东莞-eMTC技术在LTE蜂窝网络的部署及性能研究
目 录
一、 二、
2.1
概况 ................................................................................................................................... 2 eMTC网络部署分析 ........................................................................................................ 2 eMTC技术特性 ............................................................................................................ 2
2.2 eMTC网络架构 .................................................................................................................. 3 三、
3.1
eMTC性能研究 ................................................................................................................ 4 测试区域及系统配置 ................................................................................................... 4 3.3.1 3.3.2 3.2 3.3
测试区域 ........................................................................................................... 4 系统配置 ........................................................................................................... 5
测试工具与仪器 ........................................................................................................... 6 测试说明 ....................................................................................................................... 7 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4
系统及参数配置 ............................................................................................... 7 测试路线的选取 ............................................................................................... 7 CQT测试近、中、远点定义 ........................................................................... 7 调度算法选取 ................................................................................................... 8
3.4 eMTC性能测试 ............................................................................................................ 8 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6
eMTC速率测试 ................................................................................................ 8 移动性能测试 ................................................................................................. 10 时延 ................................................................................................................. 10 覆盖能力 ......................................................................................................... 11 语音业务VoLTE .............................................................................................. 15 LTE与eMTC资源共享测试 ........................................................................... 17
四、 经验总结 ......................................................................................................................... 18
第1页, 共19页
【摘要】本文基于中国电信当前的网络环境下，对eMTC在实际网络中的部署进行分析，在现网进行实验网部署，研究相关性能情况是否达到理论要求。 【关键字】eMTC In-band 速率 时延 VoLTE 【业务类别】物联网
一、 概况
近年来，物联网（IoT，Internet of Things）技术不断发展成熟，面对不断增长的业务需求及越来越多元化的应用场景，在网络技术层面上开始出现分化，主要以NB-IoT、eMTC两种技术为主流方向。
eMTC是基于3GPP LTE标准协议，针对 LPWA（Low Power Wide Area，低功耗广覆盖）类业务而定义的新一代蜂窝物联网接入技术，主要面向低速率、低时延敏感、超低成本、低功耗、广深覆盖、大连接需求的物联网业务。
eMTC（enhanced Machine Type Communications，增强型机器类通信）是LTE的增强功能，是基于LTE协议演进而来，为了更加适合物与物之间的通信，也为了更低的成本，对LTE协议进行了裁剪和优化，主要在物理层发送方式上进行了简化和增强。而NB-IoT在物理层发送方式、网络结构、信令流程等方面都做了简化，因此eMTC相比NB-IoT，在上下行速率、移动性、可支持通话（VoLTE）等方面均优于NB-IoT。
二、 eMTC网络部署分析
2.1 eMTC技术特性
eMTC是基于LTE协议演进而来，是在LTE基础上进行裁剪优化而成。根据3GPP协议，相比LTE，eMTC主要技术特性体现在如下方面：
?
? ? ? ? ? ?
载波带宽降低至1.4MHz（6个连续PRB），子载波带宽UL/DL:15kHz； 减少下行传输模式（只有TM1/2/6/9）； 降低调制等级，只支持QPSK、16QAM； 减少支持CQI反馈模式类型； 最大TBSzie（1000bit）； 支持跳频；
覆盖增强（通过重复传输（repetition），可使上行增益15db，下行MCL达到156dB）；
? 终端功耗低（eDRX（enhanced Discontinuous Reception）和PSM（Power
Saving Mode）等省电技术，减少终端的接收和发送时长，降低了终端耗电，延长了待机时间）。
第2页, 共19页
2.2 eMTC网络架构
eMTC在网络部署上可以直接利用现有的LTE网络部署而成，即采用In-band方式（LTE带内部署），共用LTE功率、带宽等资源。这种方式只需要在LTE网络中进行软件升级即可，具有成本低，建网快的优势。因此，基于LTE网络部署的eMTC网络在系统架构上也与LTE较为类似。
eMTC主要涉及五个基本网元：eMTC UE，eNodeB，EPC，IoT平台，应用服务器。下面是五个网元释义。
1）eMTC UE：Category M1 UE，是单射频接收天线，最大TBS为1000bit，只能传输一个TB
块，射频带宽1.4MHz，只能接收和发送1.4MHz带宽信号，占用6个RB。
2）eNodeB：主要承担空口接入处理和小区管理等相关功能，通过S1接口 与EPC进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。
3）EPC：承担与无线非接入层交互的功能，将业务相关数据转发到IoT（Internet of Things）平台进行处理。
4）IoT平台：汇聚从各种接入网得到的IoT数据，根据不同类型转发至相应的业务应用服务器进行处理。
5）应用服务器：IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。
图 1 eMTC 系统架构图
国内LTE网络中主要存在FDD、TDD两种制式，而对于中国电信而言，目前主要网络制式还是FDD制式。按频段划分，主要为800MHz、1.8GHz、2.1GHz三个频段。eMTC载波带宽为1.4MHz，由于与LTE共用资源，因此LTE的容量也会受影响有所减少，因此从对LTE网络的影响来看，更适合部署在较大载波带宽的1.8/2.1GHz频段上；而从覆盖距离考虑，800M低频段具有更强的穿透性。另外，从长远发展趋势看，随着物联网需求应用的扩大，800M也可以在未来作为物联网的专网使用，只承载NB-IOT和eMTC。
第3页, 共19页
三、 eMTC性能研究
3.1 测试区域及系统配置
3.3.1 测试区域
? 连续覆盖测试站点
测试区在清溪镇清溪市场以北至北环路，区域和站点图如下图所示，选择商业住宅以及民房人流密集区域内连续8个L1800站点+7个L800站点，共15个站。
图2连片覆盖测试站点图
? 单站测试站点
清溪铁场站地处清溪镇东北角，周围站点少，环境比较单一，适合拉远测试。
第4页, 共19页
图 3单站测试站点-清溪铁场站
3.3.2 系统配置
参数 测试环境 频率 配置方式 典型环境 800M/1800MHz 800M频段：5MHz LTE带宽 1800M频段：15MHz 工作模式 eMTC系统带宽 传输模式 组网方式 发射端口数 基站天线数量 上行功率控制 UE最大发射功率 半双工 1.4MHz(6PRB) AM模式 同频/异频组网 双端口 2T2R/2T4R 启用 23dBm/class3 FDD LTE 带宽内一个或多个窄带 单端口场景会特殊说明 说明 广东省东莞市清溪镇 第5页, 共19页
11、东莞-eMTC技术在LTE蜂窝网络的部署及性能研究-201907
