作者：潘峰  張麗萍

    目前，TD-SCDMA陣營的各相關(guān)企業(yè)正與運營商、各大通信設(shè)計院積極合作，開展網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化方面的研究。

    相關(guān)的規(guī)劃和優(yōu)化軟件設(shè)備廠商也已將TD-SCDMA納入其產(chǎn)品計劃。

    TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與其他無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一樣，同樣需考慮多種因素，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程基本一致；但由于其非凡的技術(shù)特點，其無線網(wǎng)規(guī)劃又有不同的內(nèi)容和特點。

    1、覆蓋規(guī)劃

    在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于其獨特的時隙結(jié)構(gòu)和聯(lián)合檢測技術(shù)有效地抑制了多用戶干擾，因此呼吸效應(yīng)明顯減小；覆蓋區(qū)域的穩(wěn)定使切換區(qū)域相對穩(wěn)定，因而覆蓋規(guī)劃相對簡單；業(yè)務(wù)信道和公共信道分開，多業(yè)務(wù)基本實現(xiàn)均衡覆蓋，從而大大簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的難度。

    TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋性能主要取決于兩方面因素：一是TD-SCDMA上下行時隙轉(zhuǎn)換保護長度對覆蓋的限制；二是TD-SCDMA系統(tǒng)的鏈路預(yù)算。

    TD-SCDMA在下行導(dǎo)頻時隙和上行導(dǎo)頻時隙之間有96個碼片寬的保護帶，限制了小區(qū)覆蓋范圍不能超過11.25km。假如通過DCA來鎖住第一個上行時隙，TD-SCDMA基站理論上的覆蓋距離可進一步擴大。

    在計算覆蓋時需通過上下行鏈路預(yù)算最大答應(yīng)的路徑損耗，在上下行鏈路預(yù)算中需考慮相關(guān)因素和參數(shù)的設(shè)置，舉例如下：

    在移動終端最大發(fā)射功率24dBm、天線增益為0的情況下，對于語音業(yè)務(wù)，人體損耗為3dB；對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最大發(fā)射功率為24dBm，人體損耗為0。基站接收機的噪聲系數(shù)為5 dB，終端的噪聲系數(shù)為7 dB。

    對于全向天線，天線增益按照8dBi考慮，天線賦形增益按照8dB考慮；對于定向天線，天線增益按照15dBi考慮，天線賦形增益按照8 dB考慮。其中，賦形增益理論實現(xiàn)值為9 dB，在實際環(huán)境下一般最大惡化到7 dB，在鏈路預(yù)算中我們一般采用8 dB。

    對數(shù)正態(tài)衰落余量在陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)方差1OdB下，取11.5dB。

    Eb/No：對于12.2kbit/s的語音業(yè)務(wù)，要求7.5dB；對于64kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，要求4.5 dB。

    擴頻處理增益G=B.Q.Tc/Kc/Rc/lg2（M）

    其中，R為信道編碼器速率（取決于服務(wù)）；M為數(shù)據(jù)符號表的大小；B為用戶帶寬；Q為每符號碼片數(shù)；Tc為碼片時長；Kc為每時隙每個用戶使用碼道的個數(shù)。對于12.2kbit/s語音業(yè)務(wù)，TD-SCDMA用戶帶寬為1.6Mbit/s，M=4，Tc=1/1.28Mbit/s，Rc=0.3971，Q=8，則處理增益為11 dB。

    基站單天線三載波情況下最大發(fā)射功率為30dBm。單天線單載波下最大發(fā)射功率為25dBm。考慮到每個時隙有16個碼道，而不同業(yè)務(wù)占用的BRU（一個時隙內(nèi)由一個16bit擴頻碼劃分的信道是最基本的資源單位即BRU）不同。以語音為例，一個語音業(yè)務(wù)占用兩個BRU，因此語音業(yè)務(wù)的用戶單天線最大發(fā)射功率=25-10×lg10（16/2）+2dB，功控余量為18 dBm。

    多功放合成增益：發(fā)射天線數(shù)為8，帶來9dB的增益。

    干擾儲備：滿碼道工作下得到的干擾儲備，上行2dB，下行3dB。在語音業(yè)務(wù)為主的情況下，系統(tǒng)是碼道受限，其他情況下系統(tǒng)可能是干擾受限。

    快衰落儲備：不需要預(yù)留。TD-SCDMA系統(tǒng)不需要預(yù)留一定的功率對抗快衰落。

    下面給出TD-SCDMA語音業(yè)務(wù)的上下行鏈路預(yù)算實例，見表1。

    表1  TD-SCDMA語音業(yè)務(wù)的上下行鏈路預(yù)算實例

    通過表1分析，在定向天線情況下，考慮建筑物穿透損耗后最大容許路徑損耗為121dB。值得注重的是，導(dǎo)頻信道和TSO時隙的公共控制信道沒有智能天線的波束賦形增益。因此，在進行覆蓋規(guī)劃的時候，需要對導(dǎo)頻信道和TSO時隙的公共控制信道的鏈路預(yù)算進行核算。

    2、容量規(guī)劃

    TD-SCDMA是時分雙工系統(tǒng)，采用聯(lián)合檢測能夠抑制多用戶干擾；智能天線的使用使得為保持相同的信號質(zhì)量所需的用戶發(fā)射功率減小；同時新增用戶帶來的干擾提升相對于WCDMA得到抑制。一般情況下，TD-SCDMA系統(tǒng)是碼道受限的系統(tǒng)；在多小區(qū)情況下，語音業(yè)務(wù)可滿碼道工作，在實驗網(wǎng)測試中也證實了這一點。

    表2  TD-SCDMA與WCDMA系統(tǒng)容量對比

    以12.2kbit/s語音業(yè)務(wù)為例，其擴頻因子為8，共有8個相應(yīng)的擴頻碼，一個時隙最多支持8個語音業(yè)務(wù)用戶。考慮上下行對稱業(yè)務(wù)，單載頻的語音用戶可以達到23個（去掉控制信道占用的信道）；三載頻的小區(qū)則可以達到71個用戶。

    TD-SCDMA系統(tǒng)的容量規(guī)劃往往從碼道入手。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一個信道就是載波、時隙和擴頻碼的組合，也叫一個資源單位（ResourceUnit）。一個信道占用的BRU個數(shù)是不一樣的，不同業(yè)務(wù)的擴頻因子不同，而其占用的BRU也不同。而一個載頻下所能提供的BRU的最大個數(shù)是固定的。

    在BRU計算上，可以參照WCDMA容量規(guī)劃中采用的算法進行計算。表3給出不同業(yè)務(wù)占用的BRU資源。

    表3  不同業(yè)務(wù)占用BRU資源情況

    3、室內(nèi)覆蓋

    TD-SCDMA工作的2GHz頻段與2G網(wǎng)絡(luò)工作的800MHz和900MHz頻段相比，穿透能力和繞射能力都相對較差，加上TD-SCDMA系統(tǒng)智能天線的特點，其室內(nèi)覆蓋規(guī)劃相對更為重要。TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋主要采用微基站、直放站以及干線放大器來解決。隨著TD-SCDMA基站系列化產(chǎn)品的發(fā)展，分布式基站的RRU（遠(yuǎn)端射頻模塊）解決方案也將是TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的重要解決方案。

    另外，根據(jù)國外運營商的經(jīng)驗，大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出現(xiàn)在室內(nèi)，而不同類型的室內(nèi)場所對3G業(yè)務(wù)的要求是不一樣的，不同室內(nèi)的上下行業(yè)務(wù)流量的比例也將不同。由于室內(nèi)環(huán)境相對封閉，交叉時隙帶來的干擾較小且輕易控制，這為不同室內(nèi)規(guī)劃不同的業(yè)務(wù)時隙上下行比例創(chuàng)造了條件。

    4、業(yè)務(wù)時隙比例規(guī)劃

    3G時代更多的業(yè)務(wù)將以上下行不對稱的方式出現(xiàn)，因此無線網(wǎng)上下行數(shù)據(jù)流量的不對稱是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須要考慮的問題。TD-SCDMA可以對時隙結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以調(diào)節(jié)上下行流量的比例。

    在具體調(diào)節(jié)時隙結(jié)構(gòu)時，可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r進行靈活配置。在業(yè)務(wù)發(fā)展初期，適應(yīng)語音業(yè)務(wù)上下對稱的特點可采用3:3（上行時隙數(shù)：下行時隙數(shù)）的對稱時隙結(jié)構(gòu)；當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進一步發(fā)展時，可采用2:4或1:5的時隙結(jié)構(gòu)，對稱部分仍可容納一定的語音業(yè)務(wù)，不對稱部分可用于承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)的最優(yōu)配置，如圖1～圖3所示。

    在上下行時隙比例的設(shè)定上，同一小區(qū)的不同頻點間必須一致，這是由于多頻點共用同一功放造成的。不同小區(qū)的上下行時隙比例可以設(shè)為不同但是當(dāng)不同小區(qū)上下行比例不一樣時，小區(qū)間會出現(xiàn)干擾。仿真顯示，這種干擾會使容量下降3%～5%。所以一般在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時候，相鄰小區(qū)的上下行時隙比例設(shè)為一致，一般建議全網(wǎng)設(shè)置一致，非凡情況下通過DCA算法和調(diào)整天線方位來解決。

    5、HSDPA

    對于TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)備，通過升級換代即可具有HSDPA功能。單載波最多使用5個下行時隙的全部資源，1.6MHz帶寬上支持的理論峰值速率為2.8Mbit/s（下行5個時隙），其頻率效率和FDD基本相當(dāng)。

    有關(guān)系統(tǒng)組網(wǎng)，同樣有兩種方案，一是HSDPA與TD-SCDMA共頻率直接建網(wǎng)；二是HSDPA與TD-SCDMA使用不同的頻率分層建網(wǎng)。兩種方案的優(yōu)缺點與WCDMA基本相同，但考慮TD-SCDMA每載波帶寬只有WCDMA帶寬的1/3，假如再考慮到上下行的因素，TD-SCDMA每載波帶寬只有WCDMA帶寬的1/6，其次TD-SCDMA采用軟件無線電架構(gòu)，因此采用單載波用于HSDPA，TD-SCDMA增加一個載頻的成本要低于WCDMA。

    與WCDMA的HSDPA配置有所不同的是，由于TD-SCDMA系統(tǒng)可以采用小區(qū)多頻點技術(shù)，可以將主載頻作為TD-SCDMA語音載頻，而將輔載頻作為TD-SCDMA的HSDPA載頻，兩者同在一個邏輯小區(qū)內(nèi)，從而簡化網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計。而多載波HSDPA可使一個UE同時接收來自多個載波的數(shù)據(jù)，從而達到更高的峰值速率（n-1）×3.3+2.8Mbit/s。因此，TD-SCDMA系統(tǒng)采取多載波捆綁方式，資源配置比較靈活，后向兼容單載波，能夠更好地支持分組業(yè)務(wù)。

    6、系統(tǒng)仿真

    TD-SCDMA系統(tǒng)仿真不同于WCDMA系統(tǒng)仿真，涉及到的算法不同，設(shè)置的仿真參數(shù)不同，仿真的內(nèi)容也不大一樣。

    在仿真時需考慮到智能天線波束在系統(tǒng)設(shè)備基帶中實現(xiàn)算法的效果，以及對UE到達方向的估計精度，可能產(chǎn)生比較大的旁瓣，旁瓣的存在導(dǎo)致其他UE在接收的業(yè)務(wù)時隙帶來干擾。因此，在仿真中應(yīng)考慮智能天線性能的不理想性。由于不同廠商的DCA算法不一，性能不大一樣，在仿真中要結(jié)合相應(yīng)的廠商設(shè)備進行仿真。

    要針對不同時隙、不同信道同時進行TD-SCDMA的仿真。一般采用靜態(tài)仿真的方法，考核多個指標(biāo)進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。業(yè)務(wù)信道的仿真應(yīng)給出每個時隙的仿真結(jié)果。