內容簡介
《LTE融閤發展之道——TD-LTE與LTE FDD融閤組網規劃與設計》基於作者對協議、規範的理解,結閤LTE係列研究的相應成果,係統梳理瞭LTE融閤發展過程中的標準、策略、政策、方法等,對LTE的融閤組網、規劃與設計進行瞭全麵、係統的闡述。
《LTE融閤發展之道——TD-LTE與LTE FDD融閤組網規劃與設計》適閤從事LTE技術研究、網絡規劃設計、運行維護、測試驗證的工程技術人員閱讀,也可作為高等院校相關專業師生的參考教材。
作者簡介
藍俊鋒 高級工程師,國傢注冊谘詢工程師,PMP,長期從事移動通信網絡規劃、設計和優化工作,對GSM、TD―SCDMA、WCDMA、cdma2000、LTE綫網絡有深入的研究和豐富的項目實施經驗,負責的項目曾獲國傢級奬項1項、部級奬項8項、省通管局奬項十幾項,2012年獲得中國通信企業協會“綫網絡維護先進個人”榮譽稱號。
內頁插圖
目錄
第1章 概述 1
1.1 移動通信發展簡史 1
1.1.1 第一代移動通信係統 1
1.1.2 第二代移動通信係統 1
1.1.3 第三代移動通信係統 2
1.1.4 第四代移動通信係統 3
1.1.5 第五代移動通信的研究和推進工作 5
1.2 LTE標準及其演進 6
1.3 LTE頻譜規劃 7
1.3.1 世界無綫電通信大會規劃的移動通信頻譜 7
1.3.2 3GPP確定的LTE頻段 8
1.3.3 我國移動通信頻譜 10
1.4 産業發展進程 12
第2章 LTE關鍵技術 15
2.1 多址接入 15
2.1.1 OFDMA 15
2.1.2 SC-FDMA 17
2.2 MIMO與智能天綫 18
2.2.1 智能天綫 18
2.2.2 波束賦形 19
2.2.3 MIMO 20
2.2.4 傳輸模式 23
2.3 高階調製 24
2.4 HARQ 25
2.5 乾擾抑製技術 27
2.5.1 頻率復用 28
2.5.2 乾擾協調 29
2.5.3 乾擾隨機化 30
2.5.4 乾擾消除 31
2.6 語音解決方案 31
2.7 SON 35
第3章 LTE原理 40
3.1 LTE係統架構 40
3.1.1 LTE係統網絡架構 40
3.1.2 E-UTRAN與EPC的功能劃分 41
3.2 LTE係統標準體係 42
3.3 LTE協議棧 46
3.3.1 整體協議棧 46
3.3.2 無綫接口協議棧 47
3.3.3 其他接口協議棧 48
3.4 幀結構 49
3.4.1 LTE幀結構 49
3.4.2 TDD特殊時隙結構 50
3.5 物理資源 51
3.5.1 物理資源塊 51
3.5.2 資源分配:邏輯資源塊 52
3.5.3 上行資源分配:物理資源塊 53
3.5.4 上、下行的分布式傳輸的區彆 54
3.6 信道映射 54
3.7 物理過程 55
3.7.1 小區搜索過程 55
3.7.2 同步保持過程 56
3.7.3 隨機接入過程 57
3.7.4 功率控製過程 57
3.7.5 數據傳輸過程 59
3.7.6 切換過程 59
3.8 無綫資源管理 60
3.8.1 資源分配 60
3.8.2 接納控製 62
3.8.3 負載均衡 64
3.9 TD-LTE與LTE FDD 65
3.9.1 係統設計差異 65
3.9.2 關鍵過程差異 68
3.9.3 TD-LTE與LTE FDD的優劣勢比較 69
第4章 LTE演進策略 71
4.1 網絡特性 71
4.1.1 GSM網絡 71
4.1.2 TD-SCDMA網絡 72
4.1.3 WLAN網絡 72
4.1.4 cdma2000網絡 72
4.1.5 WCDMA網絡 73
4.1.6 LTE網絡 73
4.2 演進策略 74
4.2.1 TD-SCDMA嚮LTE演進 74
4.2.2 cdma2000/EV-DO嚮LTE演進 76
4.2.3 WCDMA嚮LTE演進 80
4.3 多網協同 82
4.3.1 現狀分析 83
4.3.2 麵臨的挑戰 85
4.3.3 協同思路 85
4.4 互操作 87
4.5 異構網 90
4.5.1 網絡架構 90
4.5.2 關鍵技術 91
4.5.3 麵臨的主要問題 93
4.5.4 組網關鍵點 94
4.6 TD-LTE與LTE FDD融閤組網 95
4.6.1 融閤發展 95
4.6.2 融閤組網方案 96
第5章 LTE規劃技術要點 98
5.1 覆蓋能力分析 98
5.1.1 3G覆蓋能力分析 98
5.1.2 LTE覆蓋能力分析 106
5.2 容量影響因素分析 113
5.2.1 LTE係統的容量特性 114
5.2.2 容量的主要影響因素 118
5.3 頻譜規劃 124
5.4 TD-LTE時隙對齊與同步 125
5.4.1 時隙對齊 125
5.4.2 傳輸效率估計 127
5.5 多係統共存與乾擾規避 128
5.5.1 乾擾來源 129
5.5.2 乾擾理論分析的一般方法 130
5.6 多天綫技術對性能的影響 135
5.6.1 測試對比方法 136
5.6.2 性能對比結論 137
5.6.3 應用場景分析 138
5.7 站址資源 139
5.7.1 站址設計的一般性考慮 139
5.7.2 站址資源共享 140
5.7.3 站址篩查 142
5.7.4 站址儲備 143
第6章 LTE規劃流程與方法 144
6.1 總體規劃流程 144
6.2 需求分析 144
6.2.1 網絡指標要求 144
6.2.2 網絡規劃建設策略 145
6.2.3 業務需求分析 147
6.2.4 現網站址資源分析 151
6.2.5 覆蓋估算 151
6.2.6 頻率規劃 151
6.2.7 子幀規劃 152
6.2.8 站型配置 152
6.2.9 容量配置 152
6.3 站址規劃 153
6.4 LTE係統仿真 154
6.4.1 傳播模型校正 154
6.4.2 仿真方法 156
6.5 無綫資源與參數規劃 156
6.5.1 鄰區規劃 156
6.5.2 PCI規劃 157
6.5.3 TA規劃 157
6.6 選址與規劃修訂 158
第7章 LTE無綫網規劃實務 159
7.1 需求分析 159
7.1.1 覆蓋需求分析 159
7.1.2 網絡指標要求 161
7.2 規劃原則 162
7.2.1 商務區 162
7.2.2 高校園區 162
7.2.3 居民小區 163
7.2.4 鄉鎮鎮區 163
7.3 預規劃 163
7.3.1 工作頻帶 163
7.3.2 子幀規劃 163
7.3.3 天綫選擇原則 164
7.3.4 容量規劃 164
7.4 室外覆蓋規劃 164
7.4.1 鏈路預算 164
7.4.2 覆蓋半徑與站址需求 165
7.5 室內覆蓋規劃 166
7.5.1 單雙路覆蓋性能分析 166
7.5.2 典型場景鏈路預算 167
7.5.3 小區規劃 168
7.6 仿真分析 169
7.6.1 傳播模型校正 169
7.6.2 仿真區域和方案 170
7.6.3 仿真結果分析 170
7.7 基站傳輸需求 173
7.8 規劃結論 174
第8章 LTE工程設計 175
8.1 概述 175
8.1.1 建設流程 175
8.1.2 設計內容 177
8.1.3 設計依據 178
8.1.4 設計原則 182
8.2 機房設計 190
8.2.1 需求分析 190
8.2.2 設計思路 195
8.2.3 機房布局 196
8.2.4 設備改造 197
8.3 宏基站天饋係統設計 199
8.3.1 天饋係統構成 199
8.3.2 天饋係統設計 199
8.3.3 天饋係統隔離 202
8.3.4 風荷載與杆塔要求 203
8.3.5 LTE天綫發展趨勢 206
8.4 室內分布係統設計 208
8.4.1 單雙路選擇 208
8.4.2 改造方案 211
8.4.3 天綫設計 212
8.4.4 TD-LTE與多係統的互乾擾控製 213
8.4.5 小區切換帶的設計 215
8.5 基站與環境和諧 216
8.5.1 機房美化 216
8.5.2 天饋美化 219
8.6 抗震加固 224
8.6.1 設備抗震 225
8.6.2 綫纜 227
8.7 防雷與接地 227
8.7.1 總體要求 227
8.7.2 地網 228
8.7.3 機房內接地 229
8.7.4 綫纜保護 229
8.7.5 浪湧保護器 230
8.7.6 天饋綫防雷接地 230
8.8 環境保護 230
8.8.1 電磁輻射 230
8.8.2 生態環境保護 231
8.8.3 噪聲控製 231
8.8.4 廢舊物品迴收及處置 231
8.9 安全生産 232
8.9.1 工程安全管理組織 232
8.9.2 安全施工要求 232
8.9.3 施工消防安全要求 233
8.9.4 施工用電安全要求 234
8.9.5 施工行為安全要求 235
8.9.6 施工監理安全要求 235
8.9.7 現場勘察安全要求 235
第9章 資源共享與節能減排 236
9.1 共建共享 236
9.1.1 原則 236
9.1.2 建設方案 237
9.2 節能減排 244
9.2.1 無綫設備 245
9.2.2 空調節能 246
9.2.3 建築節能 253
9.2.4 新能源技術 253
第10章 LTE-A展望 257
10.1 LTE-A標準 257
10.2 LTE-A關鍵技術 257
10.2.1 載波聚閤(CA)技術 257
10.2.2 天綫傳輸模式TM9 258
10.2.3 中繼 259
10.2.4 LTE-Hi 259
10.2.5 LTE-A對容量支持能力的改進 260
參考文獻 263
前言/序言
LTE融閤發展之道——TD-LTE與LTE FDD融閤組網規劃與設計 內容簡介 本書深入剖析瞭新一代移動通信技術LTE(Long Term Evolution)在我國蓬勃發展的關鍵時期,麵臨的TD-LTE與LTE FDD兩種製式並存與融閤的挑戰與機遇。聚焦於“十二五”國傢重點圖書齣版的時代背景,本書旨在為通信運營商、設備廠商、行業用戶以及廣大研究者提供一套係統、全麵、實用的LTE融閤組網規劃與設計理論與實踐指導。 第一章 LTE發展背景與技術演進 本章首先迴顧瞭移動通信技術從2G、3G到4G的演進曆程,重點闡述瞭LTE技術的核心優勢,包括更高的峰值速率、更低的業務時延、更優的頻譜效率以及更靈活的網絡架構。我們將深入分析TD-LTE和LTE FDD兩種製式各自的技術特點、發展路徑及其在全球範圍內的部署現狀。其中,TD-LTE以其在頻譜使用上的靈活性和潛在的成本優勢,得到瞭我國的大力推廣;而LTE FDD則憑藉其成熟的技術積纍和廣泛的國際標準支持,在全球範圍內占據主導地位。理解這兩種製式的差異與互補性,是實現有效融閤組網的基礎。 第二章 LTE融閤組網的必要性與價值 隨著4G網絡的普及,用戶對網絡容量、覆蓋範圍和業務體驗的需求不斷增長。在我國,TD-LTE和LTE FDD雙網並行發展的局麵,為運營商帶來瞭提升網絡能力、優化用戶體驗的戰略性機遇,同時也帶來瞭資源分配、網絡運維、終端適配等多方麵的挑戰。本章將詳細闡述LTE融閤組網的必要性,包括: 提升網絡容量與覆蓋: 通過兩種製式的協同,可以有效彌補單一製式在特定區域的覆蓋不足,實現熱點區域的容量增強,從而提升整體網絡性能。 優化用戶體驗: 融閤組網能夠提供無縫切換和最優路徑選擇,保障用戶在不同區域、不同場景下都能獲得高質量的通信服務,尤其是在VoLTE(Voice over LTE)業務普及後,對網絡連續性和穩定性提齣瞭更高要求。 提升頻譜利用效率: 融閤組網可以根據不同製式的優勢,在不同頻段上協同工作,實現頻譜資源的精細化管理和最大化利用,應對日益增長的數據流量需求。 降低運營維護成本: 通過統一的規劃和管理,可以減少網絡重復建設,簡化運維流程,降低整體運營成本。 促進終端生態發展: 支持雙模或多模的終端設備能夠同時接入TD-LTE和LTE FDD網絡,為用戶提供更廣泛的網絡選擇,也進一步促進瞭終端廠商的産品創新和市場拓展。 第三章 LTE融閤組網關鍵技術研究 實現LTE融閤組網並非簡單的網絡疊加,而是需要一係列關鍵技術的支撐。本章將深入探討支撐LTE融閤組網的核心技術,包括: 異構網絡(HetNet)技術: 介紹宏基站、微基站、皮基站等不同層級、不同製式的基站協同工作模式,以及如何通過站址規劃、覆蓋優化等手段實現無縫覆蓋。 移動性管理(Mobility Management): 重點分析TD-LTE與LTE FDD之間的切換機製,包括鄰區管理、切換判決、切換執行等關鍵流程,以及如何設計高效、平滑的切換策略,確保用戶體驗不受影響。我們將詳細介紹X2接口和S1接口在切換過程中的作用。 資源調度與協同(Resource Scheduling and Coordination): 探討兩種製式在頻譜、功率、調度算法等方麵的協同方式,實現資源的動態分配與優化,提升整體網絡吞吐量和效率。例如,介紹如何利用空閑頻譜資源進行協調調度。 網絡負載均衡(Network Load Balancing): 分析如何通過智能的負載均衡策略,將用戶流量閤理分配到不同製式的網絡中,避免單網過載,提升整體網絡的服務質量(QoS)和用戶滿意度。 頻率復用與乾擾協調(Frequency Reuse and Interference Coordination): 詳細介紹LTE FDD和TD-LTE在相鄰區域或相同區域部署時,如何進行頻率規劃和乾擾協調,最大限度地減少同頻、鄰頻乾擾,保證通信質量。 核心網協同(Core Network Coordination): 闡述TD-LTE和LTE FDD如何協同工作,以及在EPS(Evolved Packet System)核心網中的相關接口和功能,例如S1-MME、S1-U等接口的配置和協同,以及MME(Mobility Management Entity)和S-GW(Serving Gateway)、P-GW(PDN Gateway)等網元在支持雙模組網中的作用。 第四章 TD-LTE與LTE FDD融閤組網策略與規劃 本章將聚焦於實際的組網規劃,為運營商提供可操作性的指導。我們將從宏觀到微觀,係統性地闡述融閤組網的策略與規劃方法: 網絡定位與目標設定: 根據運營商的業務需求、用戶分布、市場競爭態勢以及頻譜資源情況,明確融閤組網的目標,例如覆蓋增強、容量提升、業務創新等。 頻譜規劃與分配: 分析TD-LTE和LTE FDD可用的頻譜資源,以及如何根據兩種製式的特點進行最優的頻譜分配和復用規劃。 站點規劃與協同: 探討不同類型基站(宏站、微站、飛站等)的選址原則,以及如何根據網絡覆蓋和容量需求,實現TD-LTE和LTE FDD基站的協同部署。例如,在高密度城區如何利用微站進行容量補充。 網絡覆蓋設計: 詳細介紹兩種製式在不同場景(室內、室外、鄉村、城區)下的覆蓋設計原則,以及如何通過調整天綫參數、功率等進行覆蓋優化,實現無縫覆蓋。 網絡容量設計: 分析用戶增長趨勢和業務流量模型,預估不同製式下的容量需求,並設計相應的容量增強方案,例如通過增加站點密度、引入載波聚閤(Carrier Aggregation)等技術。 承載網絡規劃: 探討如何構建高效、可靠的IP承載網絡,滿足TD-LTE和LTE FDD高速數據傳輸的需求,包括光縴接入、IPRAN(IP Radio Access Network)等技術的應用。 漫遊與互通設計: 針對不同運營商之間的漫遊以及TD-LTE與LTE FDD之間的互通需求,進行相關的網絡設計和策略製定。 第五章 LTE融閤組網的關鍵設計要素 在宏觀規劃的基礎上,本章將深入到具體的網絡設計層麵,剖析LTE融閤組網中的關鍵設計要素: 基站係統設計: 詳細介紹TD-LTE基站(eNodeB)和LTE FDD基站(eNodeB)在硬件選型、接口配置、軟件功能等方麵的差異與協同要求。 核心網(EPC)設計: 闡述如何配置和優化EPS核心網,以支持TD-LTE和LTE FDD雙模接入、信令處理、用戶麵轉發等功能。重點介紹MME、S-GW、P-GW的冗餘備份、負載均衡和接口配置。 傳輸網絡設計: 詳細介紹IP RAN的設計原則,包括帶寬需求、時延要求、QoS保障等,以及如何選擇閤適的傳輸技術(如SDH、MSTP、PTN等)和組網方案。 電源與環境設計: 考慮基站、核心網設備等的供電保障、機房環境要求、溫濕度控製等,確保網絡的穩定運行。 安全設計: 探討LTE融閤組網的安全需求,包括身份認證、數據加密、網絡防護等,保障網絡安全可靠。 第六章 LTE融閤組網的測試與優化 網絡的建設離不開嚴格的測試與持續的優化。本章將詳細介紹LTE融閤組網的測試與優化方法: 網絡測試流程: 涵蓋從單基站測試、區域測試到現網測試的各個階段,包括覆蓋測試、容量測試、切換測試、業務測試等。 關鍵性能指標(KPI)監控: 明確LTE融閤組網的關鍵性能指標,並介紹如何進行實時監控和數據分析,及時發現網絡問題。 網絡優化方法: 針對測試中發現的問題,提供係統的優化方法,包括參數優化、參數調整、站點調整、乾擾抑製等,以不斷提升網絡性能。 故障診斷與處理: 介紹常見的網絡故障類型及其診斷方法,並提供有效的故障處理流程和解決方案。 用戶體驗提升策略: 結閤測試與優化結果,提齣持續提升用戶體驗的策略,例如VoLTE業務優化、數據業務加速等。 第七章 LTE融閤組網的應用場景與案例分析 為瞭更好地理解LTE融閤組網的實際應用,本章將通過具體的應用場景和案例分析,來印證本書的理論與方法: 城市熱點區域容量增強: 分析如何利用TD-LTE和LTE FDD混閤部署,有效解決城市中心區域的容量瓶頸問題。 農村及邊遠地區覆蓋: 探討如何通過TD-LTE和LTE FDD的協同,經濟高效地實現農村及邊遠地區的網絡覆蓋。 室內覆蓋解決方案: 介紹在大型場館、商場、寫字樓等室內場景下,如何進行TD-LTE和LTE FDD的室內覆蓋規劃與設計。 行業專網應用: 探討LTE融閤組網在智慧城市、智能交通、公共安全等行業領域的應用潛力,以及如何為行業客戶提供定製化的解決方案。 實際部署案例分析: 選取國內外成功的LTE融閤組網案例,深入剖析其組網策略、技術實現、部署過程及取得的成效,為讀者提供藉鑒。 第八章 LTE融閤發展趨勢與展望 麵嚮未來,本章將探討LTE融閤發展的最新趨勢以及未來網絡演進的方嚮: 5G與LTE的協同: 展望5G時代到來後,LTE與5G網絡如何進行協同,實現平滑演進和能力互補。 網絡虛擬化與軟件定義網絡(SDN): 分析NFV(Network Functions Virtualization)和SDN等技術如何助力LTE融閤組網的靈活性、敏捷性和智能化。 人工智能(AI)在網絡優化中的應用: 探討AI技術如何應用於LTE融閤組網的預測性維護、智能調度和用戶體驗優化。 新業務與新應用: 展望LTE融閤組網將催生的新業務和新應用,例如高清視頻、VR/AR、物聯網(IoT)等,以及它們對網絡提齣的新要求。 政策與標準演進: 關注LTE融閤發展相關的政策導嚮和國際標準演進,為讀者提供前瞻性的視野。 本書通過理論講解、技術分析、策略規劃、設計要素、測試優化、案例分析和趨勢展望等多個維度,力求全麵、深入地展現LTE融閤發展之道。我們相信,本書將成為通信行業從業者和研究者在LTE融閤組網領域不可或缺的參考資料,為我國移動通信事業的持續發展貢獻力量。