小區吞吐率

小區吞吐量和頻譜效率對無線接入網非常重要，尤其是當部分UE在小區邊緣進行業務時。因此，LTE小區吞吐量和頻譜效率的仿真和測試必須考慮多UE的情況，同時還必須考慮UE在整個小區均勻分布的場景。

吞吐率統計

在實際測試中，多用戶均勻分布場景下，在不同的加擾條件下，單扇區所能取得的下行吞吐率見表11-10。

表11-10 多用戶均勻分布下行BE扇區吞吐率測試記錄表

每點指“近中遠點”		空載	下行70%載入，上行 6dBROT，Mbit/s	下行100%載入，上行 8dBROT，Mbit/s
每點1UE	10M-TM2	24.8	18.43	15.65
	10M-TM3	30.67	21.54	19
	20M-TM2	51.5	33.05	34.1
	20M-TM3	59.3	27.44	38
每點2UE	10M-TM2	25.6	15.8	16.05
	10M-TM3	30.67	19	16.1
	20M-TM2	50.9	32.92	31.5
	20M-TM3	50.3	41.01	48

圖11-2所示為在外場測試所得的不同載入下單扇區速率合計對比圖。

圖11-2 不同載入下單扇區速率合計對比圖

表11-11所列為多用戶均勻分布上行BE吞吐率測試的統計結果表格。

表11-11 多用戶均勻分布上行BE扇區吞吐率測試記錄表

每點指“近中遠點”			空載		下行70%載入，上行 6dBROT，Mbit/s		下行100%載入，上行 8dBROT，Mbit/s
諾西	每點一UE	10M		18.4		16.6		14.56
		20M		33.1		38.03		35.2
	每點兩UE	10M		16.7		17.9		17.47
		20M		33		33.68		31.9

LTE小區覆蓋情況

表11-1給出了LTE上行鏈路不同邊緣速率時所對應的覆蓋情況。

表11-1 LTE上行鏈路覆蓋情況

		單位	上行
	數據速率	kbit/s	128	256	512	1024	2048
發射機	最大發射功率	dBm	23	23	23	23	43
	發射天線增益	dBi	0	0	0	0	0
	EIRP	dBm	23	23	23	23	23
接收機	接收機噪聲係數	dB	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
	熱噪聲	dBm	−115.4	−115.4	−112.39	−111.42	−108.41
	接收基底噪聲	dBm	−112.9	−112.9	−109.89	−108.92	−105.91
	SINR	dB	−3	−0.3	−0.3	1.5	1.5
	接收機靈敏度	dBm	−115.9	−113.2	−110.19	−107.42	−104.41
	接收天線增益	dBi	18	18	18	18	18
增益餘量損耗	干擾餘量	dB	2	2	2	2	2
	饋線損耗	dB	2	2	2	2	2
	塔放增益	dB	2	2	2	2	2
	陰影衰落	dB	11.7	11.7	11.7	11.7	11.7
	穿透損耗	dB	20	20	20	20	20
	人體損耗	dB	0	0	0	0	0
	收發分集增益	dB	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7
	硬切換增益	dB	4	4	4	4	4
最大路徑損耗	最大路徑損耗	dB	128.9	126.2	123.19	120.42	117.41
	頻率	MHz	2600	2600	2600	2600	2600
	發射天線高度	m	30	30	30	30	30
	接收天線高度	m	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
Cost-231Hata	覆蓋半徑	m	357	299	245	205	168

表11-2給出了LTE下行鏈路不同邊緣速率時的覆蓋情況。

表11-2 LTE下行鏈路覆蓋情況

		單位	下行
	數據速率	kbit/s	128	256	512	1024	2048
發射機	最大發射功率	dBm	43	43	43	43	43
	發射天線增益	dBi	18	18	18	18	18
	EIRP	dBm	61	61	61	61	61
接收機	接收機噪聲係數	dB	7	7	7	7	7
	熱噪聲	dBm	−115.4	−115.4	−112.39	−111.42	−108.41
	接收基底噪聲	dBm	−108.4	−108.4	−105.39	−104.42	−101.41
	SINR	dB	−3	−0.3	−0.3	1.5	1.5
	接收機靈敏度	dBm	−111.4	−108.7	−105.69	−102.92	−99.91
	接收天線增益	dBi	0	0	0	0	0
增益餘量損耗	干擾餘量	dB	2	2	2	2	2
	饋線損耗	dB	2	2	2	2	2
	塔放增益	dB	0	0	0	0	0
	陰影衰落	dB	11.7	11.7	11.7	11.7	11.7
	穿透損耗	dB	20	20	20	20	20
	人體損耗	dB	0	0	0	0	0
	收發分集增益	dB	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7
	硬切換增益	dB	4	4	4	4	4
最大路徑損耗	最大路徑損耗	dB	142.4	139.7	136.69	133.92	130.91
	頻率	MHz	2600	2600	2600	2600	2600
	發射天線高度	m	30	30	30	30	30
	接收天線高度	m	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
Cost-231Hata	覆蓋半徑	km	862	723	594	495	407

圖9給出了不同載入水平UE分別採用TM2與TM3MIMO模式時的下行吞吐率的對比。數據來源於外場試驗，測試環境可以看作是一般城區或郊區環境。

圖9

這裡使用對數坐標軸，可以更加清楚地看到小區邊緣時吞吐率和覆蓋距離的關係。

測試中要求TM2和TM3分別測，在無線信道條件好時空分復用可有效提升系統容量，在小區邊緣發射分集可有效提高覆蓋性能。

在所選的測試場景下，載入70%和載入100%情況下在距基站620m處可保障1Mbit/s，輕載或空載情況下可在1.1km處保障2Mbit/s。

根據UE發生掉話的位置可以計算UE與基站的距離，表11-3列出了20MHz頻寬、TM3模式下不同載入和加擾程度下的UE下行覆蓋距離。

表11-3 LTE外場覆蓋測試結果

	一般城區或郊區
載入情況	距離/m	掉話RSRP/dBm	掉話時SINR/dB
加擾小區空載	2152	−128	−4
下行70%，IOT=6dB	661	−99	−12
下行100%，IOT=8dB	649	−96	−11

LTE

LTE概念

LTE（LongTermEvolution，長期演進)，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合稱E3G（Evolved3G）

LTE是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作夥伴計畫）組織制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統）技術標準的長期演進，於2004年12月在3GPP多倫多TSGRAN#26會議上正式立項並啟動。LTE系統引入了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-InputΜlti-Output，多輸入多輸出）等關鍵傳輸技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率（20M頻寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷後大概為140Mbps，但根據實際組網以及終端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），並支持多種頻寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統網路架構更加扁平化簡單化，減少了網路節點和系統複雜度，從而減小了系統時延，也降低了網路部署和維護成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。LTE系統有兩種制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即頻分雙工LTE系統和時分雙工LTE系統，二者技術的主要區別在於空中接口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。FDD-LTE系統空口上下行傳輸採用一對對稱的頻段接收和傳送數據，而TDD-LTE系統上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸，相對於FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。

LTE/EPC的網路架構如圖2所示。

圖2 3GPP接入的非漫遊架構

LTE系統結構

LTE採用由eNB構成的單層結構，這種結構有利於簡化網路和減小延遲，實現低時延、低複雜度和低成本的要求。與3G接入網相比，LTE減少了RNC節點。名義上LTE是對3G的演進，但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的改變，逐步趨近於典型的IP寬頻網路結構。

LTE的架構也叫E-UTRAN架構，如圖1所示。E-UTRAN主要由eNB構成。同UTRAN網路相比，eNB不僅具有NodeB的功能，還能完成RNC的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。eNodeB和eNodeB之間採用X2接口方式直接互連，eNB通過S1接口連線到EPC。具體地講，eNB通過S1-MME連線到MME，通過S1-U連線到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之間的多對多連線，即一個eNB可以和多個MME/S-GW連線，多個eNB也可以同時連線到同一個MME/S-GW。

圖1 LTE整體結構