張樹才

(廣州杰賽科技股份有限公司 通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510310)

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃分析

張樹才

(廣州杰賽科技股份有限公司 通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510310)

文中基于TD-SCDMA的MR和頻率掃描數(shù)據(jù)，分析并研究了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃。通過(guò)選取一個(gè)城市作為示例，對(duì)由TD-SCDMA升級(jí)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行弱覆蓋和交疊覆蓋分析，指出了弱覆蓋基站和交疊覆蓋基站，進(jìn)而使由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)升級(jí)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的劣化最小化。使用迭代分析來(lái)求解強(qiáng)干擾，并通過(guò)不同的頻率帶替換和天線饋線調(diào)整來(lái)去除強(qiáng)干擾，將RS-SINR提高至95.07%。

TD-LTE；MR；頻率掃描；弱覆蓋；交疊覆蓋

TD-LTE是由我國(guó)主導(dǎo)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)。與TD-SCDMA相比，TD-LTE采用了MIMO和OFDM技術(shù)，從而使TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有新的特性。TD-LTE具有高傳輸速率、短延遲、高頻譜效率等[1-5]特征。為滿足系統(tǒng)容量、性能指標(biāo)、傳輸延遲、服務(wù)質(zhì)量和成本的要求，已經(jīng)對(duì)TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、高層協(xié)議及其物理層進(jìn)行了廣泛的研究和改進(jìn)。TD-LTE技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)較高的頻譜效率。在TDD模式下使用了具有較高頻譜效率的非對(duì)稱頻帶，從而在提供相同速率服務(wù)的情況下，TDD模式的占用帶寬小于FDD模式；(2)優(yōu)異的MIMO技術(shù)。MIMO技術(shù)將常規(guī)信道用作并行的子信道，且可在沒(méi)有額外頻帶的情況下重復(fù)使用已有頻譜資源，從而可大幅擴(kuò)展頻譜效率，進(jìn)而提高無(wú)線傳輸速率，同時(shí)增強(qiáng)通信系統(tǒng)的抗干擾性和抗衰減性；(3)低功耗。由于對(duì)TDD模式下的功率控制要求相對(duì)較低，因此TDD終端和基站可同時(shí)使用一些設(shè)備，從而降低系統(tǒng)功耗。

1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)主要用于高速數(shù)據(jù)[6-8]服務(wù)，例如，高清視頻[9-10]和交互式游戲等。TD-LTE的建立首先集中在密集城市區(qū)和數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)，然后擴(kuò)展至普通城市區(qū)和郊外，最終滿足所有用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)需求并提供良好的用戶體驗(yàn)。

在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[11-13]中，需要使用現(xiàn)有GSM/TD-SCDMA數(shù)據(jù)，并結(jié)合TD-LTE網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行規(guī)劃，從而盡可能避免由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量下降。在GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的同一小區(qū)中，存在諸多相鄰區(qū)域的信號(hào)干擾[14-15]。通常在TD-SCDMA系統(tǒng)中有7～9個(gè)小區(qū)，至多有12～13個(gè)小區(qū)，其中3～4個(gè)小區(qū)可能存在干擾信號(hào)。因此，當(dāng)TD-SCDMA升級(jí)至TD-LTE時(shí)，面臨如下問(wèn)題：(1)若在TD-SCDMA的相同地區(qū)建立TD-LTE基站，如何找出并控制相同頻率的干擾；(2)當(dāng)TD-SCDMA和TD-LTE在同一基站、同一RRU以及同一天線下時(shí)，如何使TD-LTE網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化；(3)如何將規(guī)劃與最優(yōu)化相結(jié)合，并指出規(guī)劃中網(wǎng)絡(luò)可能存在的問(wèn)題。

因此，在分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并解決上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上提高網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性是極其重要的。可以使用TD-SCDMA測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)升級(jí)后的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)包括弱覆蓋分析數(shù)據(jù)和交疊覆蓋分析數(shù)據(jù)。

本文選取城市A作為示例，采用MR(測(cè)量報(bào)告)和頻率掃描數(shù)據(jù)，通過(guò)使用來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分析區(qū)域包括密集城市區(qū)域、普通城市區(qū)域和縣城，分析區(qū)域面積為356 km2。在目標(biāo)分析區(qū)域中，存在1 236個(gè)TD-SCDMA基站和3 982個(gè)小區(qū)，平均基站間距為523 m。規(guī)劃區(qū)域和基站分布，如圖1所示。

圖1 A城市規(guī)劃和基站分布

TD-LTE弱覆蓋的分析結(jié)果，如表1所示。

表1 弱覆蓋分析結(jié)果

表1中所指出的MR和頻率掃描均確定的498個(gè)弱覆蓋小區(qū)在表2中列出。

表2 弱覆蓋小區(qū)列表

TD-LTE交疊覆蓋的分析結(jié)果，如表3所示。

表3 交疊覆蓋分析結(jié)果

表3中所指出的MR和頻率掃描均確定的21個(gè)交疊覆蓋小區(qū)在表4中列出。

表4 交疊覆蓋小區(qū)列表

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

在上述網(wǎng)絡(luò)分析部分中已示出，若通過(guò)直接升級(jí)TD-SCDMA獲得TD-LTE，則存在一些基站將是弱覆蓋的或者交疊覆蓋的，因此應(yīng)當(dāng)在規(guī)劃的早期階段對(duì)這些基站進(jìn)行處理?？赏ㄟ^(guò)建立新的基站來(lái)消除弱覆蓋小區(qū)，通過(guò)建立新的基站或調(diào)整天線饋線來(lái)消除交疊覆蓋小區(qū)，這些解決方案確保了在沒(méi)有嚴(yán)重影響升級(jí)后的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的條件下，將所有的TD-SCDMA基站升級(jí)為TD-LTE基站。

此外，如下兩個(gè)TD-LTE的重要指標(biāo)應(yīng)當(dāng)被考慮：分別是RSRP(參考信號(hào)接收功率)和RS-SINR(參考信號(hào)-信號(hào)與干擾加噪聲之比)，通過(guò)上述分析可得到結(jié)果：對(duì)于MR數(shù)據(jù)，RSRP<-113 dBm的比例為4.26%，RSRP<-100 dBm的比例為36.02%，且RS-SINR<-3 dB的比例為5.6%。表5所示的結(jié)果表明，基于MR數(shù)據(jù)，RSRP覆蓋不能滿足規(guī)劃要求，且規(guī)劃區(qū)域中相同頻率干擾嚴(yán)重。

表5 TD-LTE MR數(shù)據(jù)RSRP預(yù)測(cè)

表6 TD-LTE MR數(shù)據(jù)RS-SINR預(yù)測(cè)

根據(jù)規(guī)劃需要，RS-SINR>-3 dB的比例應(yīng)為95%，而表6中結(jié)果顯示為94.4%，因此需要對(duì)干擾進(jìn)行分析并據(jù)此來(lái)調(diào)整基站。A城市的覆蓋主要使用D頻率帶，F(xiàn)頻率帶用于降低系統(tǒng)內(nèi)的相同頻率干擾。可通過(guò)F頻率帶小區(qū)替換或網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和天線饋線調(diào)整來(lái)去除強(qiáng)干擾小區(qū)。在迭代分析后，有32個(gè)干擾小區(qū)被F頻率帶替換，調(diào)整的比例為0.68%；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和天線饋線調(diào)整了176個(gè)干擾小區(qū)，調(diào)整比例為3.72%，經(jīng)調(diào)整的小區(qū)總數(shù)目為208，其比例為4.4%。經(jīng)迭代分析后，將RS-SINR>-3 dB的比例提高至95.07%，如圖2所示。

圖2 基于MR的RS-SINR CDF

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析并研究了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃，通過(guò)選取一個(gè)城市作為示例，結(jié)合TD-SCDMA的MR和頻率掃描數(shù)據(jù)，對(duì)由TD-SCDMA升級(jí)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行弱覆蓋和交疊覆蓋分析，同時(shí)指出了弱覆蓋基站和交疊覆蓋基站，進(jìn)而使由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)升級(jí)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的劣化最小化。使用迭代分析來(lái)求解強(qiáng)干擾，并通過(guò)不同的頻率帶替換和天線饋線調(diào)整來(lái)去除強(qiáng)干擾。

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Analysis on TD-LTE Network Structure and Planning

ZHANG Shucai

(Communications Planning and Design Institute,Guangzhou GCI Science & Technology Co.,Ltd.Guangzhou 510310, China)

This paper analyzes and studies TD-LTE network structure and planning based on MR and frequency sweeping data of TD-SCDMA. Taken one city as example, the weak coverage and overlapping coverage of the network structure of TD-LTE which is upgraded by TD-SCDMA are analyzed, pointing out the weak coverage base stations and overlapping coverage base stations, such that deterioration of network quality that caused by network structure is minimum. The iterative analysis is used to find the strong interferences, and antenna feeder adjustment and different frequency band replacement are used to remove the strong interferences, resulting in the RS-SINR up to 95.07%.

TD-LTE；MR； frequency sweeping；weak coverage；overlapping coverage

2016- 10- 20

張樹才(1974-)，男，工程師。研究方向：移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2017.01.025

TN929.5

A

1007-7820(2017)01-091-03