LTE覆盖距离分析.doc

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1、1引言TD-LTE可以灵活地支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz的系统带宽，由于TD-LTE系统的覆盖距离与系统带宽基本无关，本文以20MHz带宽为例分析TD-LTE系统的覆盖距离。TD-LTE子载波间隔△［二15胡匕，时域的基本单位Ts=1/（15000*2048）s=32.55us,基带采样率fs=1/Ts=30.72MHzo2TD-LTE帧结构TD-LTE帧结构如图1所示:图1TD-LTE帧结构（转换周期为5ms）DwPTS.GP和CpPTS三个特殊时隙构成-个特殊子帧，特殊子帧长度之和是lmsoTD-LTE系统支持5ms和10ms的切换点周

2、期,支持7种上下行时隙配置。TD-LTE的一个子帧包含2个时隙,Tslot二0・5ms,有两种时隙结构，如图2所示。3影响覆盖距离的参数TD-LTE系统屮，影响系统覆盖距离的参数有RB配置、频率复用系数、发射功率、CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式等。下而重点分析CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式这3个参数对系统覆盖距离的影响。IJCP

3、J

4、

5、4I

6、5

7、

8、ew1t(P■su4_»It4•,1,2wMxU：gXI图220MHz帯宽OFDM符号的时陳结构3.1CP配置对覆盖距离的影响OF

9、DM技术能有效克服频域上的干扰问题，但是无法克服由于多径时延造成的符号间干扰（ISI）和子载波正交性破坏问题。多径吋延表现为信号经过无线信道后发牛的较大吋延及幅度衰减。对此，在TD-LTE系统屮，在每个OFDM符号Z前加入循环前缀CP。只要各径的多径时延与定时误差Z和不超过CP长度，就能保证接收机积分区间内包含的各子载波在各径下的整数波形，从而消除多径带来的符号间干扰和子载波间的干扰(ici)。在系统设计吋，要求cp长度大于无线信道的最大吋延扩展。多径吋延扩展与小区半径和无线信道传播环境相关，接下來分析无线信号在不同传播环境下的功率时延分布情况。通常用均方根(nns,rootmean

10、square)多径延迟扩展tnns来描述功率延迟分布情况，可以用式(1)表示：trms=T1d£y(1)*1不同小区半径下包含90%能■的g值(ms)市风农料山区21.0,203.o.itr,»os,环境t-05.f=0.5»f=05£«1.Ofa—2OdB-―。产2OdB--V2OdB2OdB小0半径/0.251080251.953.21.00323.2KmJ104.6140.4663表1给出了对于不同小区半径d，在四种传播环境下，包含90%能量的Trms值：正常CP：正常CP有7个OFDM符号，第1个OFDM符号的CP长度是5.21ns,第2到第7个OFDM符号的CP长度是4.

11、69pso正常CP可以在1.4km的吋延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于市区、郊区、农村以及小区半径低于5km的山区环境。扩展CP：扩展CP有6个OFDM符号,每个OFDM符号的CP长度均是16.67us。扩展CP可以在10km的吋延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于覆盖距离大于5km的山区环境以及需要超远距离覆盖的海面和沙漠等环境。3.2GP配置对覆盖距离的影响TD-LTE系统利用吋间上的间隔完成双工转换，但为避免干扰，需预留一-定的保护间隔(GP)。GP的大小与系统覆盖距离有关，GP越大，覆盖距离也越大。GP主要由传输时延和设备收发转换时延构成，即：GP二2X传输时延+TR

12、x-Tx,Ue(2)最大覆盖距离二传输吋延*c=(GP-(TRx-Tx,Ue))*C/2(3)其屮c是光速。TRx-Tx,Ue为UE从下行接收到上行发送的转换吋间，该值与输出功率的精确度有关，典型值是IOps〜40口s,在本文屮假定为20psoTD-LTE覆盖距离见表2。DwPTSH］于传输下行链路控制信令和下行数据，因此GP越大，则DwPTS越小，系统容量下降。在系统设计屮，常规CP的特殊子帧配置7即10:2:2是典型配置，该配置下理论覆盖距离达到18.4km,既能保证足够的覆盖距离，同吋下行容量损失又有限。扩展CP的特殊子帧配置0即3:8:1,覆盖距离可以达到97km,适合于海面

13、和沙漠等超远距离覆盖场景。表2TD-LTE特殊子帧配盖距漓正常CP扩展CPDwPTSGPUpPTS務大■盖距・（km）DwPTSGPUpPTS(km)03101104.1138197.00194139.8183134.502103129.11921220031121184110119.60412117.703728450539293.418222200693229.119129.507102218.41•811127.70TD-LTE与TD-SCDMA共系