FDD LTE无线网 PCI 和 TA 的设计

无线网PCI 和TA 的设计

（一）PCI 设计原则

1.PCI 概念

PCI=Physical Cell ID,即物理小区ID，是LTE 系统中终端区分不同小区的无线信号标识（类似CDMA 制式下的PN）。PCI 和RS 的位置存在一定的映射关系，相同PCI 的小区，其RS 位置相同，在同频情况下会产生干扰。

LTE 的物理小区ID(即PCI)数量为504 个（0~503）。现实组网不可避免要对PCI 进行复用，可能造成相同PCI 由于复用距离过小产生冲突（PCI 冲突）。PCI 规划（物理小区ID规划）的目的就是为每个eNB小区合理分配PCI，确保同频同PCI的小区下行信号之间不会互相产生干扰，避免影响手机正确同步和解码正常服务小区的导频信道。

LTE网络中，PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑。

2.PCI 分组方案

PCI = (3 × NID1) + NID2

NID1：物理层小区识别组，范围为0到167。定义SSS序列。

NID2：在组内的识别，范围为0到2。定义PSS序列。

集团规定的LTE实验网分组原则如下：

根据集团分组规定，四川电信LTE网络PCI分组使用方案如下：

1）PCI总数为504个，三个为一组，共168组，编号0-167。集团公司关于PCI的分组方案是：室外用0-99共100组，室内使用第100-140组，剩下141-167组共27为预留，该27组PCI平均分为A、B、C段，每段9组PCI.

2）PCI分配要满足规定的复用距离，同时避免模3，模6干扰，同时模30也需要满足一定复用距离。PCI模3要求，第一扇区Mode3等于0，第二扇区Mode3等于1，第三扇区Mode3等于2；【方向角和扇区编号要求：第一扇区方向角范围20°±60°，第二扇区140°±60°，第三扇区260°±60°】。

3）省/市边界使用预留的27组共3段PCI组。

4）存在异厂家组网的地市，厂家边界的PCI规划要求各分公司组织厂家作专项方案，避免边界区域出现PCI冲突。

5）高铁，超远覆盖、及省内其他用途与省/市边界复用预留的27组PCI；

6）地铁PCI和室内PCI复用。

3.PCI 分组规划技术要求

1)避免相同PCI 分配给邻区

（1）情况1

假如两个相邻的小区分配相同的PCI，这种情况下会导致重叠区域中至多只有一个小区会被终端检测到，而造成初始小区搜索时只能同步到其中一个小区，而该小区不一定是最合适的，称这种情况为collision，如下图所示：

（2）情况 2

假如一个小区的两个相邻小区具有相同的PCI，这种情况下如果终端请求切

换到ID 为 A 的小区，eNB 不知道哪个为目标小区。称这种情况为confusion。如下图所示：

（3）情况 3

主小区边界上可能会收到非邻区关系的其他小区信号，虽然这类小区信号强度小于终端的接入电平，但对终端的接收仍然产生干扰，建议PCI规划时也要规避。

2)避免模3 和模6 相同的PCI 分配到相邻

避免模3相同即规避相邻小区的PSS序列相同和相邻小区RS信号的频域位置相同。避免模6相同即规避相邻小区RS信号的频域位置相同。

在同频的情况下，如果单天线端口两个小区PCI模6相等或两天线端口两个小区PCI模3相等，这两个小区之间的RS位置也是相同的，同样会产生较严重的干扰，导致信噪比下降。

原理参考下图：

避免邻区PCI模3和模6相同的规划示例如下：

注：规划中尽量避免相邻小区的模3和模6相同，对强干扰邻区一定要避免PCI模3相同，PCI模3相同时对性能有较大影响。

3)避免模30 相同的PCI 分配到相邻

RB分配时利用正交的ZC序列，这种序列用于产生LTE终端的上行参考信号。将这些序列编为组，记为Group0-Group29（共30组），不同组代表不同的序列。规划时注意相邻小区不能使用相同的组，以保证终端的上行参考信号的正交性。上行参考信号的组号与小区PCI相关，组号＝（PCI+”设定的组号”）Mod30，通常各小区的“设定的组号”设为一致。所以只需考虑PCI模30不同即可保证小区下上行参考信号的序列不同组。原理较为复杂，本处不详细解释。

建议PCI模30相同的小区间复用距离要足够远，以防出现共覆盖区的情况。

避免邻区PCI模30相同的规划示例如下

4)复用距离足够远

保证PCI相同或模30相同的小区具有足够的复用距离，并在同频邻小区之间选择干扰最优的PCI值进行设计。

(二) TA 设计原则

1. TA 的概念及规划原则

跟踪区TA(Tracking area) 是LTE/SAE系统为UE的位置管理设立的概念,其作用与C网的LAC类似，主要用于寻呼。跟踪区的规划要确保寻呼信道容量不受限，同时对于区域边界的位置更新开销最小。一般的建网区域只需一个MME 管辖（一个MME管辖数千上万个eNB）。

跟踪区的规划遵循以下原则：

1) 跟踪区的划分不能过大或过小，TA中基站的最大值由MME等因素的寻呼容量来决定。

2) 跟踪区规划应在地理上为一块连续的区域，避免和减少各跟踪区基站插花组网。

3) 城郊与市区不连续覆盖时，郊区（县）使用单独的跟踪区，不规划在一个TA中。

4) 寻呼区域不跨MME的原则。

5) 利用规划区域山体、河流等作为跟踪区边界，减少两个跟踪区下不同小区交叠深度，尽量使跟踪区边缘位置更新量最低。

2. TA 的大小设计

一个TA下的寻呼量可以通过以下模型来预估：假设一个eNodeB下的在线用户数为X，每秒发给每用户的寻呼次数为Y，该TA下的基站数为Z，则该TA 下每个eNodeB每秒需要接收到的Paging times=X*Y*Z，要求MME和eNodeB 的处理能力均大于此结果才能保证寻呼消息能够被完全和及时地处理。此模型可以用于检验TA划分是否过大。

结合上述模型，再对MME和eNodeb性能进行评估，可以确定TA的大小。

1)MME的Paging性能评估

寻呼负荷确定了跟踪区的最大范围，相应的，边缘小区的位置更新负荷决定了跟踪

区的最小范围。一个MME下挂基站数或TA跟踪区数量的最主要限定条件还是MME的最大寻呼容量。

2)eNodeB的Paging性能评估

eNodeB的能力决定了TA跟踪区的大小，eNodeB寻呼能力由以下最小的规格决定。

（1）PDSCH 寻呼负荷评估

PDSCH能支持的每秒寻呼次数。

（2）PDCCH 寻呼负荷评估

PDCCH能支持的每秒寻呼次数。

（3）eNB CPU 寻呼负荷评估

实际产品能支持的每秒寻呼次数。

3)其他参考因素

根据调研，在正常负载情况下，设备厂家 1 个TA 下的基站一般在50~100 左右，不排除有部分厂家因为处理能力超强而使TA 下挂基站更多的情况。应根据试验网设备厂家能力考虑TA 的合适大小，初期试验网负载较低情况下，可将TA 区域设计大一些，尽量与 C 网的LAC 区域保持范围一致，后期当负载增加时可缩小TA 的大小。

3、TA规划建议

根据集团要求及以上TA规划原则，四川电信TA的划分原则上与c网LAC 边界对齐，农村区域如果站点较稀，前期可以考虑两个LAC合并为一个TA。后期随着基站规模扩大，用户的增长及业务模型的变化，在优化过程中逐步进行TA的优化调整。