TD-LTE主要功能

饒志華 湯冠軍 陳彥

【摘要】TDLTE下行頻選調度的主要原理是依據UE反饋的下行信道CQI信息，在頻域上為UE分配較好的子帶資源，來優化鏈路性能，避開小區間的干擾。本測試研究主要用來驗證TD-LTE系統對下行頻率選擇性調度功能的支持，考察在不同加擾模式下下行頻域選擇性調度和非頻域選擇性調度的性能比較。

【關鍵詞】TDLTEFSSFDSCQI

一、下行頻率選擇性算法原理介紹及現場測試

1.1DL-FSS算法理論分析以及預期

1.1.1DL-FSS原理說明

下行頻選調度的主要原理是依據UE反饋的下行信道CQI信息，在頻域上為UE分配較好的子帶資源。其本質的想法是利用無線信道在頻域上質量變化的自由度，來優化鏈路性能，避開小區間的干擾。OFDMA系統中，每個子帶信道質量的選擇性來源于兩個方面，一是無線信道本身多徑特性造成的頻域上的衰落變化；二就是相鄰小區間干擾在頻域上的分布所造成的各個子帶上干擾功率的不同。

（1）無線信道自身的頻選衰落

圖1是不同UE的無線信道本身頻選衰落的示意圖。

在無線傳播環境中存在的信道的時延擴展，會造成頻域上衰落的起伏。對于20MHz的TD-LTE系統，其可用帶寬遠遠大于一般傳播環境中的相干帶寬，因此調度器可以在20MHz帶寬中，選擇對于某UE衰落較小的子帶，以提升該UE的性能。同時當小區中存在多個的UE時，不同UE的信道衰落是不相關的。調度器可以綜合多個UE的信道信息，統籌所有的資源分配，讓每個被調度的UE都獲得較好的子帶。

（2）鄰區干擾在頻域上的分布

在多小區的網絡中，下行的性能受到鄰區干擾的制約。但是在非滿載的網絡中，鄰區干擾往往不能占滿所有的頻域資源。此時，調度器可以通過CQI中包含的干擾信息，選擇沒有鄰區干擾的子帶分配給用戶，達到避開干擾，優化下行性能的目的。

根據3Gpp協議TS36.213中，對于CQI的定義，CQI應該只是在當前寬帶或者子帶上發送PDSCH的性能，它綜合考慮了無線信道環境，鄰區干擾，以及UE自身接收能力的所有影響。利用子帶CQI匯報，即可以獲取不同子帶上的無線信號實際接收質量信息。調度器可以根據這種信息避開干擾。當下次的調度結果中，有一部分子帶依然與鄰區干擾“相撞”時，這一部分子帶會再次避開，直到雙方的調度資源基本完全錯開。

1.1.2DL-FSS預期

通過系統仿真，對于下行50%負載，對比頻選調度與非頻選調度，所期望獲取的性能增益如下：

增益: 好點：<5%；中點：25%~35%；差點：>40%；整體： >10%

增益大小依賴于實際網絡中無線信道的選擇性，比如視距環境頻選特性較弱，而非視距信道環境頻選特性較弱。鄰區的負載情況及業務特性情況特性也有一定影響。同時UE自身的信道估計能力也會影響匯報值是否精確。

從以上看到，在好點頻選調度的性能增益較小，這是因為在好點高SINR的情況下，UE接收到的信號功率強，受到的干擾小。因此調度器的選擇結果對該UE的性能影響不大。反之，在差點的UE，由于自身接收到的信號功率弱，受到的干擾大，如何選擇合理的子帶，避開較深的衰落和鄰區的干擾就成為了決定性能的關鍵因素。因此在中差點運用頻選調度，會取得更好的增益。

1.2測試環境描述

本次測試在現有的TD-LTE擴大規模網絡中選取了5個站點作為測試區域，該區域屬于典型的密集城區，平均站間距500米。其中主測小區為中北公司小區3，處于5個站點中間，其余4個站為加擾鄰區，鄰區設置下行分別為空擾，OCNG50%加擾，OCNG100%加擾。

1.3關鍵參數配

測試環境：密集或典型城區環境

頻率：2.6G，D頻段；系統帶寬：20MHz

幀結構:采用上行/下行配置1（2:2，子幀配置：DSUUDDSUUD）常規長度CP；

特殊子幀配置7（DwPTS:GP:UpPTS=10:2:2）

CFI：3；天線模式：DL：8天線：Mode3/7自適應

1.4測試系統、終端、測試儀表

海思TD-LTE商用終端：HUAWEIE398

DriverTestinstrument（路測軟件）：CDSB18-RAU20s

二、測試內容及方法

2.1測試約定

單項指標的記錄，涉及到測試時間長短的，測試時間最少60s，記錄數據為60s中獲取數據序列的均值。

測試時的TCP/IP配置如下：

TCP接收窗長（RWin）：1034816；默認發送窗：同RWin

MTUSize：1446；ACKS選擇：打開

2.2信道條件定義

本測試規范中，根據信道條件的不同分為四類測試點：“極好”點、“好”點、“中”點和“差”點。這四類點依據SINR值來進行區分。

極好點：>22dB；好點：15～20dB；中點：5dB～10dB；差點：-5dB～0dB

SINR定義：采用EESM（指數等效SINR映射）映射方法得到。

2.3測試步驟

（1）測試區域所有小區配置為非頻域選擇性調度；（2）在主測小區選擇好、中、差點（3個好點、4個中點、3個差點），10部終端根據上述比例分布主測小區內；（3）周圍鄰區打開，配置為空擾；（4）各終端同時開啟下載業務，穩定后保持3分鐘以上，記錄主測小區每個用戶的下行吞吐量，RSRP，RSRQ，CQI，SINR，RANK，占用的RB數，MCS，MIMO方式，監測主測小區的IoT水平、同時在線用戶數以及PDCCH和PDSCH資源占用情況，統計小區吞吐量；（5）將主測小區和加擾小區都配置為頻域選擇性調度，重復步驟2-4；（6）周圍鄰區配置為50%OCNG加擾，重復步驟4-5；（7）周圍鄰區配置為100%OCNG加擾，重復步驟4-5。

三、測試研究總結

●測試結果

DL-FSS相對DL-FDS好、中、差點吞吐量比較見表1：

小區吞吐量對比見表2。

●測試結果分析

從測試結果中可以看出下行FSS相對下行FDS，（1）好點相對增益比較小；（2）中、差點能夠帶來比較大的增益，在50%加擾情況下的差點增益尤其明顯，可以達到68.9%。

通過分析在50%加擾情況下差點的記錄,可以看出由于周邊鄰區是50%OCNG的加擾方式，那么UE的整體信道環境就具有很明顯的頻域選擇性，這時候基站會選擇信道條件比較好、干擾比較小的PRB分配給UE，從而就會帶來很大的頻域選擇性增益。UE的信道環境可以用子帶CQI信息來表征,截取其中的一段LOG，如表3所示（index4），可以看出最好的子帶和最差的子帶CQI的差值為8。

3.1外場下行FSS總體結論

從以上的測試研究結果可以得到如下的結論。下行FSS對比下行FDS：（1）FSS相對FDS在空擾、50%加擾，100%加擾都有明顯增益；（2）FSS相對FDS在中點和差點的增益高,極好點和好點的增益較小，（3）小區邊緣平均吞吐量FSS比FDS在空擾、50%加擾，100%加擾下分別增加了45.49%，68.89%，33.82%，小區邊緣增益更加明顯。

3.2規劃建議

建議在實際網絡部署中開啟DLFSS頻選調度，可明顯改善小區邊緣用戶體驗并且有效提升小區整體吞吐量。

參考文獻

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[2]郭省力，方俊利，張躍虎. LTEFSS鏈路預算及覆蓋估算方法研究. 2012

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[4]3GPPTS36.213Physicallayerprocedures