精品文档高密度住宅4G直放站应用优化指导书.docx

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高密度住宅4G直放站应用优化指导书

高密度住宅4G直放站应用优化指导书

【摘要】：

5G大建设背景下，4G建设投资大幅缩紧，然而城区仍有较多的新建住宅小区不断交付，用户入住后投诉电梯、地下室无信号，有安全隐患风险，要求运营商解决。

住宅小区的室分建设一般采用楼顶射灯对打的方式，耗费RRU设备巨大，但入网运行后流量和负荷并不高，属于覆盖类场景。

本文在此背景下，选择4G直放站作为深度覆盖的有效补充信源之一，研究如何合理设计网络参数，解决直放站引入增加的额外时延问题，介绍4G直放站的部署方案、开通、参数配置及优化，对工作经验进行归纳总结，以期对其余地市LTE数字直放站的开通提供指导。

【关键字】直放站、时延

【业务类别】LTE、VoLTE

一、问题描述

前期LTE网络建设以新增、扩容RRU为主，但是随着4G投资大幅缩减，主设备资源极度紧张，低成本的数字直放站逐步开始应用，数字直放站在低话务场景有较多优势：

1）在部分地下室、电梯、山区、村庄等低话务量区域，直放站可以低成本、快速部署，解决用户覆盖问题。

2）直放站可以使用“一拖N”的方式降低单点位成本。

3）从网络性能来看，直放站可以减少PCI、根序列资源的复用，减少PCI冲突混淆、

MOD3干扰等问题。

但是直放站的引入势必会增加额外的时延，如何合理设计网络参数，规避时延的影响是一个需要重点考虑的方面。

因此，直放站如何部署，采用何种施工方案，以及参数该如何正确设置是一个需要实地论证的课题。

二、分析过程

2.1、直放站时延分析

LTE网络中现采用的直放站多为数字直放站。

相比RRU而言，数字直放站由于存在变频过程，传输时延会大一些。

直放站时延主要由直放站处理时延、光纤传输时延及无线信号传输时延组成，考虑到居民区覆盖距离较近，忽略无线信号传输时延，因此直放站时延主要为处理时延、光纤传输时延两部分组成，一般10us左右。

2.2、循环前缀CP分析

为有效消除ISI和ICI，LTE网络中采用了CP的方式。

CP的主要原理就是将OFDM符号的尾部复制到符号的前端进行发射，以规避ISI和ICI的影响。

（1）随机接入过程中的时延分析

PRACH用于传输randomaccesspreamble，Preambleformat共计有5种格式，在时域上，循环前缀（cp）和保护时间（GT）用来避免与前一个子帧或者后一个子帧的干扰。

目前现网中配置的为format0，TCp值为103.125us，远大于直放站的时延。

所以直放站产生的时延对随机接入的影响不大。

前导格式

CP长度（Ts/）

GT长度

Tds（us）

r（km）

0

3168/103.13

2976/96.88

6.25

14.53

1

21024/684.38

15840/515.63

16.67

77.34

2

6240/203.13

6048/196.88

6.25

29.53

3

21024/684.38

21984/715.63

16.67

100.16

4

448/14.583

288/9.375

5

1.406

表1LTE前导格式

（2）业务过程中的时延分析

在LTE系统中，上、下行普通CP配置下的时隙结构如下图所示，在一个时隙中，第0个OFDM符号的循环前缀CP长度和其他OFDM符号的CP长度是不一样的。

第0个OFDM符号的CP长度为160Ts（5.2us），而其他6个OFDM符号的CP长度为144Ts（4.7us）。

无论是5.2us还是4.7us，均远小于直放站时延。

所以当直放站与施主扇区信号存在重叠区域时，势必会造成符号间的干扰，会影响信号质量SINR和网络性能。

图1FDD帧结构与CP配置

所以，为了减少直放站与施主扇区信号在重叠区域造成的符号间的干扰，可以通过以下两种方案解决：

1、双通道均连接直放站，覆盖目标区域，不使用施主扇区信号覆盖。

2、直放站和施主扇区信号覆盖不同区域，避免重叠覆盖；

2.3、prachCS与小区半径分析

LTE中随机接入PRACH序列采用的是ZC序列，每个小区共有64个可用的前导序列，前导序列是由ZC根序列通过Ncs生成。

而Ncs在协议中规范共计有16种取值，而每种取值和小区半径有一定的对应关系。

Ncsconfiguration

Ncsvalue

CellRange（km）

Unrestrictedset

Restrictedset

0

0

15

118.9

1

13

18

0.76

2

15

22

1.04

3

18

26

1.47

4

22

32

2.04

5

26

38

2.62

6

32

46

3.48

7

38

55

4.33

8

46

68

5.48

9

59

82

7.34

10

76

100

9.77

11

93

128

12.2

12

119

158

15.92

13

167

202

22.78

14

279

237

38.8

15

419

-

58.83

直放站开通后，时延势必增加，需要适当增加小区半径，避免出现小区半径不合理导致切换失败和无法接入问题。

诺基亚LTE的小区半径是由NCS（prachCS）决定的，所以增加prachCS就实现了增加小区半径。

目前六安的prachCS有2种设置，城区小区是8（对应小区半径是5.48KM），农村小区是11（对应小区半径是12.2KM）。

一般情况下，满足使用，如果光缆过长，时延过大，可以适当增加prachCS设置。

三、解决措施

3.1、试点选取

本次验证开通试点为国悦府新建室分，前期规划18个RRU覆盖，现改为3个RRU连接18个直放站覆盖，设计图纸如下：

3.2、部署方案

1、直放站连接方案

为了避免直放站与施主扇区信号在重叠区域造成的干扰，同时增加覆盖区域，本次试点采用双端口均连接直放站的覆盖方案：

2、施主扇区参数配置

3个施主扇区主要参数配置：

eNodeBID

CI

TAC

PCI

RACHrootsequence

EARFCN

prachCS

dlMimoMode

pMax

dlRsBoost

dlCellPwrRed

914968

55

27140

411

780

1850

8

DynamicOpenLoopMIMO

460

0

0

914968

56

27140

412

784

1850

8

DynamicOpenLoopMIMO

460

0

0

914968

57

27140

413

788

1850

8

DynamicOpenLoopMIMO

460

0

0

传输模式采用DynamicOpenLoopMIMO（TM3）模式，RRU双端口重叠覆盖区域可以占用上双流，速率更高。

3.3、开通验证

10月25日，站点开通后，进行了现场验证测试和网管KPI指标分析。

1、KPI指标分析：

通过分析发现，直放站开通后各施主小区各项指标正常，如下所示：

2、DT测试分析：

通过现场验证发现，直放站开通后小区覆盖和速率指标正常，满足用户使用，如下所示：

四、经验总结

通过本次对4G网络数字直放站的部署验证，发现4G的直放站可以在某些程度上规避一些网络问题，但是如果采用了不恰当的施工方案和不恰当的参数设置，也势必会对网络造成负面的影响，因此在实际工作中对4G直放站的使用需要注意：

1、在使用直放站的场景中，需尽量减少施主RRU覆盖区域与其下挂直放站覆盖区域的重叠面积；

2、直放站无法增加网络的容量，适用于低话务场景，如地下室、住宅楼、电梯、山区、村庄等；

3、prachCS值默认为8（城区）和11（农村），可以满足一般小区的覆盖，但对于中间光纤较长的小区应考虑增大prachCS满足覆盖半径。

4、直放站故障难以通过测试和指标分析发现原因，需要安排专人监控。