《基于頻譜利用率,多場景網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法研究》計(jì)劃提綱ppt課件.ppt

1、基于頻譜利用率、多場景的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法研究,中國移動通信有限公司研究院 2008年3月,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率手段分析 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,項(xiàng)目背景,1，用戶數(shù)持續(xù)增長、業(yè)務(wù)量迅速升高； 2，頻率資源有限，網(wǎng)絡(luò)壓力日益顯著,高話務(wù)和有限的頻率資源導(dǎo)致更大的頻率復(fù)用和帶內(nèi)干擾，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞風(fēng)險(xiǎn)上升、無線通信質(zhì)量下降,1，不考慮話務(wù)密度，對全網(wǎng)采取單一的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)缺乏合理性； 2，需要及時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、引入新技術(shù)，提高頻率資源利用率和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,研究目標(biāo),建立全網(wǎng)統(tǒng)一的單位面積話務(wù)量、頻率資源利用率、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化水平衡量標(biāo)桿： 研究全網(wǎng)統(tǒng)一的話務(wù)量和頻率利用率指標(biāo)； 研究全網(wǎng)統(tǒng)一的干擾度指

2、標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)（MR提取）、重要網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)（如掉話率等）、MOS值與單位面積話務(wù)量、頻譜利用率的關(guān)系； 建立無線資源利用率與無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、優(yōu)化手段的關(guān)聯(lián)，指導(dǎo)全網(wǎng)通過合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組織提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提高頻率資源利用率。具體包括： 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面：1800M、底層延伸覆蓋、室內(nèi)覆蓋等，及其啟動條件； 優(yōu)化手段方面：AMR、IRC、天線偶合等技術(shù)手段對容量和質(zhì)量的提升效果和應(yīng)用前景分析,研究內(nèi)容,各省公司研究內(nèi)容建議,時(shí)間計(jì)劃建議,啟動階段（3月31日4月11日，兩周） 明確研究目的和研究方法，劃分場景 明確調(diào)研內(nèi)容，以及課題分工、時(shí)間計(jì)劃 調(diào)研階段（4月14日5月2日，三周） 研究院提供調(diào)研內(nèi)

3、容、測試規(guī)范 各省公司對現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和測試，獲取相關(guān)數(shù)據(jù) 根據(jù)調(diào)研情況，制定具體的試點(diǎn)計(jì)劃 研究階段（5月5日6月6日，五周） 研究院負(fù)責(zé)完成理論分析研究工作 各省公司負(fù)責(zé)完成試點(diǎn)部署和測試工作 總結(jié)階段（6月9日6月20日，兩周） 通過研討會等形式，總結(jié)研究成果，討論網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn) 最終形成關(guān)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和引入新技術(shù)的指導(dǎo)意見,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率手段分析 頻率效率衡量指標(biāo) 提高等效頻率復(fù)用系數(shù) 減小站間距 提高無線信道使用效率 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,頻率效率衡量方式,等效頻率復(fù)用系數(shù)（有效復(fù)用度） 有效頻率負(fù)荷 EFL 頻率利用率,提高頻率利用率的方法,提高等效頻

4、率復(fù)用系數(shù) 目前主要頻率復(fù)用方式有43、33、13、MRP等 提高等效頻率復(fù)用系數(shù)的方法有：跳頻、DPC、DTX、IRC等 減小站間距 小區(qū)分裂 立體組網(wǎng) 提高無線信道使用效率 半速率（HR） 自適應(yīng)半速率（AMR-HR）,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率方法分析 頻率效率衡量指標(biāo) 提高等效頻率復(fù)用系數(shù) 減小站間距 提高無線信道使用效率 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,各頻率復(fù)用系數(shù)下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量仿真結(jié)果,43復(fù)用方式下的C/I分布,33復(fù)用方式下的C/I分布,理論情況下，等效頻率復(fù)用系數(shù)為12時(shí)，能夠滿足網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求。等效頻率復(fù)用系數(shù)為9時(shí)，需采用一些抗干擾技術(shù)才能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求，采用跳頻后對于話音基本能夠

5、滿足質(zhì)量要求,各頻率復(fù)用系數(shù)下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量仿真結(jié)果,33GPRS吞吐率仿真,43GPRS覆蓋仿真,43 EGPRS 覆蓋仿真,33 EGPRS覆蓋仿真,EGPRS下的頻譜效率,GPRS頻譜效率,各頻率復(fù)用系數(shù)下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量仿真結(jié)果,注：手機(jī)終端的下行時(shí)隙能力為4時(shí)隙,Edge業(yè)務(wù)最低QoS要求,不同QoS要求下不同復(fù)用方式的覆蓋比例,結(jié)論：1、對于EGPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，頻率復(fù)用系數(shù)9時(shí)，速率相對系數(shù)為12有很大程度上的下降。2、根據(jù)中國移動服務(wù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)先的要求，建議中國移動的有效頻率復(fù)用度保持在10以上，保證中國移動的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量發(fā)展需要。,主要提高頻率復(fù)用系數(shù)的功能分析,跳頻 特點(diǎn) 均化小區(qū)干擾，

6、具有干擾分集增益 降低瑞利衰落影響，具有頻率分集增益 跳頻增益 與跳頻負(fù)荷相關(guān)（TCH數(shù)目/跳頻頻點(diǎn)數(shù)） 根據(jù)仿真，在跳頻負(fù)荷50時(shí)，跳頻增益(C/I) 23dB,結(jié)論：理論情況下，在跳頻負(fù)荷50時(shí)，跳頻增益為23dB,主要提高頻率復(fù)用系數(shù)的功能分析,DPC（動態(tài)功率控制） 一般情況下，DPC因子為0.9, 則帶來增益：-10log(0.9) =0.5dB DTX（不連續(xù)發(fā)射） 一般情況下，DTX激活因子為0.5, 則帶來增益：-10log10(0.5) = 3dB,干擾消除技術(shù)概述,間接帶來容量增益,半速率信道,語音質(zhì)量下降,緊密頻率復(fù)用,小區(qū)C/I下降,改善C/I,干擾消除,提高容量的方法

7、,干擾消除技術(shù)分類,上行鏈路： 干擾消除合并IRC 下行鏈路： 單天線干擾消除SAIC,IRC：Interference Rejection Combining SAIC：Single Antenna Interference Cancellation,上下行的干擾消除效果要均衡！,上行干擾消除技術(shù) IRC與MRC,上行接收端干擾的組成：,IRC技術(shù)主要用于干擾受限的緊密復(fù)用組網(wǎng)的城區(qū)！,白噪聲 + 網(wǎng)內(nèi)同/鄰頻干擾 + 網(wǎng)外干擾,密集城區(qū)因用戶眾多，話務(wù)量大而采用緊密頻率復(fù)用，導(dǎo)致干擾嚴(yán)重,IRC基本原理,利用多路天線接收到的同頻突發(fā)序列的TSC字段估計(jì)多徑時(shí)延譜 利用多徑時(shí)延譜得到信號和干

8、擾的最大似然估計(jì) 將最主要干擾旋轉(zhuǎn)縮放后反相抵消,IRC和IRC都是使C/I最大化，MRC使C最大化，IRC是使I最小化 MRC對接收支路進(jìn)行加權(quán)疊加，IRC調(diào)整主干擾幅度的過程，實(shí)際也對信號進(jìn)行了加權(quán)疊加，同MRC 天線接收的干擾無相關(guān)性時(shí)，IRC算法退化為MRC算法,C,IRC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),在干擾嚴(yán)重的環(huán)境中顯著提高上行C/I 仿真結(jié)果： 最理想情況 下的 載干比增益,TSC 規(guī)劃良好,TU 環(huán)境,一個(gè)主 干擾源,同頻小區(qū)間 精確同步,現(xiàn)網(wǎng)測試結(jié)果：,理論9dB！,IRC技術(shù)的局限性,噪聲受限環(huán)境中無增益 在受限于白噪聲的場景中，因干擾間無相關(guān)性而不起作用 4天線IRC還會因信道估計(jì)誤差有0

9、.5dB性能損失（原因：等待華為回復(fù)） 功耗比MRC高（原因：等待Ericsson回復(fù)）,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率方法分析 頻率效率衡量指標(biāo) 提高等效頻率復(fù)用系數(shù) 減小站間距 提高無線信道使用效率 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,最小站間距理論分析,從天線方位圖分析 基站站間距： d5/3Htg(90+/2) 假設(shè)密集城區(qū)平均站高為25米、天線下傾角12.5 d270m 從切換角度分析 切換時(shí)間在0.5s2.5s之間，按市區(qū)車速上限80km/h來計(jì)算：交疊區(qū)域需要1155m 按照站間距3倍交跌區(qū)計(jì)算：站間距165m,最小站間距仿真分析,500m站間距覆蓋仿真,300m站間距覆蓋仿真,結(jié)論：實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中基

10、站的方位角等等參數(shù)受到阻擋、容量熱點(diǎn)等物理環(huán)境的制約，并不一定符合標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式規(guī)定，由此需要考慮一定的干擾規(guī)避余量。因此，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)宏蜂窩的站間距保持在300500m為宜。,立體網(wǎng)覆蓋方式考慮,立體網(wǎng)覆蓋特點(diǎn) 綜合使用宏蜂窩、街道站、微蜂窩、室內(nèi)覆蓋的立體化規(guī)劃覆蓋 立體網(wǎng)覆蓋可行性 能夠有效解決容量問題 能夠保證一定的話務(wù)質(zhì)量 立體網(wǎng)覆蓋優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)論：考慮到站址是中國移動重要的戰(zhàn)略資源，在一些重要的熱點(diǎn)區(qū)域（如CBD地區(qū)、密集的居民/商務(wù)混雜區(qū)等）可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況采用立體網(wǎng)覆蓋方式進(jìn)行擴(kuò)容。,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率方法分析 頻率效率衡量指標(biāo) 提高等效頻率復(fù)用系數(shù) 減小站間距

11、 提高無線信道使用效率 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,無線信道利用率,結(jié)論：根據(jù)實(shí)際測試所得最大無線信道利用率來看，在全網(wǎng)平均小區(qū)配置為4載波時(shí)，最大無線信道利用率不應(yīng)大于70。,語音編碼技術(shù)概述,全速率(FR),半速率(HR),顯著提高容量,半速率AMR,改善語音質(zhì)量,增強(qiáng)全速率(EFR),改善語音質(zhì)量,全速率AMR,進(jìn)一步 改善語音質(zhì)量,直接、明顯提高容量！,直接改善語音質(zhì)量、間接提高容量！,TFO/TrFO,改善語音質(zhì)量,減小編碼轉(zhuǎn)換損失,典型語音編碼技術(shù)質(zhì)量比較 存在背景噪聲性能(3GPP TR 26.975),街道噪聲,車載噪聲,辦公室噪聲,大多數(shù)情況下，語音主觀質(zhì)量由高到低的順序?yàn)椋?AMR

12、-FR EFR AMR-HR FR HR,HR的開通比例與系統(tǒng)容量提升的關(guān)系,1、HR能夠顯著提高話務(wù)量 2、話務(wù)量的提高導(dǎo)致SDCCH的開銷增加 3、SDCCH開銷的增加會占用TCH信道，使得HR提高容量有上限,HR對容量影響小結(jié),HR能有效提高容量,HR會降低語音質(zhì)量,建議和其他干擾消除、TFO等提高性能技術(shù)配合使用，以彌補(bǔ)其的語音質(zhì)量損失，并向AMR-HR演進(jìn)！,適合于解決 突發(fā)話務(wù)容量大的場合,動態(tài)HR： 控制比例和規(guī)模,AMR-HR提高系統(tǒng)容量,AMR-HR仍然是半速率語音編碼技術(shù) HR技術(shù)對系統(tǒng)容量的提升對AMR-HR依然有效 AMR-HR能提高HR的語音質(zhì)量 相同的C/I, 無背

13、景噪聲和無誤碼情況下，有0.7的MOS改善 在C/I14dB時(shí)，AMR-HR的語音質(zhì)量高于HR約0.6mos（移動測試） 在C/I14dB時(shí)， AMR-HR的語音質(zhì)量略好于HR（移動測試） AMR-HR能提高HR的抗干擾能力 在用戶可接受MOS分條件(3.0分)下，AMR-HR所需要的C/I要比HR少1dB (3GPP TR 26.975),AMR-HR提高容量小結(jié),優(yōu)勢,不足,具有和HR相同的容量提升效果,具有比HR更好的語音質(zhì)量和抗干擾能力,目前AMR終端的滲透率低,語音質(zhì)量在信道質(zhì)量較差時(shí)改善不明顯,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率手段分析 場景劃分 調(diào)研內(nèi)容,場景劃分,可以從以下幾個(gè)緯度進(jìn)行研究 不同單位面積話務(wù)量情況下，頻率利用率能跟達(dá)到多少； 不同頻率復(fù)用度下，單位面積話務(wù)量和頻率利用率分別能夠達(dá)到多少； 不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下（如高層、低層），單位面積話務(wù)量和頻率利用率能夠達(dá)到多少。,內(nèi)容,課題概述 提高頻率效率手段