基于FDD-LTE的短途海上航道移动通信研究

摘要

近年来，随着我国经济的强劲增长，海上旅游发展显著，游客乘坐海上航班的数量也在增加并且传统渔业也蓬勃发展，渔民作业过程中也需要大量数据业务上传和下载，因此，海上短途航道的无线通信网络的覆盖和优化就十分重要。但是很显然，海面上的无线环境非常复杂，传播路径绝大多数是由两部分组成，分别是空气传播的直射波和海面反射的反射波，这种传播环境接近于自由空间的传播环境。受海面风浪影响，行驶在海面的船只接收端的实际高度也随着风浪有很大的起伏。由于海域这种特殊场景地广人稀，业务需求分散，覆盖问题成为了重中之重，通过以往多年的TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）网络建设效果并没有达到预期，很难实现广域覆盖，所以无论是从网络覆盖还是网络质量角度，都迫切希望通过FDD-LTE（Frequency Division DuplexingLong Term Evolution，分频长期演进）这种组网方式的解决海域的广覆盖问题。 本文研究基于FDD-LTE网络制式覆盖海上航道来提升网络性能为目的，针对海域场景地广人稀，业务需求分散等特点，通过前台测试和后台分析结合，总结出海域LTE网络利用FDD制式覆盖对比TDD的优点,具体包括FDD-LTE覆盖能力、抗干扰性能、以及速率较单纯TD-LTE网络覆盖都有非常高的提升： （1）本文的背景和意义已得到研究，并分析了关于海域无线网络覆盖的国内外研究的趋势和进展，并说明了需要解决的实际问题。 （2）研究了FDD-LTE的网络特性，以及FDD-LTE的帧结构，上下行物理信道等技术原理，针对海域覆盖独特的环境传播模型，对比TD-LTE海域场景的优势对网络海域场景的特殊性以全面深入研究，以及海域场景所面临的问题，运用FDD-LTE网络形成海域场景覆盖解决方案，提升网络质量。 （3）介绍了FDD-LTE网络组网解决方案设计与实现，根据实际情况进行频率规划和组网方式的选择，以及重选策略的制定和协同TD-LTE网络的互操作，并且简要研究天馈问题的解决思路。 （4）网络开通后，首先对FDD海域基站进行单站指标分析，然后对航线网络性能进行针对覆盖的测试和分析，对比TD-LTE网络在覆盖率、RSRP、SINR等重要指标上的表现，验证FDD-LTE网络对整个网络的影响，再分析FDD基站的流量吸收能力。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外的技术发展及研究概况

1.2.1 移动通信发展史

1.2.2 LTE标准演进

1.2.3 移动通信演进趋势

1.3 本文所要解决的实际问题

1.4 本文章节安排

2 FDD技术原理和海域传播模型

2.1 FDD频谱资源

2.2 FDD-LTE帧结构

2.3 上下行物理信道与物理信号

2.4 FDD-LTE与TD-LTE技术对比

2.5 海上移动通信信道特征

2.5.1 Okumura-Hata模型

2.5.2 COST231-Hata模型

2.5.3 海域传播模型

2.6 本章小结

3 FDD-LTE网络组网解决方案设计与实现

3.1 FDD-LTE组网频率

3.2 FDD-LTE与TD-LTE核心网融合

3.3 FDD-LTE组网建设方式

3.3.1 GSM升级FDD-LTE

3.3.2 TD-LTE升级FDD-LTE

3.4 FDD与TDD互操作策略

3.4.1 FDD-LTE重选策略

3.4.2 FDD-LTE切换原则

3.4.3 FDD-LTE与TD-LTE互操作

3.5 天馈问题和解决思路

3.6 本章小结

4 FDD-LTE网络组网性能分析

4.1 海域FDD网络单站指标

4.2 航线FDD与TDD网络覆盖指标对比

4.2.1 大连至威海航线

4.2.2 旅顺至蓬莱航线

4.2.3 杏树屯至大长山岛航线

4.3 FDD-LTE网络分流效果

4.4 FDD-LTE网络分流存在问题

4.4.1 重选优先级因素

4.4.2 RS功率配置因素

4.4.3 终端频段支持因素

4.5 本章小结

结论

参 考 文 献

致谢

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