5G

LTE FDD外场性能研究

作者:电子信息产业网来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2014-09-23 09:00我要评论

爱立信(中国)通信有限公司

LTE产品专家 堵久辉

2013年12月4日,国内开启了4G即LTE正式商用的大门。在技术层面上,我们是否可以期望其他国家和地区的全球领先运营商在LTE网络部署及在商用性能方面的经验和结论能够简单地照搬到中国?答案是否定的。由于部署频段、供货厂商、采购设备、站址条件、应用场景及业务等差异将导致LTE网络性能和用户体验不尽相同,因此,在中国大陆的实际部署条件下进行LTE性能研究是十分必要和非常重要的。

爱立信提出应用覆盖概念

3G向4G演进的背后驱动力是移动设备新服务的创新和发展,并通过可用于移动通信系统的技术进步来实现。从通信技术本身来看,LTE相对3G标准是革命性的。为支持以数据交换类型为核心的新业务,特别是互联网产业带动的IP业务,LTE无线接口的主要底层设计参数有:数据速率、延迟、容量、频谱效率等。为获得峰值速率所需要达到的信道条件,可由香农公式推导出。

以LTE FDD下行链路为例,20MHz系统带宽下的物理层理论峰值速率为150Mbps。将这两个数据代入香农公式可以得到信噪比需求至少为(27.5-1)/7.5 = 24dB。但从3GPP协议角度来看,这种计算并不严谨。为获得Rel-8标准的理论峰值速率,协议规定需要选择传输块大小TB size为75376比特,对应的MCS需要达到28。这里的SINR由基站根据UE的信道质量信息CQI反馈计算得到,并且多高SINR才能影射到MCS28并实现峰值速率传输还与系统厂商实现算法和终端解调能力有关。实际网络中,通常需要30dB左右的信噪比才能获得理论峰值速率。

上述速率为物理层传输速率,而实际应用通常考虑PDCP层速率,假定误块率BLER为10%%,可简单折算PDCP层速率为物理层传输速率的90%%。对网络运营商而言,用户体验尤为重要,是激烈市场竞争中吸引新老用户、树立品牌和口碑的根基。因此,爱立信结合全球商用经验提出了应用覆盖的概念。智能手机及相关应用已经成为移动通信的主流,因此如何保障终端用户获得主流应用的良好体验成为网络运营商差异性的重要体现,同时分组交流类业务的接通率、掉线率等传统网络关键性能指标KPI也不再像电路交换类业务那么敏感。通常,商用网络测试表明:90%%点的连续覆盖速率约为50%%点的平均覆盖速率的1/3。

测试爱立信LTE产品稳定

部署频段、供货厂商、采购设备、站址条件、应用场景及业务等差异将导致各运营商的LTE网络性能和用户体验不尽相同。为此,我们选择了中国南方某省的一个LTE FDD建设示范区域进行测试。

测试使用了两类终端,分别为Quanta D2(CAT3)和HISI E5375(CAT4)。测试软件使用CDS7.1版本。对于上下行速率测试采用单UE在网络中分开进行上下行测试的方法,其中下行使用FTP业务,上行使用UDP业务。

测试结果为采用CAT3和CAT4两类终端获得各性能指标累积分布函数CDF中50%%点即统计平均的数值。

实际商用网络中,由于多用户联合调度以及小区间一定程度干扰等因素的存在,通常平均速率为理论峰值速率的1/3左右。

除了以上提到的深度优化等专业通信网络服务外,还有一些通用方法可改善应用覆盖以进一步提升更优异的用户体验:

· 应用更多系统带宽以及载波聚合,韩国、日本等国家尤为突出。韩国三大运营商均已完成了双载波以及10+10MHz载波聚合商用,最新获得的第三个频点也将尽快应用,甚至个别运营商在未来5年内规划到了第7个频点。

· 采用更先进功能以提高频谱效率如多天线技术应用与增强、上行多点联合调度COMP等,其主要目的是解决相对较高网络负荷下的小区间干扰问题,通过联合调度将邻小区较强干扰信号转变为有用信号以重点改善小区边界的终端用户体验。

·除频谱和软件功能外,缩短终端与网络天线端口的距离也是行之有效的异构组网发展方向,具体来讲,如在话务量密集区域引入小基站并与所属宏基站进行良好协调。

为衡量爱立信LTE产品性能及业界水平,我们与某国内领先设备商的产品性能进行外场对比测试。测试片区情况为:站间距约为600米,73个站中绝大多数为2T4R产品。测试结果显示:在覆盖差情况下两产品性能接近,良好覆盖情况下爱立信产品稳定而友商性能较差且波动严重。理论上讲,2T4R产品比2T2R产品多一倍的接收通道,可获得3dB左右的接收分集增益,爱立信的上行链路具有至少3dB的性能优势。

这3dB优势是一个综合结果,受益于爱立信在硬件设计时采用了高于3GPP标准及竞争对手的设计目标值,选用了性能更好的器件、更稳健而高效的调度算法、更为专业的网络规划优化服务以及更为充分的端到端性能验证等,这一优势可以为运营商在CAPEX和OPEX节省大量投入。

通过国内某运营商预商用网络测试结果与全球领先运营商的商用性能进行的横向对比,爱立信展示了LTE产品性能优势。爱立信认为网络性能和用户体验是体现运营商差异化的重要指标。


责任编辑:电子信息产业网
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