TD-SCDMA無線網絡覆蓋方案探討

1、TD-SCDMA無線網絡覆蓋方案探討   摘要文章首先介紹了TD-SCDMA網絡的技術特點，給出了TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃的一般流程；分析了與WCDMA和CDMA2000相比TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃的特點；根據(jù)TD-SCDMA網絡近期和遠期規(guī)劃的需求，提出了與GSM網絡混合組網和獨自組網的兩種無線網絡覆蓋方案。 1、引言 隨著TD-SCDMA產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)突飛猛進的發(fā)展和TD-SCDMA產業(yè)化專項測試的完成，TD-SCDMA商用進程離我們越來越近，TD-SCDMA系統(tǒng)的網絡規(guī)劃正成為各方關注的焦點。無論是TD-SCDMA網絡建設初期還是網絡擴容期間，細致周密的網絡規(guī)劃對于網絡成

2、本的減少和運行質量的提高都具有極為重大的意義。一個TD-SCDMA系統(tǒng)的無線網絡（基站）部分投資接近總投資的三分之二，進行合理高效的TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃可以大大減少投資資本。一個優(yōu)選的規(guī)劃方案能輔助我們實現(xiàn)以最小的成本獲得最佳的性能目標，最大限度的發(fā)揮網絡的效用，發(fā)揮TD-SCDMA的技術優(yōu)勢，提高覆蓋質量，提高通信服務的市場競爭能力，提高運行商的信譽。 由于第二代系統(tǒng)所使用的無線網絡規(guī)劃方法不能滿足高性能需求，所以，我們需要有新的無線網絡規(guī)劃方法。由于TD-SCDMA采用了智能天線、聯(lián)合檢測、動態(tài)信道分配、上行同步等關鍵技術，其網絡規(guī)劃與WCDMA、CDMA2000存在一定差異。 2

3、、TD-SCDMA網絡簡介 TD-SCDMA網絡支持核心網GSM-MAP。該系統(tǒng)特別適合于在城市人口密集區(qū)提供高密度大容量語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務。它在上行鏈路各終端發(fā)出的信號在基站解調器處完全同步，通過軟件及物理層設計來實現(xiàn)，這樣可使得正交擴頻碼的各個碼道在解擴時完全正交，相互間不產生干擾，克服異步CDMA多址技術由于每個終端發(fā)射的碼道信號到達基站的時間不同，造成碼道非正交所帶來的干擾問題。 TD-SCDMA網絡特點可歸納為1： （1）TDD方式便于提供非對稱業(yè)務。工作在TDD模式下的TD-SCDMA系統(tǒng)在同一載波上交替進行上、下鏈路傳輸，這就使得系統(tǒng)可以根據(jù)不同的業(yè)務類型來靈活地調整鏈路的上

4、、下行轉換點，以適應傳輸對稱業(yè)務和非對稱業(yè)務的要求。同時TDD方式使得系統(tǒng)無需使用成對的頻段。 （2）智能天線。該系統(tǒng)的上、下行信道使用同一載頻，上、下行射頻信道完全對稱，從而有利于智能天線的使用。 （3）聯(lián)合檢測。TD-SCDMA系統(tǒng)采用的低碼片速率有利用于各種聯(lián)合檢測算法的實現(xiàn)。 （4）同步CDMA。提高了TD-SCDMA系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，簡化了電路，降低成本。 （5）軟件無線電。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，軟件無線電可用來實現(xiàn)智能天線、同步檢測、載波恢復和各種基帶信號處理等功能。 3、TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃的流程2 如圖1所示，TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃是一個不斷設計、修改、

5、再設計、再修改的迭代過程，概括地說，可分為數(shù)據(jù)準備、規(guī)劃方案和方案驗證三大步驟。  圖1TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃流程 （1）數(shù)據(jù)準備是整個無線網絡規(guī)劃的基礎。這里的數(shù)據(jù)包括地理數(shù)據(jù)、業(yè)務密度分布、無線傳播模型和其他系統(tǒng)干擾。 （2）鏈路預算是進行無線網絡預設計最重要的手段。TD-SCDMA的鏈路預算可分為上行鏈路預算和下行鏈路預算，其中上行鏈路預算的各種因素為已知或準確估計，結果較為可靠，工程上一般通過上行鏈路預算對基站覆蓋能力進行估算。上行鏈路預算計算公式如下： 最大允許空間路徑損耗（dB）=移動臺發(fā)射功率（dBm）+移動臺天線增益（dB）-人體損耗（dB）-饋線損耗（dB）+

6、基站接收天線增益（dBi）+軟切換增益（dB）-建筑物或車體穿透損耗（dB）-慢衰落余量（dB）-功控余量（dB）-干擾余量（dB）-基站接收靈敏度（dBm）。 （3）容量估算通過對單小區(qū)所能滿足的話音和數(shù)據(jù)用戶數(shù)目的估算，估計實現(xiàn)網絡容量目標需要的基站數(shù)目。 （4）性能分析以規(guī)劃區(qū)的業(yè)務密度分布圖、電子地圖為基礎信息，根據(jù)設計方案提出的站址信息、基站參數(shù)信息、系參數(shù)信息，建立無線網絡模型，進行網絡模擬，得到規(guī)劃區(qū)內每點的移動臺發(fā)射功率、接收功率；各點最強的Ec/Io、合并導頻強度、超過覆蓋門限導頻數(shù)；每個小區(qū)負荷，用以分析設計方案是否滿足了無線網絡覆蓋目標和容量目標。 4、TD-SCDMA無

7、線網絡規(guī)劃的特點 由于TD-SCDMA采用第二部分中提到的關鍵技術，其無線網絡規(guī)劃與WCDMA、CDMA2000存在一定差異。主要差異體現(xiàn)在： （1）TD-SCDMA小區(qū)呼吸效應不明顯，覆蓋對小區(qū)負荷不敏感，可按0負荷來設計覆蓋。 （2）網絡建設初期就可以一次完成切換區(qū)的合理規(guī)劃，選擇合理位置，一勞永逸。采用接力切換，系統(tǒng)對切換比例不敏感，可以有效提高切換成功率和系統(tǒng)資源利用率。 （3）采用32個擾碼組，對擾碼規(guī)劃要求較高。 （4）不同業(yè)務覆蓋差異小，不同業(yè)務的連續(xù)覆蓋能力有較好的一致性，在一定程度上簡化網絡規(guī)劃的難度。當TD-SCDMA網絡需要擴容時，可以直接在原有基站進行扇區(qū)化、加頻點，從

8、而縮短擴容時間、節(jié)省建設成本。 （5）適應業(yè)務量的增加，可以對時隙結構進行調整以調節(jié)上、下行流量的比例，使語音和數(shù)據(jù)業(yè)務可以互相轉化。 5、TD-SCDMA無線網絡覆蓋方案 TD-SCDMA網絡與GSM網絡相比較最大的優(yōu)點就是可以為用戶提供高速可靠的數(shù)據(jù)業(yè)務服務。但是從現(xiàn)在移動用戶所需要的業(yè)務來看，除了語音業(yè)務外，主要的數(shù)據(jù)業(yè)務是短消息業(yè)務，而對于其他數(shù)據(jù)的業(yè)務并沒有達到非常渴求的程度，所以在TD-SCDMA網絡規(guī)劃初期不宜建設獨立的大規(guī)模網絡，而應該先在小范圍建立與GSM混合的網絡，逐步展現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)越性能，以達到消除用戶各種顧慮、吸引用戶的目的。另一方面，由于TD-SCDMA網絡研制過長，T

9、D-SCDMA網絡研制開發(fā)商們都希望當國家發(fā)放3G牌照后能以最快的速度使網絡投入到商用，所以在網絡規(guī)劃初期應充分利用2G網絡的覆蓋優(yōu)勢，實現(xiàn)TD-SCDMA快速部署。 5.1與GSM混合組網 根據(jù)混合組網的要求，TD-SCDMA網絡建設初期并不需要建立一張獨立、全覆蓋的新網，而應考慮在現(xiàn)有GSM網上按需、分階段地實現(xiàn)TD-SCDMA的全覆蓋?；谶@個原則，TD-SCDMA無線網絡的建設首先應該考慮在有大量語音業(yè)務及數(shù)據(jù)業(yè)務需求的密集市區(qū)、市區(qū)、機場、重點交通干線和旅游景點建網并保證這些區(qū)域的連續(xù)覆蓋，而郊區(qū)和鄉(xiāng)村的覆蓋則仍由原有的GSM無線網絡來承載。 在和GSM混合組網時，要保證兩個連續(xù)。一

10、個是網絡的連續(xù)覆蓋。在TD-SCDMA和GSM網絡交界的邊緣區(qū)必須產生切換以保證跨網絡的連續(xù)覆蓋，此種情況非常類似于原GSM網絡的局間切換。另一個是用戶業(yè)務的連續(xù)。為了保證用戶業(yè)務的連續(xù)性，TD-SCDMA/GSM兩個系統(tǒng)的互操作功能（主要指切換和漫游）的實現(xiàn)和雙模終端的使用就顯得尤為重要；另外在建設TD-SCDMA網絡初期，從合理利用網絡資源的目的出發(fā)，避免TD-SCDMA網絡資源由于被語音電話過多占據(jù)而無法滿足數(shù)據(jù)業(yè)務請求情況的出現(xiàn)；同時考慮到網絡建設初期GSM的覆蓋優(yōu)于TD-SCDMA覆蓋這個網絡現(xiàn)狀，建議對于語音業(yè)務只要求實現(xiàn)TD-SCDMA到GSM的單向切換。 綜合以上分析，為了合理

11、利用網絡資源和保證3G用戶的優(yōu)先級，在混合網絡中無線網絡部分應遵循下列原則： （1）為了使TD-SCDMA用戶盡可能地享受3G網絡服務，TD-SCDMA/GSM雙模終端開機優(yōu)先選擇TD-SCDMA網絡； （2）空閑模式下支持TD-SCDMA/GSM之間雙向小區(qū)重選，TD-SCDMA終端應優(yōu)先駐留在TD-SCDMA網絡； （3）在連接模式下，語音業(yè)務采用TD-SCDMA到GSM的單向切換。 同時考慮到從電磁波傳輸?shù)慕嵌确治隹梢钥闯?，TD-SCDMA完全可以組大網（宏蜂窩）。所以我們提出了TD-SCDMA和GSM混合組網的無線覆蓋方案，如圖2所示。  圖2TD-SCDMA和GSM混合組網

12、的無線覆蓋 在圖2中，反映了在TD-SCDMA建網初期的無線覆蓋方案。TD-SCDMA網絡采用宏蜂窩方案建立基站覆蓋區(qū)，以現(xiàn)GSM網絡為依托人口較為集中的城市區(qū)域部署網絡。當然兩個網絡共享站址資源遠不是簡單的重復，必須深入考慮到TD-SCDMA、GSM技術本身的特性，并加以合理利用，通過對站址資源的改造、擴建，盡量實現(xiàn)有效的資源共享。一般來說，我們需要考慮TD-SCDMA/GSM天線隔離度、話務量和業(yè)務類型、站址高度、城市規(guī)劃對網絡的影響問題和站址物理資源等問題。 5.2獨自組網 如圖3給出TD-SCDMA獨自組網的無線網絡覆蓋方案。隨著TD-SCDMA網絡不斷和用戶的不斷增加，它最終必將完全

13、取代GSM網絡，形成一個獨自的移動通信網絡。在從混合網絡向獨自網絡演變的過程中，可以采用擴容的方法實現(xiàn)獨立的TD-SCDMA網絡的無線覆蓋取代原混合無線覆蓋區(qū)。因為TD-SCDMA的無線覆蓋半徑保持穩(wěn)定，所以可以直接在原有基站進行扇區(qū)化、加頻點，仍然可以保持穩(wěn)定的覆蓋效果，可以很方便的實現(xiàn)獨自TD-SCDMA網絡無線覆蓋。  圖3TD-SCDMA獨自組網的無線覆蓋 6、結束語 TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃是整個移動通信系統(tǒng)規(guī)劃最為關鍵的部分。TD-SCDMA無線網絡規(guī)劃應“一次規(guī)劃，分步實施”，即從網絡的全局出發(fā)，做到從全局把握網絡的建設。為了實現(xiàn)TD-SCDMA網絡的快速部署，減少網絡建設初期的投入資本，提高網絡的利用率，首先應該建立TD-SCDMA/GSM混合網絡，推動TD-SCDMA網絡的