载信息

适用于多载波话务量快速增加的场景, 由网络侧触发,华为支持多种负荷度量 方式,达到资源最大利用率。

?

LTE FDD
TDD/FDD间负载均衡 (异频切换)

CDMA和LTE之间暂时未实现负载均衡, 只能通过重定向和小区重选进行均衡

?

网络规划时重点考虑基于承载目标业务 设定合适的负载差门限。

TDD\FDD负载均衡,相当于一网多频段均衡分配业务承载
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Page 60

TF融合

SingleOSS:提升运维效率,节省运维人力成本
一张网络 一个OSS网管系统

硬件融合

业务融合

运维融合

一个运维团队

TDD

SingleOSS (M2000/PRS/TranSight …)

跨制式

跨网元

C/L FDD
宏站 微站

无线

传输

核心网

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Page 61

TF融合

SingleSON: 跨制式协同,提升网络效率和性能
?

硬件融合

业务融合

运维融合

自配臵

ANR: 节省 90%人工邻区配臵工作量 PCI冲突检测和自配臵:简化LTE空口参数配臵
?

自优化

MRO: 提升网络切换成功率 最小化路测(MDT):实现全网、实时“体 检”
?

故障自愈

提升网络运维效率和网络性能
TA 邻区关系 RF参数 基站发射功率参数配臵,天 线下倾角,方向角 方向角相互继承,下倾角和 功率配臵部分继承 PCI

CODC: 主动检测系统故障,并自动恢复,提 升系统KPI
部分继承 全部继承 无法继承

ZC根序列

网元编号

时隙和特殊子帧

说明

LTE跟踪区

LTE小区相邻关系
共站址建设,相互继 承

LTE小区标识
相互继承 相互继承 相互继承

TDD特有参数
不继承,单独配臵

T&F继承策 相互继承 略

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Page 62

WL分担

ANDSF智能选网实现四网协同
解决方案
WLAN
终端位置上报 W LAN发现和选择策略下发

ANDSF

Switch/ Router
WLAN
多连接管理器

WLAN AP

AC
MME

CTNET

WLAN

eNB
2G/3G

S/PGW

热点自发现
?在手机关闭WLAN的前提下,网 络侧自动发现AP推送给手机打开 WLAN

用户零干预
?手机何时切换,用户无需设臵; 接入AP时无需输入用户名和密码

负荷自学习
?手机上显示当前位臵可用AP的分 布地图,并显示实时负荷忙闲状 态

客户收益 ? 通过部署ANDSF简化用户操作,自动发现热点并接入,提升WLAN网络利用率。

? 均衡WLAN网络与LTE负荷,实现四网协同,良性发展

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Page 63

聚焦协同小结:
?CL建网协同:CL独立天馈,共享站点资源保持CDMA稳定与LTE健壮性
?CL互操作:完全依照3GPP、3GPP2标准执行,数据初期建议非优化切换,语音初
期建议SVLTE

?LTE多频段双制式融合是业界发展的趋势 ?LTE共硬件是融合基础:共EPC、共主控板、共信道板硬件(不同软件支持) ?LTE特性融合确保一张网体验:协同主流策略、多种切花技术、TF负载均衡 ?LTE运维融合提升运维效率:共网管、TF自部署、TF自规划、TF自优化

?LTE与WLAN负荷分担:热点自发现、用户零干预、负荷自学习

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Page 64

总结:

如何在中国LTE争夺战中占得先机,树立品牌? 如何为4G建网,提前进行能力储备?
战略
扩大建网城市规模、与移动竞争可比 CL叠加减少C网改造,保持LTE网络健壮性 多频段双制式LTE网络融合,对外呈现一张网络 聚焦覆盖:高性能、多场景、立体覆盖 聚焦站点:低成本、快建网、易获站点 聚焦体验:高速率、低时延、连续体验 聚焦协同:多频段、多制式、组网协同

措施

首战即决战、人有我有、快速建设具有竞争力的LTE网络
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Thank you
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从目标网角度看,电信如何构筑无线网络长期竞争力
密集城区
数据 语音

普通城区

郊区及农村
优势:U900良好的覆盖+FDD 1800 最优的产业链 劣势:无低频LTE网络

联通

FDD 1800 FDD1800、U2100 U900 G900/G1800 TDD2600 FDD 1800 TDS 1900+TDL 1900 G900

G900/U900

移动

数据 语音

优势:容量(TDD 频谱资源) 劣势:TDD产业链+无低频LTE网络

电信

数据

语音

FDD 2100(高段) FDD 2100(低段) FDD 800+C800 C800

FDD 450

LTE 800的最优覆盖+FDD 2100的 容量与相对产业链优势比拼综合 竞争力(影响变量:FDD1800与 2100高段的分配)

电信目标网竞争力制高点:以低频LTE保持最优覆盖,2.1G相对产业链优势比拼综合竞争力
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从目标网角度看,电信如何构筑无线网络长期竞争力
密集城区
数据 语音

普通城区

郊区及农村
优势:U900良好的覆盖+FDD 1800 最优的产业链 劣势:容量(频谱资源)可能受限

联通

FDD 1800 FDD1800、U2100 U900 G1800/U900 TDD2600 FDD 1800 TDL 1900+TDS 1900 G900

G900/U900

移动

数据 语音

优势:容量(TDD 频谱资源) 劣势:TDD产业链+无低频LTE网络

电信

数据

TDD2600

语音

FDD 2100 FDD 800+C800 C800

FDD 450

LTE 800的最优覆盖+FDD 2100的 相对产业链优势+TDD 2600的容 量优势=电信综合竞争力领先

电信目标网竞争力制高点:以800M打造LTE最优覆盖,以F+T协同打造最优体验
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第十二部分 中国联通FDD-LTE技 术和规划设计及4G网络演进
——FDD-LTE Technology and 4G Network Evolution

1

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

? 移动网络演进技术特点 ? FDD-LTE技术介绍 ? 4G网络演进技术对现网的影响

2

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

3GPP-LTE概述
LTE (both radio and core network evolution) is now on the market. Release 8 was frozen in December 2008 and this has been the basis for the first wave of LTE equipment. LTE specifications are very stable, with the added benefit of small enhancements being introduced in Release 9, a Release that will be functionally frozen in December 2009.

LTE的演进包括无线网络和核心网络

3

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

3GPP-LTE概述
Motivation for 3GPP Release 8 - The LTE Release Need to ensure the continuity of competitiveness of the 3G system for the future User demand for higher data rates and quality of service Packet Switch optimised system Continued demand for cost reduction (CAPEX and OPEX) Low complexity Avoid unnecessary fragmentation of technologies for paired and unpaired band operation
速率变更高 质量变更好 成本变更低 网络变更简
4 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

3GPP-LTE关键特性
LTE Release 8 Key Features High spectral efficiency — OFDM in Downlink, Robust against multipath interference & High affinity to advanced techniques such as Frequency domain channel-dependent scheduling & MIMO — DFTS-OFDM (“Single-Carrier FDMA”) in Uplink, Low PAPR, User orthogonality in frequency domain — Multi-antenna application Very low latency — Short setup time & Short transfer delay — Short HO latency and interruption time; Short TTI, RRC procedure, Simple RRC states Support of variable bandwidth — 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz
5 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

3GPP-LTE关键特性
Simple protocol architecture (协议结构) — Shared channel based — PS mode only with VoIP capability Simple Architecture (网络结构) — eNodeB as the only E-UTRAN node — Smaller number of RAN interfaces, eNodeB MME/SAE-Gateway (S1), eNodeB -eNodeB (X2) Compatibility and inter-working with earlier 3GPP Releases Inter-working with other systems, e.g. cdma2000 FDD and TDD within a single radio access technology Efficient Multicast/Broadcast — Single frequency network by OFDM Support of Self-Organising Network (SON) operation
第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

6

3GPP-LTE关键参数
LTE Release 8 Major Parameters

7

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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3GPP-LTE用户终端类型
LTE-Release 8 User Equipment Categories

8

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE-3GPP技术规范
LTE Release 8 Specifications LTE is specified in 36 series technical specifications The latest version of the LTE Release 8 specifications (September 2009 version) can be found in On-line in the 36 series

9

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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3GPP移动网络演进
HSPA演进-峰值速率

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

3GPP移动网络演进
HSPA和LTE演进畅想-聚合

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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3GPP移动网络演进

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

3GPP移动网络演进

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

? 移动网络演进技术特点 ? FDD-LTE技术介绍 ? 4G网络演进技术对现网的影响

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

系统架构演进SAE
系统架构演进(又名SAE,System Architecture Evolution)是3GPP对于LTE无线通信标准的核心网络架 构的升级计划。SAE是基于GPRS核心网络的演进,但也有 一些不同: ?简化架构 ?全IP网络(AIPN) ?支持更高的吞吐量和更低的延迟无线接入网络(RANS) ?多个异构接入网络,包括E-UTRA(LTE和LTE先进的空 中接口),3GPP遗留系统(例如,GPRS和UMTS空中 接口的GERAN或UTRAN),但也支持与非3GPP系统之 间的数据流动(例如WiMAX或CDMA2000)

15

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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系统架构演进SAE
SAE体系结构
? SAE是一个基于全IP网络的平坦架构,以支持系统的控制平面和用户平面

以数据包的形式流量。

? SAE体系结构的主要组成部分是核心分组网演进(EPC,Evolved

Packet Core ),也被称为SAE核心。 EPC作用与GPRS网络相似,通过移动性管理 组件(MME),服务网关(SGW)和PDN网关(PDN Gateway)子组 件实现

16

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

自组织网络SON
自组织网络(Self-Organizing Network,简称SON)可 以显著改善网络性能和用户体验,是LTE的组成部分之一, 包含在3GPP标准Release8、 Release9和 Release10中 现在的移动网络越来越复杂,网元越来越多,其中涉及到 大量的手工规划、配置、执行、管理等工作,运营商将为 此付出大量成本支出 LTE的演进对于网络的自组织能力提出了非常清晰的要求, 以便大幅降低网络持续运营和持续发展的OPEX 而网络的自我优化、自我配置和自我治愈的能力可以提高 网络运行性能和体验质量(QOE)

17

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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自组织网络SON
SON的结构

18

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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自组织网络SON
SON在Release8、9、10中描述的特性:
? ? ? ?

?
? ? ? ? ? ?

Base station Self-configuration Automatic Neighbor Relation(ANR) Tracking Area Planning PCI Planning(Physical Cell ID) Load Balancing Handover Optimization RACH Optimization Inter Cell interference Coordination(ICIC) Energy Saving Coverage and Capacity Optimization Cell Outage Detection and Compensation (断站)
第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

19

LTE体系结构概述

LTE体系结构可以借助SAE体系结构来做详细描述。在SAE体 系结构中,RNC部分功能、GGSN、SGSN 节点将被融合为一 个新的节点, 即分组核心网演进EPC部分。这个新节点具有 GGSN、SGSN 节点和RNC 的部分功能,如下图所示由MME和 SAE gateway两实体来分别完成EPC的控制面和用户面功能。
20 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE体系结构概述
GERAN

UTRAN

SGSN
S3

HSS
S6a

S1MME

MME
S11 S4 S7 S10

PCRF
Rx+

LTE-Uu
UE



E-UTRAN
S1-U

Serving Gateway

S5

PDN Gateway

SGi

Operator 's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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LTE体系结构
? MME功能
? ? ? ? ? ?

NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令 空闲模式下UE跟踪和可达性 漫游 鉴权 承载管理功能(包括专用承载的建立)

? Serving GW
? 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 ? E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持

在新的LTE框架中,原先的Iu, 将被新的接口S1替换。Iub和 Iur将被X2 替换
22 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE体系结构
MME功能 ? NAS信令以及安全性功能 ? 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令 ? 空闲模式下UE跟踪和可达性 ? 漫游 ? 鉴权 ? 承载管理功能(包括专用承载的建立) Serving GW ? 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 ? E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持

在新的LTE框架中,原先的Iu, 将被新的接口S1替换。Iub和 Iur将被X2 替换
23 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE体系结构
LTE相关的节点接口 S1-MME
?

E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点 E-UTRAN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换(切换过程中) eNodeB之间的接口,类似于现有3GPP的Iur接口 无线接口,类似于现有3GPP的Uu接口

S1-U
?

?

X2
?

LTE-Uu
?

24

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE体系结构
在LTE系统架构中,RAN将演进成E-UTRAN, 且只有一 个结点:eNodeB。
MME/S-GW MME/S-GW

EPC EPS

S1

X2
eNodeB

E-UTRAN
X2
eNodeB

X2
eNodeB

25

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LTE体系结构
E-UTRAN和EPC之间的功能划分图,可以从LTE在S1接口 的协议栈结构图来描述,如下图所示黄色框内为逻辑节点, 白色框内为控制面功能实体,蓝色框内为无线协议层。
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. Radio Admission Control eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC RLC MAC S1 PHY SAE Gateway Mobility Anchoring PDCP MME NAS Security Idle State Mobility Handling SAE Bearer Control

internet

E-UTRAN

EPC

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第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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LTE网络架构
eNodeB功能 ?无线资源管理 ?无线承载控制 ?无线接入控制 ?无线资源分配 ?移动性管理 ?IP头压缩和数据加密 ?为UE选择MME ?将用户面数据路由至 S-SW ?调度和发送寻呼消息 ?调度和发送广播消息 ?测量控制和测量报告
27 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE网络架构
eNodeB功能
eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和 大部分的RNC功能,包括物理层功能(HARQ等), MAC,RRC,调度,无线接入控制,移动性管理等 等。

Node B

RNC

eNodeB

28

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LTE无线协议架构
?物理层 ?无线接入 ?功率控制 ?MIMO操作 ?MAC子层 ?调度 ?HARQ ?优先级处理 ?包复用/解复用 ?RLC子层 ?PDU传输 ?ARQ ?包组合/分拆 ?PDCP子层 ?头压缩 ?加密
29 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE无线协议架构
?RRC层 ?广播 ?寻呼 ?链路管理 ?无线承载控制 ?移动性 ?UE测量上报和控制 ?NAS层 ?认证、鉴权 ?安全控制 ?空闲态下的移动性 ?空闲态下的寻呼 ?优先级处理 ?包复用/解复用调度 ?PDCP子层 ?完整性保护 ?加密
30 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

S1接口
S1接口定义为E-UTRAN和 EPC之间的接口。 S1接口包括两部分:
? ?

?
?

控制面的S1-C接口。 用户面的S1-U接口。 S1-C接口定义为eNB和MME 功能之间的接口; S1-U定义为eNB和SAE网关 之间的接口。

EPC和eNBs之间的关系是多 到多,即S1接口实现多个 EPC网元和多个eNB 网元之 间接口功能。
31 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

S1接口功能
SAE承载业务管理功能,例如建立和释放 UE在LTE_ACTIVE状态下的移动性功能,例如 Intra-LTE切换和Inter-3GPP-RAT切换。 S1寻呼功能 NAS信令传输功能 S1接口管理功能,例如错误指示等 网络共享功能 漫游和区域限制支持功能 NAS节点选择功能 初始上下文建立功能
32 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

X2接口
X2接口定义为各个eNB之间的接 口。 X2接口包含X2-C和X2-U两部分。 X2-C是各个eNB之间控制面间接 口,X2-U是各个eNB之间用户面 之间的接口。 S1接口和X2接口类似的地方是: S1-U和X2-U使用同样的用户面协 议,以便于eNB在数据前向时, 减少协议处理。
33 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

X2-C接口功能
X2-C接口支持以下功能:
?
? ? ?

?
?

移动性功能,支持UE在各个eNB之间的移动性,例如切换 信令和用户面隧道控制。 多小区RRM功能,支持多小区的无线资源管理,例如测量 报告。 通常的X2接口管理和错误处理功能。 X2-U接口支持终端用户分组在各个eNB之间的隧道功能。 隧道协议支持以下功能: 在分组归属的目的节点处SAE接入承载指示 减小分组由于移动性引起的丢失的方法

34

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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LTE无线协议架构

35

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2011/11/22

LTE的RRC状态
LTE中RRC子层功能与原有UTRAN系统中的RRC功能 相同,包括有系统信息广播、寻呼、建立释放维护 RRC连接等。RRC的状态设计为RRC_IDLE和 RRC_CONNECTED两类。
RRC_IDLE状态
? ? ? ? ? ?

NAS配置UE指定的DRX; 系统信息广播; 寻呼; 小区重选移动性; UE将分配一个标识来独立的在一个跟踪区中唯一识别该UE; eNB中没有存储RRC上下文
第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

36

LTE的RRC状态
RRC_CONNECTED状态
?UE建立一个E-UTRAN-RRC连接;

?E-UTRAN中存在UE的上下文;
?E-UTRAN知道UE归属的小区;

?网络可以与UE之间进行数据收发; ?网络控制移动性过程,例如切换; ?邻区测量; ?在PDCP/RLC/MAC级:

?UE可以与网络之间收发数据;

?UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经

被分配给UE; ?UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB; ?eNB控制实现按照UE的激活级别来配置DRX/DTX周期,以便 于UE省电和有效利用资源。
37 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

E-UTRAN和UTRAN切换时RRC状态间关系
LTE的RRC状态与现有3GPP Release 6结构中RRC状态在切 换时的关系如下图所示。LTE支持与现有UTRAN的各状态 间的迁移
UTRAN E-UTRAN

CELL_DCH

1.

RRC_CONNECTED

CELL_FACH

RRC_IDLE
2.
UTRAN RRC Connected Configuration Stored

CELL/URA_PCH
LTE MM Idle Configuration Stored

3.

IDLE
LTE MM Idle Configuration Stored UMTS MM Configuration Stored

4.

38

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LTE的NAS状态
LTE的状态类型从NAS 协议状态来看有以下三类:
? LTE_DETACHED状态,该状态下没有RRC实体存在。

? LTE_IDLE状态,该状态下RRC处于RRC-IDLE状态,一些信息已经

存储在UE和网络(IP地址、安全关联的密钥等、UE能力信息、无 线承载等)。 ? LTE_ACTIVE状态,该状态下RRC处于RRC_CONNECTED状态。
Power-Up
Inactivity - Release C-RNTI - Allocate DRX for PCH Perform “Registration” - Allocate C-RNTI, TA-ID, IP addr - Perform Authentication - Establish security relation

LTE_IDLE
RRC: RRC_IDLE Context in network: - Includes information to enable fast transition to LTE_ACTIVE (e.g. security key information) Allocated UE-Id(s): - IMSI - ID unique in Tracking Area (TA-ID) - 1 or more IP addresses UE position: - Known by network at Tracking Area (TA) level Mobility: - Cell reselection DL activity: - UE is configured with DRX period

LTE_ACTIVE
RRC: RRC_CONNECTED RRC Context in network: - Includes all information necessary for communication Allocated UE-Id(s): - IMSI - ID unique in Tracking Area (TA-ID) - ID unique in cell (C-RNTI) - 1 or more IP addresses UE position: - Known by network at cell level Mobility: - Handover DL/UL activity: - UE may be configured with DRX/DTX periods

LTE_DETACHED
RRC: NULL RRC Context in network: - Does not exist

Allocated UE-Id(s): - IMSI

UE position: - Not known by network Mobility - PLMN/Cell selection DL/UL activity: - None

New traffic - Allocate C-RNTI

Change of PLMN/deregistration - Deallocate C-RNTI, TA-ID, IP address

Timeout of periodic TA-update - Deallocate TA-ID, IP address

39

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

信道类型和映射关系
LTE的信道类型和映射关系从传输信道的设计方面来看,LTE的信道 数量将比WCDMA系统有所减少。最大的变化是将取消专用信道, 在上行和下行都采用共享信道(SCH)。 LTE的逻辑信道可以分为控制信道和业务信道两类来描述,控制信道 包括有广播控制信道BCCH、寻呼控制信道PCCH、公共控制信道 CCCH、多播控制信道MCCH和专用控制信道DCCH几类;业务信道 分为专用业务信道DTCH和多播业务信道MTCH两类。 LTE的传输信道按照上下行区分,下行传输信道有寻呼信道PCH、广 播信道BCH、多播信道MCH和下行链路共享信道DL-SCH,上行传 输信道有随机接入信道RACH和上行链路共享信道UL-SCH。

LTE的物理信道按照上下行区分,下行物理信道有公共控制物理信道 CCPCH、物理数据共享信道PDSCH和物理数据控制信道PDCCH, 上行物理信道有物理随机接入信道PRACH、物理上行控制信道 PUCCH、物理上行共享信道PUSCH。
40 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

下行物理信道

41

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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上行物理信道

42

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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LTE关键技术
aGW

Data Streaming

MIMO Chann el

网络架构:全IP扁平结构
System Bandwidth Sub-carriers

MIMO

Sub-frame

Frequency

Time frequency resource for User 1 Time frequency resource for User 2

Time

Time frequency resource for User 3

DL OFDMA 173M

System Bandwidth Single Carrier Sub-frame

Frequency

Time frequency resource for User 1 Time frequency resource for User 2

Time

Time frequency resource for User 3

UL SC-FDMA 84M
第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

可变带宽
2011/11/22

0

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OFDM系统的频谱利用率高
下图给出了单载波和正交多载波系统的频谱示意图,由于OFDM系统 中只预留少部分保护子载波,不象传统的多载波系统那样需要较大的保 护频带,因而频谱利用率有一定程度的提高 OFDM系统中各个子载波之间是彼此重叠、相互正交的,从而极大提 高了频谱利用率

44

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

Scalable OFDMA
不同带宽的系统所采用的FFT点数是不一样的,称之为Scalable OFDMA,如 1.25M带宽采用128点,5M带宽采用512点等 采用Scalable OFDMA,在系统应用环境相同时,不同带宽系统的符号周期 是相同的,子载波间隔也是相同的,因而它们对于频率选择性衰落和多普勒 频移的忍受能力也是一样的 如果Scalable OFDMA系统中采用相同的CP长度,如1/4,那么带宽不同时 对于多径时延的抵抗能力是相同的

Re-farming 2G

Backward UMTS

Extension bands

45

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

MIMO技术

46

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

? 移动网络演进技术特点 ? FDD-LTE技术介绍 ? 4G网络演进技术对现网的影响

47

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE网络发展的挑战
LTE发展所面临的问题

何时引入LTE?
如何规划部署LTE? LTE的频谱规划问题? LTE终端问题? LTE对于语言业务的支持问题?
48 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE覆盖部署策略
业务热点区域LTE覆盖
组网场景
?热区热点覆盖 ?不连续/局部连续组网 ?小区半径小,大量使用微

蜂窝基站和小功率基站

业务提供
?解决热点区域的高密度业

务需求
?LTE业务非连续,依赖

2G/3G补充
49 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE覆盖部署策略
城区LTE连续覆盖
组网场景
?类似3G初期部署思路 ?城区连续覆盖 ?城区和3G/2G重叠覆盖,

共站址

业务提供
?解决城区业务需求 ?城区内LTE业务连续

50

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE覆盖部署策略
LTE实现全覆盖
组网场景
CN

?类似2G初期部署思路 ?全部地区连续覆盖 ?和3G/2G重叠覆盖,共站



业务提供
?LTE业务体验全网一致

51

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

3G成熟运营商的LTE部署策略
3G 广覆盖
3G Node B

LTE覆盖小区

背景 ? 良好的HSPA覆盖,计划升级到HSPA+。 ? 数据业务开展较好,网络瓶颈不明显。 特点: ? 3G网络完成宏覆盖, ? LTE实现热点地区覆盖(家庭,办公室,热点等) ? 以微蜂窝和小功率小区为主,频点优选2.6GHz。
52 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

3G成熟运营商的LTE部署策略
优点
?支持高密度分组业务。 ?充分利用现有网络资源。 ?减少初期投入,业务驱动下扩容。

挑战
?大量小基站出现,带来多方面的挑战,

包括站址,传输,工程安装,运维等。

类似中国联通这样的运营商
53 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE-A概述

ITU在2008年提出IMT-Advanced系统性能需求 3GPP 2008年启动LTE-Advanced研究 3GPP R9阶段主要完成LTE-Advanced自评估 3GPP R10阶段开始LTE-Advanced标准化
54 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE-A与LTE的比较

55

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE-A的系统要求
峰值速率(Peak data rate)
?在70MHz带宽和4×4MIMO方式下,可达到1Gbps

频谱效率峰值(Peak spectrum efficiency)
?DL:R8阶段已经满足IMT-Advanced的要求 ?UL:在R8的基础上提升1倍,以满足IMT-Advanced的要求

*:1Gbps在低速移动状态
56 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE-A的系统要求
容量和小区边缘用户吞吐率
?LTE-A在R8的基础上提升了1.4至1.6倍

57

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE部署面临的困难
CN

目前终端芯片尚不成熟 终端的规模商用将会到 2011年;

现有3G网络的投资保护; 虽然在设备上可以做一定 重用,但网络规划部署等 软性投入依然很大;

BSC

RNC

EPC

eN od eB

eN od eB

LTE对大带宽、IP化传 输的网络建设需要时间

LTE对语音的支持尚不成熟 各种语音解决方案有待于进 一步评估和验证

LTE

58

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

2011/11/22

LTE与HSPA+的比较
硬件成本:基于共平台的理念,硬件成本差异不大; 设备 成本
软件成本:从W演进到HSPA+属于同一技术的演进,是在对某些 特性的增强;而从W演进到LTE属于两种不同的通信技术,后者软 件成本较高;
站点:移动通信系统的建设趋向于共站址等解决方案,但LTE覆盖 比WCDMA差,因此完全共站将会存在覆盖空洞,需要覆盖补充。 建设 成本

天馈系统:对于共站址,由于HSPA+和LTE都会采用MIMO 技术,可以认为天线改造的成本相当;但对于LTE由于要弥 补覆盖而增加站点需要新增天馈;

传输:LTE对传输的要求更高,包括基站之间的传输;
59 第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进 2011/11/22

LTE与HSPA+的比较
LTE中SON功能尚在发展,R8仅实现了一些最简单的功能, 对于网络的规划、优化等在现阶段仍然主要依赖人力,需要 人力和技术储备时间;
从WCDMA往HSPA+演进,遵循同一套体系的完全意义上的平滑 演进

维护 成本

60

第十二部分 FDD-LTE技术和规划及4G演 进

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