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。與2G/3G系統(tǒng)相比，TD-LTE無論是物理層技術(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)仿真這兩個步驟差異更大。

網(wǎng)絡(luò)需求分析方法的變化

為滿足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，首先應(yīng)結(jié)合室內(nèi)和室外熱點區(qū)域，綜合考慮確定TD-LTE覆蓋區(qū)域，優(yōu)先考慮室外熱點區(qū)域和室內(nèi)熱點區(qū)域重合的區(qū)域；其次，熱點區(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，避免用戶使用業(yè)務(wù)時過多的系統(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)通過碼字來區(qū)分用戶，讓用戶共享載頻資源的機制不同，TD-LTE系統(tǒng)通過時間或頻率子帶來區(qū)分用戶。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)留單獨的頻率資源。

覆蓋規(guī)劃及鏈路預(yù)算的變化

TD-SCDMA演進到TD-LTE后，業(yè)務(wù)信道由專用信道變?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)邊緣用戶的最低保障速率要求。由于TD-LTE采用時域/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TD-SCDMA來說也發(fā)生了很大變化。概括來說，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公共開銷負荷、發(fā)送端功率增益和損耗計算、接收端功率增益/損耗計算，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。

天線類型對覆蓋的影響

對于上行鏈路來說，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；對于下行鏈路來說，SFBC發(fā)射分集時，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，8天線比2天線高6dB左右的增益。

發(fā)送功率對覆蓋的影響

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

CP配置對覆蓋的影響

CP配置與覆蓋能力沒有直接的關(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以內(nèi)的覆蓋范圍，ExtendCP適用于5km內(nèi)的覆蓋范圍。

資源對覆蓋的影響

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。

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)如何選用及是否開啟都會對覆蓋產(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)射分集時有明顯提升；也就是說對于同樣的小區(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)容量估算的方法來進行。TD-LTE容量規(guī)劃可通過系統(tǒng)仿真和實測統(tǒng)計數(shù)據(jù)得到各種無線場景下網(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)劃時應(yīng)比2G/3G系統(tǒng)更加關(guān)注網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴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。

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，包括承載參數(shù)配置、多天線增益配置、ICIC干擾消除功能和無線資源調(diào)度。

需注意的是，TD-LTE的技術(shù)特點會在小區(qū)邊界用戶頻率規(guī)劃、用戶和業(yè)務(wù)模型以及蒙特卡羅仿真上體現(xiàn)出來。在覆蓋預(yù)測方面，RS的門限不僅僅滿足RS信號的解調(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，同時由于要考慮模擬MIMO的性能，LTE系統(tǒng)要同時考慮大尺度衰落和小尺度衰落。

參數(shù)規(guī)劃的變化

TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)劃主要包括3個部分：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)專門分析。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)性相對較高的碼字對，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。