LTE链路预算探究和研究

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1、LTE链路预算探究和研究【摘要】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。【关键词】LTE链路预算传播模型覆盖半径中图分类号：TN915.65文献标识码：A文章编号：1006-1010（2013）-08-0045-061前言LTE（LongTermEvolution,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20M

2、Hz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作为新一代网络技术，为运营商带来了网络规划和设计的新问题，其中最基本的考量是基于网络建设需求的网络覆盖效果及建设成本。链路预算可以初步预测网络的覆盖范围，进而评估无线网络的覆盖性能；同时，链路预算的结果直接影响网络建设成本。因此，链路预算和覆盖评估是网络规划初期的重要步骤。本文对LTE网络链路预算的方法

3、及影响因素进行研究，分析LTE无线网络的覆盖能力，为LTE无线网络的规划提供了参考。2LTE链路预算方式链路预算首先是根据覆盖目标，估算手持终端和基站天线之间的最大允许链路损耗（MAPL,MaxAttenuationPathLoss）；然后利用MAPL通过合适的传播模型（如Cost-Hata、Okumura-Hata等），计算最大的小区半径；最后通过小区半径可以得到覆盖目标区域所需要的最少基站数目，从而指导无线网络的覆盖规划。覆盖规划流程如图1所示：LTE链路预算分为上行和下行链路预算，两者在计算原理上相同。基于设定的上下行边缘速率，在一定的链路预算参数输入

4、下分别计算出上下行的覆盖半径，通过比较即可得到受限的覆盖半径。相较3G网络，LTE网络空中接口有基带协议相似性近90%的TDD和FDD两种双工方式，采用了正交频分复用（OFDM）、多输入多输出（MIM0）、高阶调制技术、链路自适应技术（AMC）、混合自动重传（HARQ）等先进的无线链路技术，并可应用调度算法、小区间干扰消除技术（ICIC）等无线资源管理算法优化空口资源的配置方式及消除干扰。上述技术在提升LTE无线网络性能的同时，为LTE空口的链路预算增加了新的复杂性。计算LTE链路预算的主要公式如下：MAPL二发射端EIRP-最小接收信号电平+其他增益-其他

5、损耗-其他余量（1）2.1发射端参数（发射端EIRP）发射端EIRP是指天线口有效全向辐射功率，公式如下:EIRP二发射端最大发射功率+发射天线增益-接头及馈线损耗-人体损耗（2）（1）发射端最大发射功率：LTE下行的基站发射功率与信道传输带宽成正比，上行的终端总发射功率与使用的UECategory相关，目前一般使用Category3。下行方向，发射功率一般均分在系统带宽的各个RB（ResourceBlock,资源块）上，再根据用户对频率资源的占用状况计算用户的最大发射功率；上行方向，终端功率一般是完全分配给用户使用。如表1所示：（2）发射天线增益：下行基站

6、天线增益一般取18dBi或15dBi,上行UE天线增益假设为OdEi。（3）接头及馈线损耗：主要包括馈线损耗及接头、合路器、塔放等插入损耗。（4）人体损耗：LTE目前主要是数据业务，不考虑人体损耗，取OdB。2.2接收端参数(最小接收信号电平)噪声系数(NF)由硬件集成设计决定，不同厂家的设备有区别，但差异较小。一般情况下，基站的噪声系数取2〜3dB,终端的噪声系数取7dB。上述的解调门限(SINR)指在给定条件下接收机能正确解调信号的最低信干比需求，是影响接收机灵敏度的关键参数。解调门限与分配的RB数、调制编码方式(MCS,ModulationandCod

7、ingScheme)、无线环境(多径环境、移动速度)、目标数据速率和服务质量(QoS)、天线MIM0方式、误块率(BLER,BlockErrorRatio).最大允许的HARQ重传次数、调度算法、干扰抑制合并(IRC,InterferenceRejectionCombining)技术等因素相关，由链路仿真或夕卜场测试得出。其中，主要的影响因素如下：(1)分配的RB数及MCS等级：在设定的边缘速率下，边缘区域每用户分配的RB数越多，每RB需承载的数据量越小，链路可以允许更低的MCS等级及解调门限，从而扩大网络覆盖范围；但同时，边缘用户的频谱效率更低，在有限的频

8、谱资源下，无线网络总体吞吐量下降。此外，同样假定条件