TD-LTE新技術(shù)特征下的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法演變

以往的GSM、CDMA通信系統(tǒng)建設(shè)已為后續(xù)TD-LTE的組網(wǎng)規(guī)劃提供了不少豐富的經(jīng)驗(yàn)。與2G/3G系統(tǒng)相比，TD-LTE無(wú)論是物理層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)度算法等都發(fā)生了很大的變化，這些變化決定了TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與2G/3G系統(tǒng)有所不同。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的流程與3G系統(tǒng)相似，但TD-LTE在網(wǎng)絡(luò)需求分析、頻率規(guī)劃、規(guī)模估算（包括覆蓋和容量估算）、網(wǎng)絡(luò)仿真和參數(shù)規(guī)劃方面與3G存在較大差異，特別是規(guī)模估算和網(wǎng)絡(luò)仿真這兩個(gè)步驟差異更大。

網(wǎng)絡(luò)需求分析方法的變化

為滿(mǎn)足TD-LTE高速、大流量網(wǎng)絡(luò)需求，在規(guī)劃TD-LTE覆蓋區(qū)域時(shí)，首先應(yīng)結(jié)合室內(nèi)和室外熱點(diǎn)區(qū)域，綜合考慮確定TD-LTE覆蓋區(qū)域，優(yōu)先考慮室外熱點(diǎn)區(qū)域和室內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域重合的區(qū)域；其次，熱點(diǎn)區(qū)域應(yīng)在大中城市城區(qū)范圍內(nèi)選擇；第三，除考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量與平均數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量比值外，還需要考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的絕對(duì)值；另外，規(guī)劃TD-LTE的覆蓋區(qū)域不宜太零散，應(yīng)保證一定區(qū)域范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋，避免用戶(hù)使用業(yè)務(wù)時(shí)過(guò)多的系統(tǒng)間交互。

頻率規(guī)劃的變化

TD-LTE在頻率規(guī)劃方面與2G/3G系統(tǒng)有很大的差異。TD-LTE系統(tǒng)是基于OFDM或OFDMA多載波調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)，與TD-SCDMA系統(tǒng)通過(guò)碼字來(lái)區(qū)分用戶(hù)，讓用戶(hù)共享載頻資源的機(jī)制不同，TD-LTE系統(tǒng)通過(guò)時(shí)間或頻率子帶來(lái)區(qū)分用戶(hù)。TD-LTE系統(tǒng)的頻率規(guī)劃需要考慮到如何合理分配和復(fù)用有限的頻段，解決小區(qū)間的干擾這一主要干擾問(wèn)題。

目前，TD-LTE系統(tǒng)有同頻組網(wǎng)及異頻組網(wǎng)兩種方式。鑒于TD-LTE是一個(gè)同頻干擾受限的寬帶系統(tǒng)，為避免同頻干擾保證小區(qū)邊緣的同頻載干比，建議給室內(nèi)覆蓋預(yù)留單獨(dú)的頻率資源。

覆蓋規(guī)劃及鏈路預(yù)算的變化

TD-SCDMA演進(jìn)到TD-LTE后，業(yè)務(wù)信道由專(zhuān)用信道變?yōu)楣蚕硇诺?；因此要確定小區(qū)的有效覆蓋范圍，首先需要確定小區(qū)邊緣用戶(hù)的最低保障速率要求。由于TD-LTE采用時(shí)域/頻域的兩維調(diào)度，還需要確定不同速率的業(yè)務(wù)在小區(qū)邊緣區(qū)域占用的RB數(shù)或者SINR要求，才能確定滿(mǎn)足既定小區(qū)邊緣最低保障速率下的小區(qū)覆蓋半徑。

TD-LTE的鏈路預(yù)算流程相對(duì)TD-SCDMA來(lái)說(shuō)也發(fā)生了很大變化。概括來(lái)說(shuō)，TD-LTE鏈路預(yù)算流程包括：輸入速率需求和系統(tǒng)帶寬、確定天線配置、MIMO配置、確定DL/UL公共開(kāi)銷(xiāo)負(fù)荷、發(fā)送端功率增益和損耗計(jì)算、接收端功率增益/損耗計(jì)算，最后得到鏈路總預(yù)算。在鏈路預(yù)算方面，特別需注意以下幾點(diǎn)。

天線類(lèi)型對(duì)覆蓋的影響

對(duì)于上行鏈路來(lái)說(shuō)，基站側(cè)天線數(shù)增加，體現(xiàn)為接收分集增益能力的提升；對(duì)于下行鏈路來(lái)說(shuō)，SFBC發(fā)射分集時(shí)，4、8天線比2天線的增益稍高，但差別不大；采用波束賦形時(shí)，8天線比2天線高6dB左右的增益。

發(fā)送功率對(duì)覆蓋的影響

基站發(fā)射功率增大，覆蓋能力增強(qiáng)，但干擾也將逐步增加，在一定功率值附近頻譜效率達(dá)到平穩(wěn)。實(shí)際設(shè)備功率取值會(huì)在覆蓋能力、頻譜效率、設(shè)備成本與體積方面進(jìn)行平衡。不同信道的下行功率可以依據(jù)功率配置準(zhǔn)則進(jìn)行功率的配置和調(diào)整，這種配置方式會(huì)影響到覆蓋性能。

CP配置對(duì)覆蓋的影響

CP配置與覆蓋能力沒(méi)有直接的關(guān)系，但CP配置要覆蓋到多徑延遲以規(guī)避干擾。密集城區(qū)多徑豐富的環(huán)境下，NormalCP適用于1.5km以?xún)?nèi)的覆蓋范圍，ExtendCP適用于5km內(nèi)的覆蓋范圍。

資源對(duì)覆蓋的影響

在一定邊緣業(yè)務(wù)速率性能的要求下，業(yè)務(wù)信道占用的RB資源、子幀數(shù)目越多，覆蓋距離就越遠(yuǎn)。

多天線技術(shù)的影響

由于LTE中采用了多種多天線技術(shù)，多天線技術(shù)如何選用及是否開(kāi)啟都會(huì)對(duì)覆蓋產(chǎn)生直接的影響。目前的研究結(jié)果表明，采用波束賦型后，小區(qū)邊緣頻譜效率比采用發(fā)射分集時(shí)有明顯提升；也就是說(shuō)對(duì)于同樣的小區(qū)邊緣頻譜效率要求，采用波束賦型的覆蓋范圍大于采用發(fā)射分級(jí)的覆蓋范圍。

容量規(guī)劃與規(guī)模估算的變化

與TD-SCDMA不同，TD-LTE小區(qū)的容量不僅與信道配置和參數(shù)配置有關(guān)，而且與調(diào)度算法、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法、多天線技術(shù)選取等都有關(guān)系?？紤]到業(yè)務(wù)信道均為共享信道，TD-LTE容量估算的方法不能按照TD-SCDMA業(yè)務(wù)容量估算的方法來(lái)進(jìn)行。TD-LTE容量規(guī)劃可通過(guò)系統(tǒng)仿真和實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到各種無(wú)線場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)和UE各種配置下的小區(qū)吞吐量和小區(qū)邊緣吞吐量。

TD－LTE系統(tǒng)的容量由很多因素決定，包括固定的配置和算法的性能、實(shí)際網(wǎng)絡(luò)整體的信道環(huán)境和鏈路質(zhì)量等。利用規(guī)劃軟件進(jìn)行仿真分析可知采用合適站距并接近理想蜂窩結(jié)構(gòu)的規(guī)劃方案其小區(qū)吞吐量比其他方案有明顯提升，因此在TD-LTE規(guī)劃時(shí)應(yīng)比2G/3G系統(tǒng)更加關(guān)注網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格按照站距原則選擇站址，避免選擇高站及偏離蜂窩結(jié)構(gòu)較大的站點(diǎn)。

性能仿真的變化

與TD-SCDMA規(guī)劃仿真流程相比，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)仿真有一些區(qū)別，區(qū)別主要體現(xiàn)在具體的參數(shù)配置和功能模塊中，這些參數(shù)配置和功能模塊體現(xiàn)了LTE的技術(shù)特點(diǎn)，包括承載參數(shù)配置、多天線增益配置、ICIC干擾消除功能和無(wú)線資源調(diào)度。

需注意的是，TD-LTE的技術(shù)特點(diǎn)會(huì)在小區(qū)邊界用戶(hù)頻率規(guī)劃、用戶(hù)和業(yè)務(wù)模型以及蒙特卡羅仿真上體現(xiàn)出來(lái)。在覆蓋預(yù)測(cè)方面，RS的門(mén)限不僅僅滿(mǎn)足RS信號(hào)的解調(diào)要求，還需結(jié)合小區(qū)邊緣最低保障業(yè)務(wù)速率來(lái)設(shè)定。TD-LTE的蒙特卡羅仿真與TD-SCDMA差異主要體現(xiàn)在LTE支持設(shè)備RB相應(yīng)的調(diào)度算法和基于SFR的ICIC等的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法，同時(shí)由于要考慮模擬MIMO的性能，LTE系統(tǒng)要同時(shí)考慮大尺度衰落和小尺度衰落。

參數(shù)規(guī)劃的變化

TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)劃主要包括3個(gè)部分：鄰區(qū)規(guī)劃、頻率規(guī)劃、擾碼（PCI）規(guī)劃。在鄰區(qū)規(guī)劃方面，TD-LTE與TD-SCDMA鄰區(qū)規(guī)劃原理基本一致，可綜合考慮各小區(qū)的覆蓋范圍及站間距、方位角等進(jìn)行規(guī)劃，不同的是，TD-LTE還要考慮與TD-SCDMA、GSM等異系統(tǒng)間的鄰區(qū)規(guī)劃。關(guān)于頻率規(guī)劃參數(shù)前面已經(jīng)專(zhuān)門(mén)分析。在PCI規(guī)劃方面，TD-LTE的PCI規(guī)劃與3G的擾碼規(guī)劃類(lèi)似，基本原則是在覆蓋區(qū)交疊的相鄰小區(qū)不分配互相關(guān)性相對(duì)較高的碼字對(duì)，考慮到PCI資源充足，LTE的PCI規(guī)劃比TD-SCDMA的擾碼規(guī)劃要容易得多。