LTE 与CDMA 网络覆盖对比分析

林 志

（中国电信福建无线网优中心，福州 350001）

1 引言

基于覆盖定义，开展LTE 与CDMA 接收机灵敏度计算并讨论覆盖的可靠性，在此基础上分析Rx 和RSRP 与下行接收机灵敏度的关系，在考虑覆盖可靠性前提下确定Rx 和RSRP 覆盖门限对应为-95dBm 和-110dBm，并通过MOS 和下行速率的拟合确认覆盖门限的合理性。

基 于LTE 的MR 和CDMA 的PPSMM，提 出 一 种LTE 与CDMA 覆盖快速对标方法，并进行某地C/L 快速覆盖对比，结果表明LTE 略好于CDMA 网络，对比过程中也进一步佐证了C/L 覆盖门限的15dB 差异，具有推广意义。

2 LTE 与CDMA 覆盖对标的理论研究

2.1 CDMA Rx_Pwr、LTE RSRP 覆盖门限与接收灵敏度的关系

在分析Rx_Pwr/RSRP 覆盖门限与接收灵敏度的关系之前，先来分析二者之间的差异，再进一步分析二者与接收机灵敏度的关系。

2.1.1 CDMA Rx_Pwr 与LTE RSRP 的差异分析

CDMA 2000 1x 系统中衡量下行覆盖质量常用到指标有Rx_pwr、Ec/Io，其中Rx_pwr 为接收功率，在进行链路预算过程中主要以Rx_pwr 为主，是决定覆盖范围的关键指标。

在LTE 链路预算过程中也基本也功率为主，同样是决定覆盖质量的关键指标，SINR 则为承载RS 信号的无线资源的信号干扰噪声比，与小区间干扰和负荷高度相关，在灵敏度计算过程中已纳入考虑，因此对于LTE 重点分析RSRP。

2.1.2 CDMA Rx_Pwr 与接收机灵敏度的关系

CDMA 是扩频通信系统，其计算得到的MS 接收机灵敏度远小于接收机带宽内实际接收到的功率，此时当用Rx_Pwr 衡量的覆盖门限中，不可能低于热噪声，CDMA 系统在1.2288MHZ 带宽内的最低热噪声

-105.1dBm 的热噪声叠加CDMA 开销信道和FCH 的最低接收功率（即接收灵敏度）后，CDMA 带宽内最低功率积分为-104.65dBm，3GPP2 协议C.S0011 定义的MS 的FCH 信道接收机灵敏度测试要求是在输入不大于-104dBm，BS 侧与之类似。因此MS 在带宽内最小接收功率（即Rx_pwr）为-104dBm。

不考虑热噪声，换一个角度看，根据高通仿真，极端情况下，当BTS 功率满载，单用户FCH 的功率均值与总功率相差15dB，因此在MS 接收到最低FCH 功率时，其间还收到同小区内开销信道功率和其他用户的FCH 功率（与MS 使用的FCH 功率相差15dB），即此时其在1.2288MHz 带宽内接收到的功率积分=FCH最小接收功率+15dB=-120+15=-105dBm。与热噪声模式计算相近。

2.1.3 LTE RSRP 与接收机灵敏度的关系

RSRP 为UE 在RS 信号带宽（15kHz）的功率积分，包含了RS 功率和热噪声，LTE 在15kHz 带宽内的热噪声

叠加UE 的接收机灵敏度功率（-130.8dBm）后，UE 在15kHz 带宽内接收功率为-123.91dBm，因此3GPP 协议TS 36.101定义的MS 在20MHz 带宽内接收机最小接收功率测试（QPSK 调制）要求是在不大于-94dBm（20MHz 对应1200个子载波，带宽内接收功率=-123.91+10log（1200）），BS 侧与之类似。此时UE在RS 带宽内最小接收功率（即RSRP）为-124dBm。

因此，考虑叠加热噪声后，LTE UE 接收机灵敏度与RSRP门限关系如表1所示：

表1 RB带宽内LTE UE接收机灵敏度与RSRP门限（精简版）

2.2 覆盖门限合理性分析

对于上述确定的覆盖门限是否合理，需要进行确认，确认过程主要采用拟合方法，对于CDMA 网络采用Rx_pwr vs MOS 进行拟合确认，LTE 网络则通过DT 测试数据对RSRP vs MOS 进行拟合确认。

2.2.1 Rx_pwr vs MOS 拟合

在市区DT 测试过程中，很难采集到Rx＜-90dBm 的采样点，本次拟合采用漳州高速公路例行DT 测试数据，共计192803个采样点，拟合过程中，由于DT 测试数据MOS 采样周期大于Rx_pwr 采样周期，为此将MOS 采样周期内的Rx_pwr 采样点做算术平均收敛处理，收敛后共有2043个MOS 采样点。收敛后Rx vs MOS 的对应图如图1所示：

图1 Rx vs MOS

在Rx_pwr＞=-95dBm 的1648 个 采 样 点 中 有1521 个 点MOS＞=3，占比92.29%，由于Rx vs MOS 的散点图无法详细分析，为此以5dB为区间计算Rx分段区间内MOS＞=3的概率如图2所示：

图2 Rx分段区间MOS＞=3的概率

可以看出Rx＞=95dBm 前MOS＞=3的概率可以超过80%，而Rx＜-95dBm 后，MOS＞=3的概率陡降，因此将CDMA 的最小带宽接收电平（即Rx_pwr）确定为-95dBm 是合理的。

2.2.2 RSRP vs MOS 拟合

RSRP vs MOS 的拟合采用漳州境内高速测试和福州城区测试的数据，共计238303个采样点，拟合过程中，由于DT 测试数据MOS 采样周期大于RSRP 采样周期，为此将MOS 采样周期内的RSRP 采样点做算术平均收敛处理，收敛后共有8958个MOS 采样点。收敛后RSRP vs MOS 的对应图如图3所示：

图3 RSRP vs MOS

在RSRP＞=-110dBm 的8946 个 采 样 点 中 有8395 个 点MOS＞=3.5，占比93.84%，由于RSRP vs MOS 的散点图无法详细分析，为此，以5dB 为区间计算RSRP 分段区间内MOS＞=3.5的概率如图4所示：

图4 RSRP分段区间MOS＞=3.5的概率

可以看出RSRP＞=-110dBm 前MOS＞=3.5的概率可以超过80%，而RSRP＜-110dBm 后，MOS＞=3.5 的概率陡降，因此将LTE 的RSRP 确定为-110dBm 是合理的。

2.2.3 拟合小结

通过对CDMA Rx vs MOS、LTE RSRP vs MOS、LTE RSRP vs 下行速率的拟合和概率分布图可以确定覆盖门限（Rx＞=-95dBm和RSRP ＞=-110dBm）可以满足语音质量和边缘速率目标，因此后续将采用该门限进行对比分析。

3 覆盖对比分析

CDMA 的Rx 覆盖门限可以采用-95dBm，LTE 的RSRP 覆盖门限可以采用-110dBm，基于PPSMM 和MR 进行C/L 覆盖快速对比，根据上述结论，进行现网某区域的C/L 覆盖对比。

3.1 MR 对比

取LTE 网络的MR 数据和CDMA 网络的PPSMM 数据进行分析，按5dB 步长对Rx/RSRP 区间内的采样点进行累加，分别求占总采样点数的占比，同时及时累加占比，对比如表2所示。

Rx/RSRP 的分段占比上看，CDMA 集中在（-45，-90]的6个区间，LTE 则集中在（-60，-105]的6个区间，相差15dbm。

表2 C/L Rx和RSRP区间分段对比

3.2 栅格化对比

对MR 数据和PPSMM 数据按50米*50米栅格化（栅格内的MR 采样点的Rx/RSRP 进行算术平均），栅格化后的覆盖对比图如图5所示：

图5 C/L栅格化覆盖渲染对比

从地理展现图上可能较难对比，因此对栅格的Rx/RSRP 均值按5dB 步长进行区间栅格累计，统计如表3所示：

表3 C/L Rx和RSRP栅格化数据区间分段对比

从统计结果看，LTE 的RSRP＞=-110dBm 的栅格比例为99.94%，CDMA Rx＞=-95dBm 的栅格比例为99.58%，LTE 的栅格化覆盖率同样略好于CDMA 网络。

而且Rx/RSRP 的分段栅格占比上看，CDMA 集中在（-60，-90]的6个区间，LTE 则集中在（-75，-105]的6个区间，同样相差15dbm。

3.3 小结

基于PPSMM 和MR 的采集分析，通过原始数据和栅格化的区间分段对比，二者集中分布的区间均相差15dBm，这样佐证了Rx 与RSRP 覆盖门限差值15dB 的合理性，按覆盖门限对比，可以得出某区域的LT 覆盖E 略好于CDMA。