覆盖增强

通信术语

LTE覆盖增强技术分为上行和下行覆盖增强技术。

背景

随着数据通信业务需求的迅速增加，移动通信业务由话音业务过渡到话音，数据，图像综合业务阶段。为满足宽带数据通信的需求，无线宽带接入网的建设成为未来移动网络建设重点。LTE作为未来通信发展的大趋势，各大运营商都先后加大了对LTE的投资和研究力度。目前，我国及欧，美，日等一些国家已开始或即将部署LTE网络。

LTE系统不仅要满足多种环境下用户业务的动态速率需求，还需要为各种移动性应用提供可控的上下行无缝覆盖。实际组网中，小区边缘面临着来自其他小区的较大程度的干扰，会对小区边缘用户接入概率，频谱效率和用户体验造成影响。另外，欧洲运营商通过实测发现，LTE系统甚至存在小区边缘用户的VoIP业务服务质量低于第三代移动通信网络的问题。

因此，上下行覆盖增强技术，对于更加有效地推动LTE标准的大规模商用化工作，提升相应的网络效益，促进LTE产业链的健康发展有重要作用。

上行技术

LTE上行覆盖增强技术主要包括TTIBundling、ICIC、IRC、4天线接收、TMA等。这里针对TTIBundling进行详细介绍。

LTE中物理层调度的基本单位是1ms，这样小的时间间隔可以使得LTE中应用的时间延迟较小。然而，在某些小区边缘，覆盖受限的情况下，UE由于受到其本身发射功率的限制，在1ms的时间间隔内可能无法满足数据发送的误块率（BLER）要求。例如对于长度为33字节的VOIP数据包（包含L1/L2层的头部信息）在1ms的时间内发送，物理层的速率需要达到312kbit/s。对于某些情况下的LTE小区边缘可能无法达到这一要求。

为此，对于上述情况的VOIP包，LTE中可以在RLC层对其进行分片（Segmentation），对于每一分片采用独立的HARQ进程分别进行传输。

RLC层分片的方法会带来额外的头部开销和系统控制信令的开销。而且，HARQ反馈的错误解码对于RLC层分片的影响也不容忽视。

为此，LTE中提出了TTIBundling的概念，对于上行的连续TTI进行绑定，分配给同一UE。这些上行的TTI中，发送的是相同内容的不同RV版本。这样可以提高数据解码成功的概率，提高LTE的上行覆盖范围，代价是增加了一些时间延迟。eNB只有在收到所有绑定的上行帧以后才反馈HARQ的ACK/NACK，这样就会减少所需的HARQ的ACK/NACK数目，同时由于上行资源进行一次分配，而应用到所有绑定的上行帧，这样上行资源分配的开销也会减少。

TTIBundling模式的配置是通过上层信令中的参数ul-SCH-Config：ttiBundling来进行的。触发条件可以是UE上报了上行功率受限等。TTIBundling模式只对UL-SCH有效。TTIBundling中连续发送的TTI数目，也就是TTIBundle_Size定义为4。对于非TTIBundling的上行帧，存在8个HARQ的进程。对于TTIBundling的HARQ进程，则有4个。LTE中规定TTIBundling重传的时间间隔为16个TTI，也就是16个1ms的子帧。

在图1，中上行子帧0，1，2，3绑定在一起，通过HARQProcess0进行传输。子帧0～3分别发送相同传输块的不同冗余版本RV0、RV1、RV2、RV3。eNB有4ms的处理时间（包括传输延迟）。在子帧7，eNB会通过PHICH来发送ACK或NACK，在本例中是NACK。HARQProcess0对应的TTIBundling将从子帧16开始进行重传。如果在子帧12处，UE接收到DCI格式0的PDCCH，指示上行的资源分配，那么TTIBundling的上行HARQ重传就是自适应的，在指示的资源频带上进行传输，否则就是非自适应的，采用和初次传输相同的上行资源进行传输。

对于普通非绑定的上行子帧，其重传的时间是8ms；对于绑定的上行子帧，其重传的时间为16ms。因此，对于同一UE以及不同UE之间的上行子帧调度，需要避免相互之间的冲突。

下行技术

LTE下行覆盖增强技术主要包括下行4×2/4×4MIMO、RRU上塔、高输出功率等。

LTE

LTE概念

LTE（LongTermEvolution，长期演进)，又称E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合称E3G（Evolved3G）

LTE是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多TSGRAN#26会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为140Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。LTE系统有两种制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即频分双工LTE系统和时分双工LTE系统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD-LTE系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据，而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。

LTE/EPC的网络架构如图2所示。

LTE系统结构

LTE采用由eNB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现低时延、低复杂度和低成本的要求。与3G接入网相比，LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的改变，逐步趋近于典型的IP宽带网络结构。

LTE的架构也叫E-UTRAN架构，如图3所示。E-UTRAN主要由eNB构成。同UTRAN网络相比，eNB不仅具有NodeB的功能，还能完成RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。eNodeB和eNodeB之间采用X2接口方式直接互连，eNB通过S1接口连接到EPC。具体地讲，eNB通过S1-MME连接到MME，通过S1-U连接到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之间的多对多连接，即一个eNB可以和多个MME/S-GW连接，多个eNB也可以同时连接到同一个MME/S-GW。

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