規(guī)劃設(shè)計(jì)為TD發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

?TD-SCDMA無疑是當(dāng)前通信業(yè)界最熱門的話題之一。自從1998年6月我國向國際電聯(lián)提出TD-SCDMA制式標(biāo)準(zhǔn)開始，TD-SCDMA經(jīng)歷了從充滿期待到困難重重再到柳暗花明的坎坷發(fā)展之路。在信息產(chǎn)業(yè)部的大力支持和推動(dòng)下，經(jīng)過近幾年持續(xù)的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、小規(guī)模試驗(yàn)，特別是2006年開始的較大規(guī)模的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和友好用戶試用，TD-SCDMA的技術(shù)完善性日漸凸現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟。目前，TD-SCDMA預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)正密鑼緊鼓地進(jìn)行，大規(guī)模的TD-SCDMA商用系統(tǒng)呼之欲出。在這種大背景下，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作開始日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

??? 國內(nèi)近年來對(duì)3GPPR4標(biāo)準(zhǔn)的FDD系統(tǒng)（即WCDMA）在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的研究已經(jīng)非常深入，但對(duì)同樣是3GPPR4標(biāo)準(zhǔn)的TD-SCDMA系統(tǒng)(即TDDLCR系統(tǒng))在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的研究相對(duì)滯后。與WCDMA系統(tǒng)相比，TD-SCDMA系統(tǒng)在核心網(wǎng)層面采用了與之相同的規(guī)范和協(xié)議，在無線網(wǎng)層面的差異則非常大。因此，在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面的研究工作更顯得非常緊迫而必要。

??? 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它從覆蓋、容量、質(zhì)量和投資等方面直接影響著網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。TD-SCDMA采用了20世紀(jì)90年代以來通信領(lǐng)域的多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、動(dòng)態(tài)信道分配、上行同步等，因此具備了多項(xiàng)其他3G制式無線系統(tǒng)所沒有的特點(diǎn)，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作提出了新的挑戰(zhàn)。

??? 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營前的關(guān)鍵步驟，主要根據(jù)無線傳播環(huán)境、業(yè)務(wù)、社會(huì)等多方面因素，從覆蓋、容量、質(zhì)量三方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宏觀配置。TD-SCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分碼分結(jié)合多址方式、智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、動(dòng)態(tài)信道分配等一系列新型關(guān)鍵技術(shù)和無線資源算法，提高系統(tǒng)性能，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來很多新特點(diǎn)，如不同業(yè)務(wù)的覆蓋具有一致性、小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯、上下行信道配置靈活等。

覆蓋規(guī)劃

??? TD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋性能主要取決于兩方面，一是上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換保護(hù)長度對(duì)覆蓋的限制，二是鏈路預(yù)算。TD-SCDMA在下行導(dǎo)頻時(shí)隙和上行導(dǎo)頻時(shí)隙之間有96個(gè)碼片寬的保護(hù)帶，限制了小區(qū)覆蓋范圍不能超過11.25km。如果通過DCA鎖住第一個(gè)上行時(shí)隙，基站理論覆蓋距離可進(jìn)一步擴(kuò)大。鏈路預(yù)算是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃的關(guān)鍵，分為上行和下行。下行鏈路預(yù)算復(fù)雜，且一般基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)大于手機(jī)發(fā)射功率，因此一般通過計(jì)算上行鏈路來確定小區(qū)覆蓋半徑，然后從覆蓋受限方面估計(jì)出基站數(shù)目。

??? TD-SCDMA鏈路預(yù)算指標(biāo)受其獨(dú)特的幀結(jié)構(gòu)、TDD雙工方式、智能天線、聯(lián)合檢測和接力切換等關(guān)鍵技術(shù)影響。根據(jù)TD-SCDMA獨(dú)特的幀結(jié)構(gòu)，要分別考慮導(dǎo)頻信道與BCH信道等公共信道和業(yè)務(wù)信道的功率分配、干擾儲(chǔ)備和天線增益。

??? 實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，TD-SCDMA系統(tǒng)的鏈路預(yù)算應(yīng)根據(jù)具體無線網(wǎng)絡(luò)傳播環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)、廠家設(shè)備性能、具體工程參數(shù)設(shè)定等進(jìn)行具體調(diào)整。

容量規(guī)劃

??? TD-SCDMA系統(tǒng)采用多種關(guān)鍵技術(shù)使得小區(qū)內(nèi)和小區(qū)外的干擾基本被抑制，因此具有更大的頻譜利用率和容量。TD-SCDMA系統(tǒng)容量特點(diǎn)主要有:各種業(yè)務(wù)基本同徑覆蓋、小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯、接力切換沒有宏分集、切換比較容易控制、上下行容量與時(shí)隙比例和最大發(fā)射功率有關(guān)。

??? 多種干擾抑制技術(shù)的采用，使TD-SCDMA系統(tǒng)中的容量受限呈現(xiàn)出多樣性(即功率受限、碼資源受限和干擾受限)，但以碼資源受限為主。在密集城區(qū)和復(fù)雜環(huán)境中會(huì)表現(xiàn)為干擾受限，在一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村等環(huán)境和區(qū)域中表現(xiàn)為碼資源受限，因此TD-SCDMA系統(tǒng)容量規(guī)劃應(yīng)針對(duì)不同環(huán)境區(qū)別對(duì)待。目前TD-SCDMA系統(tǒng)的容量估算方法主要有以下三種:公式法、BRU法和坎貝兒法。BRU法和坎貝爾法引入了基本資源單元、業(yè)務(wù)資源強(qiáng)度等概念，適用于TD-SCDMA這種資源受限系統(tǒng)，不適用于WCDMA這類干擾受限系統(tǒng)。WCDMA系統(tǒng)容量規(guī)劃一般采用基于干擾受限的公式法，但計(jì)算公式和TD-SCDMA有所不同。

頻率和碼規(guī)劃

??? TD-SCDMA系統(tǒng)占用155MHz頻譜，其中2010MHz～2025MHz為一階段頻段，干擾小，劃分為3個(gè)5MHz的頻段。每個(gè)載頻占用帶寬為1.6MHz，因此對(duì)于5M、10M、15M帶寬，分別可支持3、6、9個(gè)載頻，可以同頻組網(wǎng)或異頻組網(wǎng)。同頻組網(wǎng)頻譜利用率高，鄰小區(qū)同頻干擾大，需損失一定容量換取性能改善;異頻組網(wǎng)能有效減小鄰小區(qū)同頻干擾的影響，改善系統(tǒng)性能，但頻譜利用率較低，需要更多的頻率資源。目前TD-SCD－MA系統(tǒng)的頻率規(guī)劃多采用N頻點(diǎn)方案，即每扇區(qū)配置N個(gè)載波，其中包含一個(gè)主載頻、N-1個(gè)輔載頻。公共控制信道均配置于主載頻，輔載頻配置業(yè)務(wù)信道。主載頻和輔載頻使用相同的擾碼和midamble碼。N頻點(diǎn)方案可以降低系統(tǒng)干擾，提高系統(tǒng)容量，改善系統(tǒng)同頻組網(wǎng)性能。

??? TD-SCDMA系統(tǒng)使用具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的下行導(dǎo)頻碼、上行導(dǎo)頻碼、擾碼和Midamble碼。TD-SCDMA系統(tǒng)128個(gè)基本擾碼按編號(hào)順序分為32個(gè)組，每組4個(gè)，每個(gè)基本擾碼用于下行UE區(qū)分不同的小區(qū)。在碼規(guī)劃中，首先確定每個(gè)邏輯小區(qū)下行導(dǎo)頻碼在32個(gè)可選碼組中的對(duì)應(yīng)序號(hào)，然后根據(jù)所處的序列位置在對(duì)應(yīng)的4個(gè)擾碼中為小區(qū)選擇一個(gè)合適的擾碼?；綧i－damble碼與擾碼一一對(duì)應(yīng)，可隨著擾碼的確定而確定。相比于WCDMA的512個(gè)碼字，TD-SCDMA系統(tǒng)碼資源相對(duì)較少，因此TD-SCDMA擾碼規(guī)劃較WCDMA網(wǎng)絡(luò)要求更高。

時(shí)隙規(guī)劃

??? TD-SCDMA系統(tǒng)可以靈活配置上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，來適應(yīng)不同業(yè)務(wù)上下行流量的不對(duì)稱性。合理配置上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)是提高系統(tǒng)頻譜利用率的有效手段。在具體進(jìn)行時(shí)隙比例規(guī)劃時(shí)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r靈活配置，根據(jù)上下行承載所占BRU的比例進(jìn)行時(shí)隙比例的計(jì)算。業(yè)務(wù)發(fā)展初期，適應(yīng)語音業(yè)務(wù)上下對(duì)稱的特點(diǎn)可采用3∶3(上行∶下行)的對(duì)稱時(shí)隙結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，可采用2∶4或1∶5的時(shí)隙結(jié)構(gòu)。

??? 時(shí)隙靈活配置在提高資源利用率的同時(shí)，可能帶來相鄰小區(qū)之間由于上下行時(shí)隙分配比例不一致造成的干擾。因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與組網(wǎng)時(shí)，可對(duì)上下行時(shí)隙比例的分配采取如下原則，對(duì)干擾進(jìn)行適當(dāng)規(guī)避:(1)盡量避免任意分配上下行時(shí)隙比例，而應(yīng)按照不同區(qū)域上下行業(yè)務(wù)流量要求，對(duì)大片區(qū)域采用統(tǒng)一的上下行時(shí)隙比例，使得這種干擾只在兩個(gè)不同區(qū)域交界處發(fā)生;(2)在不同時(shí)隙比例的交界處，對(duì)于上下行時(shí)隙交疊的時(shí)隙，上行時(shí)隙容量損失比下行時(shí)隙容量損失嚴(yán)重，所能承載的用戶較少，因此，不同時(shí)隙比例的交界處應(yīng)選在有較多上行容量空余的區(qū)域;(3)應(yīng)該避免相鄰基站上下行時(shí)隙比例差異過大(如1∶5和5∶1相鄰)；(4)上下行時(shí)隙比例通常作為小區(qū)參數(shù)來配置，對(duì)于同一個(gè)扇區(qū)下的所有小區(qū)的上下行時(shí)隙比例應(yīng)一致，同一基站內(nèi)的多個(gè)扇區(qū)的時(shí)隙比例也最好相同。特殊情況下可以通過動(dòng)態(tài)信道調(diào)整、空間隔離、避免基站天線正對(duì)和犧牲容量等方式來規(guī)避干擾。