浅谈4G网络覆盖拓展的新功能应用

2022-10-22

一、前言

针对本地区农业经济比较发达, 农村地域广袤、地广人稀的特点, 通过应用下行导频提升功能和协作多点传输功能实现对农村和热点地区的不同场景的覆盖能力和下载速率改善。通过提出软件技术改善TD-LTE网络覆盖的解决方案, 掌握该方案在TD-LTE网络中特殊覆盖场景下的改善效果, 为后续其它郊区及农村区域TD-LTE的网络建设提供指导和参考建议。

二、新功能应用方案一:下行导频功率提升

为了增强覆盖和信号检测能力, 在某些场景下需要提高参考信号的信号强度。通常所说的RS Boosting就是通过PA/PB参数将空闲DTX帧中或者其他PDSCH帧中的信号功率借用给RS, 从而改善RS信号的EPRE, 起到覆盖增强的效果。

对于多天线端口来说, 如果某个子帧中一个时隙中的RE位置上为RS信号, 则另一个时隙中的相应位置用作DTX, 不传输任何信号。如果将DTX的功率借给RS使用, 则RS信号功率提升1倍, 也就相当于我们通常所说的Boost 3 d B。此时, 不需要借用PDSCH中的功率, 所以对PDSCH功率没有影响。

在2或4天线端口配置下, PB=1的情况就是Boost 3 d B, 在这种情况下, RS借用了空闲RE的功率, 功率正好提升1倍, 而PDSCH所占用的RE酌功率不变, OB/p A为1。

PB配置为其他值时, RS功率提升的幅度不同。比如, PB=2时, 对于多天线端口来说, RS信号功率提升了2倍, 除了借用DTX的功率之外, 还需要借用一部份PDSCH功率, 从而使得p B/p A为3/4。PB=4时, 对于多天线端口来说, RS信号功率提升了3倍, 对应的p B/p A为2/4, 即1/2。

三、应用方案二:协作多点传输功能

为提高边缘用户业务速率, 提高用户感知, 将干扰信号充分利用, 我们引入COMP功能, COMP功能的目的主要是提高高速率业务的覆盖范围, 提高小区边缘及整个系统的吞吐量。

Co MP全称是协作多点传输 (Coordinated Multiple Points Transmission/Reception) , 是指地理位置上分离的多个传输点, 协同为一个UE传输数据 (PDSCH) 或者联合接收一个UE发送的数据 (PUSCH) 。参与协作的多个传输点通常指多个小区, 这些小区可以来自同一个基站, 也可以是不同基站下的小区。分为下行Co MP和上行Co MP。

上行联合接收:上行Co MP系统中定义服务小区为用户实际归属小区, 协作小区为联合接收上行信号的其他小区, 服务小区和协作小区同时接收终端发送的上行信号, 并通过协作的方式联合作出决策。多小区数据合并接收的算法主要有以下三种:天线数据合并、译码后数据动态选择合并和解调后软信息合并。从算法性能上, 天线数据合并性能最好, 译码后数据动态选择合并性能最差, 解调后软信息合并性能增益介于前两者之间。在实际产品开发中, 综合考虑DSP基带处理能力、硬件数据交互能力等选择算法3。

在相同时频资源上, 多个小区 (包括主小区和协作小区) 同时接收JR用户的数据, 等效为接收天线数增加, 可以获得额外的接收分集增益, 同时干扰源减少, 干扰减弱。对于JR用户, 等效为4天线接收 (主辅小区都是2天线小区) , 对于非JR用户, 等效为2天线接收。或等效为16天线接收 (主辅小区都是8天线小区) , 对于非JR用户, 等效为8天线接收。

在LTE组网过程中, 小区间干扰不可避免, COMP功能可以充分利用小区间干扰信号, 提高系统吞吐量的效果。

四、新功能应用结论

下行导频功率提升方案, 通过PA/PB参数将空闲DTX帧中或者其他PDSCH帧中的信号功率借用给RS, 使覆盖效果载干比有所改善。

开启下行导频功率功能后网络性能改善主要体现在以下几个方面:CQT定点测试中对各个测试点的RSRP提升较明显;在DT测试中通过对松林街覆盖进行对比测试, 得知开启下行导频功率方案对覆盖有较大的提升;测试中也发现开启下行导频功率对下载速率产生一定比例的下降。

开启COMP功能开关后指标改善效果较明显, COMP功能开启后可以显著提升边缘用户上传速率。测试增益最大可以达到91.81%, 各种场景平均增益在32%以上;同频干扰越严重, 上行吞吐量增益越明显;小区边缘用户上行吞吐量增益和测试无线环境相关, 如果协作小区信号强于服务小区, JR用户上行增益较高, 如果协作小区信号弱于服务小区, JR用户上行增益相对较低;此功能可应用2天线及8天线场景且现网设备不需要硬件改动, 只通过软件升级和参数配置即可实现。通过功能验证证实在干扰高、用户感知低的边缘场景, COMP功能开启将会显著提升网络吞吐量和提升用户感知。

摘要：随着4G网络快速建设, 互联网经济给人民的生活带来了巨大的便利, 社会发展和人民生活水平快速提高。与此同时, 网络质量和容量成为了制约无线网络的瓶颈。利用新技术、新方案改善TDD-LTE网络的广覆盖和深覆盖能力, 拓展4G网络在物联网层面上的应用成为成为移动网络新的业务增长点。

关键词：TD-LTE,下行导频提升,COMP