td-lte系統(tǒng)覆蓋距離分析

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)於戮；網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)ilTD—LTE系統(tǒng)覆蓋距離分析張建國(guó)華信郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司f擒要l文章蓖先介紹7TD—LTE系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，然后重點(diǎn)分柝了eP配置、GP配置和隨機(jī)接入突發(fā)信號(hào)格式對(duì)TD—LTE覆蓋距離的影響，最盾分析了影響TD—LTE覆蓋距離的其它因素。f關(guān)鍵譎lTD—LTE覆蓋距離OFDMCPGP隨枧接八突發(fā)信號(hào)1引言三個(gè)特殊時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)特殊子幀，特殊子幀長(zhǎng)度之和是TD—LTE可以靈活地支持1．4MHz、3MHz、5MHz、1ms。TD—LTE系統(tǒng)支持5ms和10ms的切換點(diǎn)周期，支10MHz、15MHz

2、、20MHz的系統(tǒng)帶寬，由于TD—LTE系統(tǒng)的覆蓋距離與系統(tǒng)帶寬基本無關(guān)，本文以20MHz帶寬為例分析TD—LTE系統(tǒng)的覆蓋距離。TD—LTE子載波間隔Af=15kHz，時(shí)域的基本單位Ts=1，(15000+2048)s=32．55uS，基帶采樣．驀gZs=1ITs=30．72MHz。2TD—LTE幀結(jié)構(gòu)TD—LTE幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，DwPTS、GP和UpPTSt知t埔由日扭m峨B·塒撇￡-19—‘Io瓣抽埠蠹-日乜l，妯艚￡；，--II．————————————’l持7種上下行時(shí)隙配置。TD—LTE的一個(gè)子幀包含2個(gè)時(shí)

3、隙，^。=O．5ms，有兩種時(shí)隙結(jié)構(gòu)，如圖2所示。3影響覆蓋距離的參數(shù)TD—LTE系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)覆蓋距離的參數(shù)有RB配置、頻率復(fù)用系數(shù)、發(fā)射功率、CP配置、GP配置和隨機(jī)接入突發(fā)信號(hào)格式等。下面重點(diǎn)分析CP配置、GPi§P．置0’mC,BU門S臼椰礴l椰圖1TD—LTE幀結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)換周期為5ms)收稿日期：201卜02—2726

4、秒幻通信2011年第1O期：c：《：：責(zé)任編輯：左永君zuoyongjun@mbcom．Cn萬(wàn)方數(shù)據(jù)rgc^，十刪MRqI¨RtI‘瑚r01234$6‘P”呲1．_十oFnM#q?*=IⅦdJT

5、囤220MHz帶寬OFDM符號(hào)的時(shí)隙結(jié)構(gòu)和隨機(jī)接人突發(fā)信號(hào)格式這3個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)覆蓋距離的影口自31CP配置對(duì)覆蓋距離的影響OFDM技術(shù)能有效克服頻域上的干擾問題，但是無法克服由于多徑時(shí)延造成的符號(hào)問干擾cIs

6、)和子載波正文性破壞問題多徑時(shí)延表現(xiàn)為信號(hào)經(jīng)過無線信遘后發(fā)生的較大時(shí)延及幅度衰減、對(duì)此．在TD—LTE系統(tǒng)中，在每個(gè)OFDM符號(hào)之前加^循環(huán)前綴CP只要各徑的多徑時(shí)延與定時(shí)誤差之和不超過CP長(zhǎng)度．就能保證接收機(jī)積分區(qū)間內(nèi)包含的各子載波在各徑下的整數(shù)波開，，從而消除多徑帶來的符號(hào)問干擾和子載波問的干擾(ICI)在系統(tǒng)

7、設(shè)計(jì)時(shí)，要求CP長(zhǎng)度大干無線信謹(jǐn)?shù)淖畲髸r(shí)延擴(kuò)展。多徑時(shí)延擴(kuò)展與小區(qū)半徑和無線信道傳播環(huán)境相關(guān)．接下來分析無線信號(hào)在不同傳播環(huán)境下的功率時(shí)延分布情況。通常用均方根(rms．rcotmeansquare)多經(jīng)延遲擴(kuò)展r．。來描述功率延遲分布情況．可以用式(1)表示：表1不同小區(qū)半徑下包含90％能量的-。值【usT。．：，．d‘y11}表1給出了對(duì)于不同小區(qū)半徑d，在四種傳播環(huán)境下，包臺(tái)90％能量的n。。值：正常CP：正常CP有7個(gè)OFDM符號(hào)，第1個(gè)OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度是521us．第2到第7個(gè)OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度是46

8、9us。，正常CP可以在14kin的時(shí)延擴(kuò)展范圍內(nèi)提供抗多徑保護(hù)能力。適合于市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村以及小區(qū)半徑低于5km的山區(qū)環(huán)境．I擴(kuò)展CP：擴(kuò)展CP有6個(gè)OFDM符號(hào)．每個(gè)OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度均是1667us。擴(kuò)展CP可以在10km的時(shí)延擴(kuò)展范圍內(nèi)提供抗多徑保護(hù)能力，適臺(tái)干覆蓋距離大于5km的山區(qū)環(huán)境以及需要超遠(yuǎn)距離覆蓋的海面和沙漠等環(huán)境。3．2GP配置對(duì)覆蓋距離的影響TD—LTE系統(tǒng)利用時(shí)間上的問隔完成雙工轉(zhuǎn)換．但為避免干擾，需預(yù)留一定的保護(hù)間隔fGP)。GP的大小與系統(tǒng)覆蓋距離有關(guān)．GP越大．覆蓋距離也越太，GP主要

9、由傳輸時(shí)延和設(shè)備收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)延構(gòu)成．即：GP-2x傳輔時(shí)延+Tm??！?)最大覆蓋距離=傳輸時(shí)延’c(3)其中c是光速T。㈣。為UE從下行接收到上行發(fā)送的轉(zhuǎn)換時(shí)間，該值與輸出功率的精確度有關(guān)．典型值是10ps～40ps，在本文中假定為20ug。TD—LTE覆蓋距離見表2iDwPTS用于傳輸下行鏈路控制信令和下行數(shù)據(jù)，因E境^=10-T=03，

10、=01．r=O5．f=05tF=05．F=05．￡=10．n=20d8以=2OdB‘=20dB口。=20dB”刪i2．5080251932100323,2461404663*8編輯：

11、壽}#zuoyorlgiun@rnbcotl3cn此GP越大．．tIJDwPTS越?。到y(tǒng)容量下降。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，常規(guī)CP的特殊子幀配置7即10：2：2是典型配置．該配置下理論覆蓋距離達(dá)到184km，既能保證足夠的疆蓋距離．同時(shí)下行容量損失又有限擴(kuò)展CP的特殊子幀配置0Rp3：8：1．覆蓋距離可以迭到97km．適合于