覆蓋增強LTE上行覆蓋增強技術

LTE上行覆蓋增強技術主要包括TTIBundling、ICIC、IRC、4天線接收、TMA等。這里針對TTIBundling進行詳細介紹。

LTE中物理層調度的基本單位是1ms，這樣小的時間間隔可以使得LTE中應用的時間延遲較小。然而，在某些小區(qū)邊緣，覆蓋受限的情況下，UE由于受到其本身發(fā)射功率的限制，在1ms的時間間隔內可能無法滿足數(shù)據(jù)發(fā)送的誤塊率（BLER）要求。例如對于長度為33字節(jié)的VOIP數(shù)據(jù)包（包含L1/L2層的頭部信息）在1ms的時間內發(fā)送，物理層的速率需要達到312kbit/s。對于某些情況下的LTE小區(qū)邊緣可能無法達到這一要求。

為此，對于上述情況的VOIP包，LTE中可以在RLC層對其進行分片（Segmentation），對于每一分片采用獨立的HARQ進程分別進行傳輸。

RLC層分片的方法會帶來額外的頭部開銷和系統(tǒng)控制信令的開銷。而且，HARQ反饋的錯誤解碼對于RLC層分片的影響也不容忽視。

為此，LTE中提出了TTIBundling的概念，對于上行的連續(xù)TTI進行綁定，分配給同一UE。這些上行的TTI中，發(fā)送的是相同內容的不同RV版本。這樣可以提高數(shù)據(jù)解碼成功的概率，提高LTE的上行覆蓋范圍，代價是增加了一些時間延遲。eNB只有在收到所有綁定的上行幀以后才反饋HARQ的ACK/NACK，這樣就會減少所需的HARQ的ACK/NACK數(shù)目，同時由于上行資源進行一次分配，而應用到所有綁定的上行幀，這樣上行資源分配的開銷也會減少。

TTIBundling模式的配置是通過上層信令中的參數(shù)ul-SCH-Config：ttiBundling來進行的。觸發(fā)條件可以是UE上報了上行功率受限等。TTIBundling模式只對UL-SCH有效。TTIBundling中連續(xù)發(fā)送的TTI數(shù)目，也就是TTIBundle_Size定義為4。對于非TTIBundling的上行幀，存在8個HARQ的進程。對于TTIBundling的HARQ進程，則有4個。LTE中規(guī)定TTIBundling重傳的時間間隔為16個TTI，也就是16個1ms的子幀。

在圖1，中上行子幀0，1，2，3綁定在一起，通過HARQProcess0進行傳輸。子幀0～3分別發(fā)送相同傳輸塊的不同冗余版本RV0、RV1、RV2、RV3。eNB有4ms的處理時間（包括傳輸延遲）。在子幀7，eNB會通過PHICH來發(fā)送ACK或NACK，在本例中是NACK。HARQProcess0對應的TTIBundling將從子幀16開始進行重傳。如果在子幀12處，UE接收到DCI格式0的PDCCH，指示上行的資源分配，那么TTIBundling的上行HARQ重傳就是自適應的，在指示的資源頻帶上進行傳輸，否則就是非自適應的，采用和初次傳輸相同的上行資源進行傳輸。

對于普通非綁定的上行子幀，其重傳的時間是8ms；對于綁定的上行子幀，其重傳的時間為16ms。因此，對于同一UE以及不同UE之間的上行子幀調度，需要避免相互之間的沖突。

隨著數(shù)據(jù)通信業(yè)務需求的迅速增加，移動通信業(yè)務由話音業(yè)務過渡到話音，數(shù)據(jù)，圖像綜合業(yè)務階段。為滿足寬帶數(shù)據(jù)通信的需求，無線寬帶接入網的建設成為未來移動網絡建設重點。LTE作為未來通信發(fā)展的大趨勢，各大運營商都先后加大了對LTE的投資和研究力度。目前，我國及歐，美，日等一些國家已開始或即將部署LTE網絡。

LTE系統(tǒng)不僅要滿足多種環(huán)境下用戶業(yè)務的動態(tài)速率需求，還需要為各種移動性應用提供可控的上下行無縫覆蓋。實際組網中，小區(qū)邊緣面臨著來自其他小區(qū)的較大程度的干擾，會對小區(qū)邊緣用戶接入概率，頻譜效率和用戶體驗造成影響。另外，歐洲運營商通過實測發(fā)現(xiàn)，LTE系統(tǒng)甚至存在小區(qū)邊緣用戶的VoIP業(yè)務服務質量低于第三代移動通信網絡的問題。

因此，上下行覆蓋增強技術，對于更加有效地推動LTE標準的大規(guī)模商用化工作，提升相應的網絡效益，促進LTE產業(yè)鏈的健康發(fā)展有重要作用。

LTE下行覆蓋增強技術主要包括下行4×2/4×4MIMO、RRU上塔、高輸出功率等。

覆蓋增強LTE概念

LTE（LongTermEvolution，長期演進)，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合稱E3G（Evolved3G）

LTE是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃）組織制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統(tǒng)）技術標準的長期演進，于2004年12月在3GPP多倫多TSGRAN#26會議上正式立項并啟動。LTE系統(tǒng)引入了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多輸入多輸出）等關鍵傳輸技術，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率（20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷后大概為140Mbps，但根據(jù)實際組網以及終端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），并支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網絡架構更加扁平化簡單化，減少了網絡節(jié)點和系統(tǒng)復雜度，從而減小了系統(tǒng)時延，也降低了網絡部署和維護成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。LTE系統(tǒng)有兩種制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即頻分雙工LTE系統(tǒng)和時分雙工LTE系統(tǒng)，二者技術的主要區(qū)別在于空中接口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。FDD-LTE系統(tǒng)空口上下行傳輸采用一對對稱的頻段接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而TDD-LTE系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸，相對于FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。

LTE/EPC的網絡架構如圖2所示。

覆蓋增強LTE系統(tǒng)結構

LTE采用由eNB構成的單層結構，這種結構有利于簡化網絡和減小延遲，實現(xiàn)低時延、低復雜度和低成本的要求。與3G接入網相比，LTE減少了RNC節(jié)點。名義上LTE是對3G的演進，但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的改變，逐步趨近于典型的IP寬帶網絡結構。

LTE的架構也叫E-UTRAN架構，如圖3所示。E-UTRAN主要由eNB構成。同UTRAN網絡相比，eNB不僅具有NodeB的功能，還能完成RNC的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。eNodeB和eNodeB之間采用X2接口方式直接互連，eNB通過S1接口連接到EPC。具體地講，eNB通過S1-MME連接到MME，通過S1-U連接到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之間的多對多連接，即一個eNB可以和多個MME/S-GW連接，多個eNB也可以同時連接到同一個MME/S-GW。

對覆蓋義齒有不同的描述和名稱：如混合式（Hybrid Prosthesis ）修復體、套筒冠式（Telescoped denture）、上蓋式（Overlay denture）和覆蓋義齒式（Overdenture）。 一般英語稱“Overdenture”，描述其覆蓋的外形。

1. 根據(jù)基牙的功能不同分類

由于覆蓋基牙的高度、外形和是否有固位裝置是不同的，所起到的支持、穩(wěn)定、固位

作用是不同的。一般根據(jù)基牙的功能不同分為如下幾類:

（1）簡單覆蓋義齒

經過完善的根管治療，并且其斷面在齦上留有一定高度（1.5毫米以上）的殘根可以用

作簡單覆蓋義齒。通過修整根面并將根管口用銀汞或樹脂充填后，不再進行進一步的處理，在其上制作覆蓋義齒，這種覆蓋義齒稱為簡單覆蓋義齒。這種覆蓋義齒的基牙僅能起到支持作用，能保持根周牙槽骨的高度。一般用于基牙條件較差，牙根較短，松動度明顯不適于進一步治療時；或因為經濟原因，患者不希望進一步花費。有時，因為口內余留牙較多，或無牙區(qū)牙槽嵴條件較好，估計義齒有足夠固位力時，也可對基牙僅作簡單覆蓋。

（2）根帽式覆蓋義齒

基牙經過完善的根管治療，截冠處理后，在其外表制作一保護的金屬根帽，然后在其

上制作覆蓋義齒，這種覆蓋義齒稱為金屬根帽式覆蓋義齒。這種覆蓋義齒的基牙也僅能起到支持作用，能保持根周牙槽骨的高度。比簡單覆蓋義齒對基牙有一定的保護作用。因為基牙經過截冠、修改外形后，暴露的牙本質容易產生繼發(fā)齲。

（3）套筒冠式覆蓋義齒

基牙外表制作有垂直外壁或有一定聚攏度的外壁的金屬內冠，義齒基托組織面安放與

內冠高度吻合的金屬外冠，靠內外冠之間的摩擦力產生固位的覆蓋義齒稱為套筒冠式覆蓋義齒。這種覆蓋義齒的基牙不僅有支持作用，而且有穩(wěn)定和固位作用。一般需要有良好的研磨冠制作技術，同時使用貴金屬材料較好，因此費用較高。

（4）附著體式覆蓋義齒

基牙根面安放附著體，如根帽式附著體、桿卡式附著體、磁性附著體等附著體增加固位作用。制作時需要有附著體預成件，如果與套筒冠技術同時使用，也需應用研磨裝置。

2． 根據(jù)覆蓋義齒的范圍不同分類(Classification by Overlap Area of Overdentures )

根據(jù)覆蓋義齒的范圍分類，可分為覆蓋全口義齒和覆蓋可摘局部義齒兩類。前者是指

義齒覆蓋在整個牙弓上，外形如全口義齒，保留的天然牙僅有牙根；后者是指義齒覆蓋在部分牙弓上，尚有部分天然牙齒保留完整牙冠，外形如局部義齒，保留的天然牙上放置或不放置固位體。

3． 根據(jù)覆蓋基牙的成分不同分類(Classification by Abutment’s Composition )

（1） 天然牙支持式覆蓋義齒

指覆蓋基牙是天然牙牙根或牙冠的覆蓋義齒，一般沒有特指的覆蓋義齒均為此類覆蓋義齒。

（2）種植體支持式覆蓋義齒

指覆蓋在由種植體支持的基樁上的覆蓋義齒。有時也可由種植體和天然牙根共同支持覆蓋義齒。

覆蓋規(guī)劃是室內分布系統(tǒng)建設中的重點內容，首先是要確定覆蓋指標，然后確定天線口發(fā)射功率，最后確定天線分布。

不同的通信系統(tǒng)有不同的覆蓋指標，因此在室內分布建設中，首先要確定系統(tǒng)的邊緣覆蓋指標。對于GSM系統(tǒng)是邊緣場強，對于WCMDA系統(tǒng)是導頻信號的RSCP和Ec/Io，對于LTE系統(tǒng)則是RSRP和SNR值。

邊緣場強主要取決于接收機的靈敏度、衰落余量和干擾余量。其中接收靈敏度與硬件設備有關，衰落余量及干擾余量與站點結構和網絡現(xiàn)狀有關，對于不同站點和區(qū)域應有相應調整。另外覆蓋邊緣場強的取定還與宏蜂窩的切換有關系。因此，建議在考慮覆蓋時，應考慮不同的區(qū)域，設定不同的覆蓋邊緣場強。對于靠近窗口或建筑物外圍的地方，邊緣場強要求高一些；而對于建筑物中間區(qū)域，可適當?shù)鸵恍?

對于GSM系統(tǒng)只需要考慮邊緣場強指標即可。但是對于支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務的WCDMA和LTE系統(tǒng)來說，還需要根據(jù)不同的覆蓋要求確定相應的覆蓋指標。對于高數(shù)據(jù)量、中低數(shù)據(jù)量和語音覆蓋區(qū)域有不同的覆蓋指標，需要根據(jù)實際的覆蓋需求來確定。

確定覆蓋指標后就需要對天線口發(fā)射功率進行設計，天線口發(fā)射功率與邊緣場強和覆蓋目標范圍有直接關系，天線口發(fā)射功率主要考慮以下幾個因素。

國家電磁輻射標準

國家電磁輻射標準規(guī)定天線口發(fā)射功率不能高于15dBm。

最小耦合損耗（MCL）

MCL定義為基站和手機之間的最小耦合損耗，MCL的降低將會引起基站底噪的抬高，降低基站靈敏度，使其他手機很難接入。

MCL=手機到天線的自由空間損耗 天線到基站接收機的天饋系統(tǒng)損耗。

手機到天線的自由空間損耗通常取值1m的空間損耗。

天線到基站接收機的天饋系統(tǒng)損耗=基站功率?天線口功率。

由此可以算出：

最大天線口功率=基站功率?天饋系統(tǒng)損耗=基站功率?MCL 手機到天線的自由空間損耗。

可根據(jù)MCL的要求計算出的為天線口功率的上限，即最大天線口功率（不能超過15dBm）。

邊緣場強要求

為了滿足在天線覆蓋范圍內，信號覆蓋能夠達到邊緣場強覆蓋的設計要求，可以計算出天線口功率的下限：

天線口功率下限=邊緣場強 自由空間損耗 隔斷損耗 陰影衰落余量

其中：自由空間損耗=20logf(MHz) 20logd(km) 32.4dB。隔斷損耗與建筑物結構材料有關，可以通過模擬測試獲取，多徑衰落余量一般室內取10dB。

由此可以根據(jù)邊緣場強計算出天線口發(fā)射功率的下限。

綜上所述，可以根據(jù)計算出的天線口發(fā)射功率的上限和下限進行天線分布的設計。

天線分布的設計主要有以下幾個原則。

–根據(jù)勘測結果和室內建筑結構，設置天線位置和選擇天線類型，設置在相鄰覆蓋目標區(qū)的交叉位置，保證其無線傳播環(huán)境良好，同時遵循天線最少化原則。

–根據(jù)覆蓋目標和范圍以及天線口功率的上下限合理設置天線口功率。

–對于層高較低，內部結構復雜的室內環(huán)境，宜選用全向吸頂天線，宜采用低天線輸出功率、高天線密度的天線分布方式，以使功率分布均勻，覆蓋效果良好，如寫字樓、酒店等建筑。

–對于較空曠且以覆蓋為主的區(qū)域，由于無線傳播環(huán)境較好，宜采用高天線輸出功率、低天線密度的天線分布方式，滿足信號覆蓋和接收場強值要求即可，如地下車庫等區(qū)域。

–對于建筑邊緣的覆蓋，宜采用室內定向天線，避免室內信號過分泄漏到室外而造成干擾，根據(jù)安裝條件可選擇定向吸頂天線或定向板狀天線，如建筑一層出入口處、樓宇沿窗區(qū)域等。

–對于電梯的覆蓋，可采用3種方式：一是在各層電梯廳設置室內吸頂天線；二是在信號屏蔽較嚴重的電梯或在電梯廳沒有安裝條件的情況下，在電梯井道內設置方向性較強的定向天線；三是在電梯轎廂內增設發(fā)射天線，布放隨梯電纜。較常用的為前兩種方式。應盡量避免電梯內的切換，以避免電梯運行過程中由于切換造成的掉話。