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1、LTE网络结构与网内干扰,2013年3月,目录,一,交流目标：,二,1：了解LTE网内干扰影响；2：了解LTE网络结构对干扰形成的影响；3：探讨如何合理规划网络布局；,目录,网内干扰的影响,一,网内干扰产生的原因,四,LTE网络结构研究,规划建议与调整效果,三,二,重叠覆盖的影响,Mod3干扰的影响,重叠与Mod3干扰叠加的影响,五,思考和后续建议,LTE的理想与现实,同频组网，6个干扰源且距离近,异频组网，3个干扰源且距离远,同频组网的差异,采用同频组网的情况下，虽然已经扇区化，实际上依然受到周边6个小区的同频干扰（正对面的两个小区只在中线会同时干扰，其余地点只各干扰半个主小区）。采用多频点
2、组网，则会减少干扰源的数量，如右图，干扰源减少为3个且都是距离较远的，因而在小区边缘的C/I相比于同频复用大大增加，能增加810dB增益。,同频干扰的威力更大,左图GSM测试,右图LTE测试,重叠覆盖的影响-重叠数目的影响,无论是定点还是道路测试，重叠覆盖的小区数目增加都直接导致较大的性能下降。,定点测试：随着邻区数量增加，吞吐率下降。相对于1个邻区，每再增加1个邻区速率约下降20%40%。,道路测试：无论是空扰、加扰，路测中随着重叠小区数目的增加，SINR及吞吐率均下降。每增加1个重叠小区，吞吐率空扰约下降20%，加扰约下降30%SINR空扰约下降20%，加扰约下降40%,重叠覆盖的影响-重
3、叠强度的影响,利用路测海量数据进行精确分析，发现不论邻区多强，只要数量增加，都会带来速率的下降。邻区越强，影响越大，主小区功率要超过邻区12dB以上才基本能不受影响。,按照6/8/10/12dB不同门限评估全网的重叠覆盖程度，并不会有太本质的区别。另外在测试中发现由于终端灵敏度的原因，当邻区信号弱于主小区6dB后，带来的影响趋势开始出现波动，邻区数量的增加带来的吞吐率恶化并不一定呈线性关系。因此取严格的门限，增加评估时重叠小区的数量并没有太大的意义。因此现网分析重叠覆盖仍然建议以6dB为门限。,目录,网内干扰的影响,一,网内干扰产生的原因,四,LTE网络结构研究,三,二,重叠覆盖的影响,Mod
4、3干扰的影响,重叠与Mod3干扰叠加的影响,五,思考和后续建议,规划建议与调整效果,Mod3干扰的影响,Mod3干扰主要干扰CRS，因此与重叠覆盖相比有其它特点：（1）对SINR影响非常明显，而对吞吐率影响则相对小些。（2）Mod3小区数量的增加，会导致SINR的持续恶化，但对吞吐率的影响增加量很少。（3）空扰情况下的影响比加扰情况下的影响更大。,定点测试：SINR的影响：一个mod3恶化24dB，两个mod3再恶化12dB吞吐率的影响：一个mod3下降10%，多个mod3变化不大。,道路测试：SINR的影响：每增加一个mod3小区，下降均超过50%速率的影响：空扰下速率约下降2.6Mbps，
5、加扰下约下降1Mbps。,Mod3干扰的影响-小区选择方面(定点数据),结论1：模三干扰对ATTACH成功率无影响,结论2：模三干扰对ATTACH时延无影响,结论3：随着邻区和模三干扰的增加，在主控小区强于邻区时，会出现不能正常选择主控小区接入的现象。因此模三干扰会影响对小区的识别，选错小区。,Mod3干扰的影响-切换方面(路测数据),当目标小区存在模三干扰时，切换成功率为98.54%，略低于无模三干扰时的99.49%；正确选择最强邻区比例为80.01%，低于无模三干扰时的90.79%。结论：对成功率略有影响，但对切换序列正确性影响较大,目录,网内干扰的影响,一,网内干扰产生的原因,四,LTE
6、网络结构研究,三,二,重叠覆盖的影响,Mod3干扰的影响,重叠与Mod3干扰叠加的影响,五,思考和后续建议,规划建议与调整效果,重叠覆盖与mod3干扰的影响会互相叠加（或者可以说mod3是重叠覆盖的一种特殊情况，此种情况下效果更差。）空扰：重叠覆盖为2/3/4时速率分别恶化25%/39%/49%，若存在1个mod3，约叠加10%，再增加1个mod3，再叠加3%，影响越来越小。加扰：重叠覆盖为2/3/4时速率分别恶化45%/62%/71%，若存在1个mod3，约叠加5%，再增加1个mod3，影响不明显。由于mod3出现的概率随重叠覆盖度增加而增加，2/3/4重叠下出现mod3的概率分别为8%，2
7、7%，50%。Mod3由于出现概率较小，对总体网络影响不大，但在单点如投诉处理等时候，还是要引起注意。,Mod3干扰与重叠覆盖叠加后影响,目录,网内干扰的影响,一,网内干扰产生的原因,四,LTE网络结构研究,三,二,五,思考和后续建议,规划建议与调整效果,重叠覆盖多的原因1-高站、低下倾,该区域属于密集市区，站点较密，平均站间距420米，基站偏高，平均站高42米，在西部就有A(55米)、B(53米)、C(59米)3个高站，而东部D(39米)、E(45米)不算太高，下倾又很小，仅为3度，造成重叠覆盖较多。,A,B,C,D,E,1小区覆盖图,3小区覆盖图,站点A1小区后瓣、旁瓣信号严重，直接干扰到
8、后面西南方向的道路。站点A3小区覆盖距离远，站高36米，下倾6度，有过覆盖。,重叠覆盖多的原因2-天线性能异常,A,内层覆盖半径：满足室内覆盖，预留30db传损后半径仅为260米,外层覆盖半径：满足道路覆盖，某站点半径可达900米,基站的室内覆盖半径要远远小于室外覆盖半径，要保证住宅室内的连续覆盖，就必然会在道路上造成过多的重叠。应该预留多少穿损、站间距多少才能在室内的覆盖和重叠引起的干扰加剧之间找到平衡？,重叠覆盖多的原因3-室内外同时覆盖产生的矛盾,目录,网内干扰的影响,一,四,LTE网络结构研究,三,二,五,思考和后续建议,网内干扰产生的原因,规划建议与调整效果,可以根据需要的小区吞吐量
9、来制定对应的门限，也可以根据拐点来定，当超过110%则下载速率就一直比较小，在5Mbps左右，而缩小它则能快速提高吞吐率。全网共统计了1728个小区，超过110%重叠覆盖系数的小区478个，占比27.65%。,重叠覆盖系数：物理意义表示主小区范围内平均接收到的干扰小区数目。MR统计进行分析应该更准确，目前由于OMC尚无此功能，暂用测试数据代替。,步骤1：确定重叠门限通过测试,步骤2：确定小区的覆盖能力-通过测试,步骤3：确定站间距(D/R)与重叠覆盖的关系-通过仿真,步骤3：确定站间距(D/R)与重叠覆盖的关系-通过仿真,典型蜂窝结构,面积百分比,优化到极限的蜂窝结构,现实中至少应达到的结构,
10、D/R,加权后重叠值,根据前面测试，重叠覆盖系数应该小于1.1，因此从仿真可以看到对应站间距/实际小区半径应大于0.8。,步骤4：确定预留的穿损,累积室内覆盖率,1:穿透损耗是一个波动很大的值，不同结构、不同楼层的损耗都不相同。一座城市的穿透损耗应该呈现正态分布，一般在530dB之间，预留越大，室内覆盖概率越高。,很明显，每多预留1个dB，都会严重影响到小区半径的变化。以边缘场强-105dBm为例，预留15dB穿损，室外电平需要达到-90dBm，此时对应的小区覆盖半径是480米；若提高到20dB，则室外电平需要达到-85dBm，测试对应的小区半径就只有260米了。,每多留1dB的穿透损耗，小区
11、规划半径就缩小4050米。,步骤4：确定预留的穿损,预留穿损越大，室内覆盖概率越高，基站建设越密集，相对于实际道路覆盖能力而言，D/R就越小，重叠覆盖越严重。如上图所示，穿损预留过大，超过15dB后，D/R过小，将进来干扰的急剧增加和速率的快速下降。因此建议规划时穿损预留不要超过20dB。(以20db为例，路面实际覆盖半径R为900米，则D=0.56*900=500米左右为宜),步骤5：预留的穿损与重叠覆盖关系,目录,网内干扰的影响,一,四,LTE网络结构研究,三,二,五,思考和后续建议,规划建议与调整效果,网内干扰产生的原因,规划建议,为减少重叠覆盖，需要控制基站的覆盖范围，主要通过站点高度
12、和下倾来实现，当发现D/R过小，重叠覆盖过多时，对应通过降低站高或者下压天线都可是实现信号的衰减。,当站点高度增加一半，带来信号增益3dB，当站点高度增加一倍，带来信号增益6dB。,基站高度：,天线下倾：,=arctg(h/d)+/2,(1)为尽量减少重叠覆盖的干扰，站距不能太小，在保证预留给定的穿透损耗时，就以此覆盖能力为下限。目前建议先按照密集市区取1520dB，一般市区（或县城）取15dB。可保证60%80%的室内覆盖需求。密集市区的站间距理想值为400500米，县城理想站间距为600700米。(2)站高对覆盖影响最大，也最难整治，因此在规划时根据以终为始，控制好初始站高，避免网络不断建
13、设后出现过多高站。建议在3040米之间,(3)当城市出现高速业务发展之后，需要进一步增加容量时，不建议再缩小站间距，而建议通过增加频点或建设街道站的方式扩容。(4)左图主要用于判断网络整体是否合理，对于具体站点，由于并非典型蜂窝结构，站间距差异较大，通过与规划建议表（右表）的差异进行优化判决。,规划建议,规划建议-下倾,传统的机械下倾天线，一般超过5度即开始变形，超过10度变形严重，受天线支撑臂的限制，不少天线调整到最大也达不到需要的这么大角度。因此规划时必须选择电调或者内置电调的天线。,当波瓣较宽时，即使调整下倾角如7度（一般通用天线的垂直半功率角的1/2），信号仅比主瓣最强信号降低3db，
14、但如果更换窄波瓣天线，同样调整7度，已经衰减12db了。同时这种天线往往是高增益天线，既能快速达到开槽效应，又能弥补主瓣方向上功率下降过快的影响，对于下倾调整来控制覆盖的效果就会比较明显。,规划建议-下倾,半功率角度,继续下压，变化不大,再下压，反而变强,可调整角度要根据具体天线型号的方向图来确定。这里假定各厂家的窄波瓣天线大体类似。,站点规划过高案例,永通信息广场，3个小区站距为680/501/580米，对应前面规划建议表，满足覆盖的理想站高为52/39/43米，但实际站高为76米，下倾虽然已经优化调整到16/14/14度，实际测试过覆盖依然较为严重。其过覆盖信号越过了第一层邻站，与重叠覆盖
15、高区域吻合。,红色为重叠覆盖高区域,下倾规划偏小案例,东贸宾馆2，站间距730米，査前面表满足覆盖的最高站高为56米，实际站高56米，但是下倾只有6度，因此存在一定的过覆盖。,红色为重叠覆盖高区域,现网调整案例,先从结构上判断该区域大致问题,根据前面的规划建议，在当前的站间距下区域1站高基本合理，但下倾偏小。区域2则平均站高比建议站高要高不少，并且由于站点过高，其下倾就更加偏小。,针对重叠覆盖高的路段周边具体站点进行详细分析。并制定调整方案为验证调整效果，我们区域1只调整天线、区域4只调整功率,选取了现网重叠覆盖较严重的区域1和区域4进行调整实验。,现网调整结果-下倾,区域1调整后指标变化：,
16、区域1调整后重叠情况变化：,和心北苑2调整前下倾7度,和心北苑2调整后下倾10度,下倾对于覆盖控制的作用比较明显,调整前,调整后,现网调整结果-功率,区域4调整后指标变化：,区域4调整后重叠情况变化不大，还有恶化：,景芳村调整前6.2dBm,单纯调整功率对个别小区还是较为明显，当对于一片区域，不如调整下倾好控制，优化难度要大些。,调整前,调整后,景芳村2调整后4.2dBm,目录,网内干扰的影响,一,杭州现网干扰情况,四,LTE网络结构研究,调整效果,三,二,五,思考和后续建议,广州仍处于工程建设阶段，弱覆盖较普遍，即便如此，近期扫频结果显示重叠覆盖现象较普遍：全网=4的重叠点占13.9%，=5
17、的严重重叠点占5.3%。,由于广州还有较多站点未开通，因此弱信号区域较多，在分析网络重叠问题时需要剔除信号低于-100dbm的弱信号路段(右上图中红色路段),电平强度,重叠覆盖度,广州重叠覆盖扫频结果,广州重叠覆盖扫频结果,广州华工公寓FE3,为加强建筑密集区域深度覆盖或吸收更多业务，会规划较为密集的站点，如果下倾不足，很容易造成道路上的重叠。以大学城为例，华工路段几个站点平均站间距约250米，但下倾普遍不足，造成较严重的重叠覆盖。,小区“广州堑口码头FE1”站高35米，下倾已经15度，靠近珠江旁，信号经过水面的折射和反射，旁瓣越过了江面，导致沿江西路信号杂乱,小区“广州广安大厦FE1”站高3
18、5米，下倾已经17度，由于覆盖方向高楼的镜面反射，使得信号飘到旁瓣和远处。,水面或者建筑物玻璃镜面反射，是大城市中造成信号杂乱、重叠覆盖的一个重要原因。,水面反射,楼面反射,广州重叠覆盖扫频结果,“广州广工FE1”上站勘察主瓣方向也很空旷，没有阻挡，但是实际测试主瓣无信号，信号反而全部集中在后瓣方向。,天线波束赋形异常或者隐性故障，容易造成信号不按照预期方向发射。如测试中发现广州广工站点天线信号异常集中在后瓣方向，造成路段的严重重叠覆盖，更换故障天线后解决。,广州重叠覆盖扫频结果,当业务量较小时，以F频段为主，D频段可以插花替代个别F高干扰站点以改善质量。以天河海正电脑城为例，该站存在过覆盖，
19、将其替换为D频段站点后，室外路面上整体SINR提升明显，从6.4dB提升到10.7dB，下行速率提升40%，上行速率提升约20%。但由于D频段室内覆盖能力较弱，替换后RSRP降低约35dB，对室内覆盖有所影响。在室内信号较好的区域(如室内4)，更换为D频段后性能改善明显；但在室内信号较弱的区域(室内1/2/3)，由于覆盖受限，性能改善较小甚至变差。,D插花替代F高干扰小区,引起重叠覆盖严重的主要原因有以下几类：1、工程参数：如下倾过小、邻区漏配等，多见于未成熟优化的网络，随着优化工作的开展，可以逐步得到控制。2、天馈故障：部分天线波瓣赋形异常，一般只要测试发现就能及时排除，难点在于不易及时发现
20、。3、网络结构：如站址过高、基站过于密集等，在规划时应该做好统筹，尽量采用高低分层、街站等方式来解决，或者可采用D频段替换部分高干扰站点。4、地形地貌：由水面、建筑等引起的反射折射等是引起结构问题、信号杂乱的重要原因，也较难解决。,对大学城进行了优化，其中天线下倾不足、天线故障等问题较易得到解决。站点过密和环境反射引起的结构问题需要较多的后续优化工作方可改善。,广州重叠覆盖扫频结果,设备商的努力,ICIC,克服同频组网的干扰问题，需要多方共同努力，做好LTE网络，比如设备厂商的抗干扰算法、接收机解调性能等。,8T8R相比于2T2R将获得显著增益：UL容量:50%;UL边缘：100DL容量：25;DL边缘：70,BeamForming,频选调度 不同的用户在频域内存在不同程度的衰落，可以根据不同的信道条件调度用户，以获得频率选择性增益。设备厂商可以通过研发更好的接收机、更合理的信道估计算法及调度算法等，来大幅提高干扰抑制能力。,法国Sequans公司和ArrayComm合作，开发的AIR(active interference Rejection)，采用线性干扰消除方法，可在终端较好解决干扰问题，有效提升下载速率。号称在小区边缘可提高3.5倍吞吐量。,终端商的努力,请领导批评指正！,
