可見在擴(kuò)頻性能上TD系統(tǒng)是略低于WCDMA的，但也正是由于該增益算法不同，以及TD系統(tǒng)獨(dú)特多址接入方式，使得就業(yè)務(wù)覆蓋方面來說，TD較之WCDMA不同速率等級業(yè)務(wù)覆蓋差異較小，不同業(yè)務(wù)的連接能力有較好的一致性，因此在預(yù)規(guī)劃確定了一種目標(biāo)業(yè)務(wù)后，亦容易實(shí)現(xiàn)其它業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋能力，從而提升TD系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)。

　　3.1.2　干擾余量

　　WCDMA有自干擾特性，其干擾影響程度在鏈路預(yù)算中是由干擾余量L指標(biāo)來反映的，定義為由于干擾引起在熱噪聲之上的噪聲抬升，與小區(qū)負(fù)荷因子η可相互轉(zhuǎn)換：L=10×lg（1/（1-η）），如小區(qū)負(fù)荷η=50%時(shí)，L=3dB。
　　而對于TD系統(tǒng)，由于其獨(dú)特的多址及雙工方式，單時(shí)隙最多存在8個(gè)語音用戶，高速率業(yè)務(wù)則更少，且通過智能天線、聯(lián)合檢測及DCA等技術(shù)更有效的抑制同時(shí)隙互干擾用戶，因而理論上TD為一碼道受限系統(tǒng)，呼吸效應(yīng)較弱，同時(shí)隙即使?jié)M負(fù)荷，系統(tǒng)底噪也不會(huì)有明顯抬升。從這個(gè)角度看，TD網(wǎng)規(guī)鏈路預(yù)算時(shí)可不預(yù)留干擾余量。但這僅為理論上的說法，事實(shí)上依2006年試驗(yàn)網(wǎng)表現(xiàn)分析，隨用戶數(shù)增加干擾亦有一定程度上升，只是沒有WCDMA那樣明顯呼吸效應(yīng)。

　　廠商給出的TD系統(tǒng)理論負(fù)荷因子為：
　　
　　式中：β表示聯(lián)合檢測的多址干擾消除因子；j為鄰本干擾比；N為小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)連接數(shù)；PG與βEb/No分別為該速率等級業(yè)務(wù)的擴(kuò)頻處理增益和接收信噪比；Vi則為該業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)激活因子；A則為智能天線的抗干擾因子。

　　就現(xiàn)實(shí)性而言，由上式如此復(fù)雜的運(yùn)算去獲取干擾余量值并不可取，而在TD系統(tǒng)晉升至多頻點(diǎn)模式后，其干擾受限特性表現(xiàn)更為微弱，因此實(shí)際鏈路預(yù)算中，采用廠商建議，在上下行僅固定預(yù)留2dB/3dB干擾儲(chǔ)備值即可，而無需類似WCDMA網(wǎng)規(guī)時(shí)復(fù)雜的上下行鏈路負(fù)荷迭代過程。

　　3.1.3　相關(guān)增益與損耗值

　　智能天線及聯(lián)合檢測技術(shù)的引入帶給TD系統(tǒng)無線側(cè)較大的性能提升，尤其智能天線技術(shù)，目前多為8天線陣列形式，反映在鏈路預(yù)算中，除自身射頻增益外，理論上還可提供最高9dB的波束賦形增益，改善接收信號(hào)質(zhì)量。但受限于實(shí)際傳播環(huán)境，性能有所偏差，因而以廠商建議，取城區(qū)6dB和郊區(qū)8dB的波束賦形能力值。

　　智能天線每天線陣設(shè)置一個(gè)最高2W發(fā)射功率的小功放，且與塔放一起直接安裝于天線下端，推薦相隔距離為3.5m，其校準(zhǔn)天線及塔放可以補(bǔ)償部分上行饋線損耗，因此一般情況下鏈路預(yù)算中無須考慮上行饋線損耗（下行仍需考慮1dB損耗）。而WCDMA系統(tǒng)天線通常位于塔頂，饋線損耗取為3dB。

　　第三個(gè)較特殊的值為接力切換引入后，在保證高切換成功率的同時(shí)規(guī)避了軟切換所導(dǎo)致的低資源利用率。其不足是在鏈路預(yù)算時(shí)，相比于WCDMA少了3dB的軟切換增益，但考慮到結(jié)合上行同步后的接力切換方式的高成功率，因此可采用1dB的大唐推薦增益值。

　　3.1.4　各業(yè)務(wù)Eb/No目標(biāo)值

　　3GPP TR 25.94規(guī)范中僅列出TD系統(tǒng)設(shè)備及終端在各多徑環(huán)境下各承載業(yè)務(wù)的鄰本比Ior/Ioc之值[4]，可參照廠商推薦算法轉(zhuǎn)換為各業(yè)務(wù)所需信噪比Eb/No目標(biāo)值，如下式：
　　
　　式中：Nuser_BRU與NTS_BRU分別表征指定業(yè)務(wù)所需單時(shí)隙BRU數(shù)及TD單時(shí)隙總共容納的BRU資源數(shù)，后者一般取為16，僅針對CS64k可視電話業(yè)務(wù)時(shí)取為10。

　　城區(qū)環(huán)境中以Multipath fading Case 2衰落環(huán)境下所得Eb/No值為準(zhǔn)，其中CS及PS域業(yè)務(wù)BLER分別取為0.01與0.1，如表3所示。

　　表3　Multipath fading Case 2衰落環(huán)境下各業(yè)務(wù)Eb/No目標(biāo)值

　　這里需指出的是，實(shí)際廠商在仿真計(jì)算其設(shè)備針對各業(yè)務(wù)的Eb/No要求時(shí)，所采用信道模型與3GPP并非完全一致，如會(huì)考慮多徑信號(hào)的相關(guān)性、實(shí)際功控局限性及各廠商設(shè)備數(shù)目對解調(diào)產(chǎn)生的影響等，取值一般會(huì)存在差異，因而實(shí)際網(wǎng)規(guī)需依據(jù)各廠商設(shè)備性能的差異性慎重選取。

　　3.2　覆蓋設(shè)計(jì)案例分析

　　3.2.1　規(guī)劃參數(shù)取定

　　以地處上海市中心城區(qū)的黃埔、盧灣及靜安三區(qū)為目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域，總面積28km2，預(yù)測用戶數(shù)達(dá)12萬，且以AMR 12.2k/CS64k/PS64k為上下行連續(xù)覆蓋目標(biāo)業(yè)務(wù)，區(qū)域及邊緣可靠度分別為95%與85%。

　　業(yè)務(wù)模型定義如表4和表5所示，其中3GPP定義5種基本業(yè)務(wù)為[4]：AMR12.2k、CS64k、PS64k、PS144k及PS384k，考慮到PS域業(yè)務(wù)的上下行非對稱性，電路域CS業(yè)務(wù)與分組域PS業(yè)務(wù)的上下行業(yè)務(wù)比例分別定義為1:1和1:4。

　　表4　CS域業(yè)務(wù)模型

　　表5　PS域業(yè)務(wù)模型

　　3.2.2　鏈路預(yù)算

　　與WCDMA系統(tǒng)類似，TD無線覆蓋亦基本受限于上行[5]，因此由上行鏈路預(yù)算可得各無線環(huán)境下的小區(qū)平衡覆蓋半徑。TD與WCDMA上行鏈路預(yù)算參數(shù)如表6所示。

　　表6　TD與WCDMA上行鏈路預(yù)算參數(shù)

　　結(jié)合取自適用于2GHz頻段的COST231-HATA電波預(yù)測模型，且其k值參數(shù)經(jīng)校正后符合上海市本地?zé)o線傳播環(huán)境，由此可得TD與WCDMA系統(tǒng)上行鏈路預(yù)算結(jié)果，對比如表7所示。

　　表7　TD與WCDMA上行鏈路預(yù)算結(jié)果

　　由表7輸出目標(biāo)區(qū)域覆蓋設(shè)計(jì)結(jié)果為：若以TD系統(tǒng)覆蓋，小區(qū)半徑0.35km，其受限于可視電話CS64k業(yè)務(wù)，站距控制在0.53km左右，規(guī)劃區(qū)內(nèi)所需S3/3/3宏蜂窩站型115個(gè)；而WCDMA系統(tǒng)其覆蓋半徑達(dá)0.42km，規(guī)劃區(qū)內(nèi)僅需S1/1/1宏站84個(gè)。

　　隨著3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)形勢的逐漸明朗，我國各大電信運(yùn)營商均從事過3G網(wǎng)規(guī)工作，其中多數(shù)基于R99/R4版的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，而由于TD與WCDMA先天的關(guān)聯(lián)性致使運(yùn)營商十分關(guān)注于原WCDMA網(wǎng)規(guī)方案是否同樣適用于TD系統(tǒng)，尤其在其無線側(cè)。基于此，我們在取定一致的業(yè)務(wù)模型及規(guī)劃參數(shù)后，得到各典型覆蓋環(huán)境下TD與WCDMA無線網(wǎng)覆蓋性能比較，其中所用傳播模型為針對上海市各典型無線環(huán)境的校正模型，如表8所示。

　　表8　WCDMA與TD-SCDMA無線覆蓋性能比較

　　可見相比于WCDMA，TD系統(tǒng)相應(yīng)速率等級業(yè)務(wù)覆蓋距離略小，而預(yù)規(guī)劃小區(qū)半徑約為WCDMA的85%左右，由此可認(rèn)為，依目前所掌握的技術(shù)資料及信息來看，若要大規(guī)模的進(jìn)行TD系統(tǒng)的獨(dú)立組網(wǎng)，須對原基于R99/R4版的WCDMA系統(tǒng)無線側(cè)網(wǎng)規(guī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以更好適應(yīng)TD網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特色。同時(shí)，我們也可看到TD系統(tǒng)各業(yè)務(wù)間的覆蓋距離相差不大，理論分析結(jié)果與我們外場測試結(jié)果較為一致，即各業(yè)務(wù)間覆蓋性一致，利于未來業(yè)務(wù)開展及網(wǎng)絡(luò)分步建設(shè)。

　3.2.3　公共信道覆蓋核算

　　在WCDMA中，下行業(yè)務(wù)信道及導(dǎo)頻信道均可能出現(xiàn)功率受限現(xiàn)象，規(guī)劃時(shí)通常采用核算方式為：針對業(yè)務(wù)信道，將上行鏈路預(yù)算所確定最大路徑損耗代入下行鏈路預(yù)算中，進(jìn)而反推出所需各單業(yè)務(wù)發(fā)射功率，并結(jié)合業(yè)務(wù)模型得出基站下行總耗費(fèi)功率，取其與基站最大發(fā)射功率的比值來衡量下行業(yè)務(wù)信道是否過載；導(dǎo)頻信道類似，且將反推值與初始設(shè)定導(dǎo)頻最大功率（WCDMA中通常取為基站最大發(fā)射功率的20%）相比較，判決其是否受限；

　　而對于TD系統(tǒng)，公共信道及業(yè)務(wù)信道時(shí)分獨(dú)享基站功率資源，且業(yè)務(wù)信道擁有智能天線與聯(lián)合檢測抑制干擾能力的優(yōu)勢，由此下行業(yè)務(wù)信道功率受限概率極小，從2006年試驗(yàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)觀測亦印證該論點(diǎn)，因而TD網(wǎng)規(guī)時(shí)針對下行業(yè)務(wù)信道功率核算可不予進(jìn)行但對于P-CCPCH、DwPTS等公共信道而言，為全向賦形，無業(yè)務(wù)信道所獨(dú)具的波束賦形增益及聯(lián)檢能力，極有可能發(fā)生下行功率受限情形，產(chǎn)生與業(yè)務(wù)信道相互覆蓋適配差異，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)建鏈?zhǔn)　Ｒ虼伺cWCDMA類似，TD網(wǎng)規(guī)時(shí)需核算公共信道功率值，尤其是P-CCPCH（主公共控制信道）功率，其值的設(shè)定是建網(wǎng)伊始所需重點(diǎn)確定的。

　　TD智能天線的引入使得其設(shè)備發(fā)射功率的概念擁有與以往普通天線系統(tǒng)迥異的特點(diǎn)，即單天線最大發(fā)射功率、用戶每天線最大發(fā)射功率及用戶多天線最大發(fā)射功率這3個(gè)新增量值。以TD主薦S3/3/3站型為例，采用8天線線陣列的定向智能天線，每扇區(qū)每天線陣帶一個(gè)最高2W功放（源于上下行匹配因素，進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸時(shí)大唐推薦僅放大1W，而公共信道則可全部開放），3個(gè)頻點(diǎn)合用該功放資源，則得：

　　3.2.4　對于業(yè)務(wù)信道

　　單天線最大發(fā)射功率為25dBm（1/3W）。而TD系統(tǒng)獨(dú)特的TDMA+CDMA多址方式使得僅在單時(shí)隙上用戶共享基站功率，因此用戶每天線最大發(fā)射功率：單天線最大發(fā)射功率+10×lg（單用戶占用BRU資源數(shù)/該時(shí)隙總BRU資源數(shù)）+功控余量（通常為2dB），例如對于語音用戶，其用戶每天線最大發(fā)射功率=25+10×lg（2/16）+2=18dBm。最后，考慮智能天線的多天線陣列因素，需轉(zhuǎn)化為用戶多天線最大發(fā)射功率=用戶每天線最大發(fā)射功率+10×lg（智能天線陣列數(shù)），即針對8陣列天線來說，其用戶多天線最大發(fā)射功率=18+10×lg（8）=27dBm，而最終反映到下行鏈路預(yù)算中的即為用戶多天線最大發(fā)射功率。

　　3.2.5　對于公共信道

　　由于N頻點(diǎn)模式時(shí)其僅在主載頻上發(fā)射，因而將占有全部的33dBm（2W）的功率，如此最終推得公共信道的多天線最大發(fā)射功率為35dBm。

　　基于上述功率概念，采用與WCDMA類似的反推算法去依次推導(dǎo)3個(gè)功率量值，最終以單天線發(fā)射功率為判決依據(jù)，其值小于33dBm即可。由3GPP定義P-CCPCH信道速率為12.3kbit/s，其接收Eb/No要求等同于同速率的AMR12.2k語音業(yè)務(wù)。依表7所得損耗值反推所得市區(qū)環(huán)境內(nèi)P-CCPCH用戶多天線功率為32dBm，其與試驗(yàn)網(wǎng)時(shí)廠商所設(shè)定的33dBm幾乎一致，可從一定程度論證上述功率核算方法具備較好的適用性。

　　4、容量配置

　　WCDMA系統(tǒng)由于業(yè)務(wù)多樣性，資源占用特性及QoS不一，致使其容量規(guī)劃較為復(fù)雜，不同于以往單一業(yè)務(wù)2G系統(tǒng)，業(yè)界多基于坎貝爾模型理論采用資源等效的方法核算混合業(yè)務(wù)容量[5]，遵循由極限容量→坎貝爾信道→坎貝爾信道數(shù)→坎貝爾業(yè)務(wù)量→所需信道配置的流程，而其根本觀點(diǎn)依然是從系統(tǒng)干擾受限角度出發(fā)分析。TD系統(tǒng)有別于WCDMA的是其為碼道受限而非干擾受限，因此針對TD的容量配置更多是基于其碼信道資源占用狀況。

　　TD系統(tǒng)獨(dú)特的TDD方式結(jié)合動(dòng)態(tài)信道分配DCA技術(shù)，可動(dòng)態(tài)調(diào)整物理幀中上下行時(shí)隙配置比例以靈活適應(yīng)3G業(yè)務(wù)上下行非對稱要求：如初期話音為主，可將比例配為均衡的3:3；而后期數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比例上升甚至占主導(dǎo)，此時(shí)可調(diào)整至2:4或1:5，以更好適應(yīng)非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展。因此，上下行時(shí)隙比例配置亦為TD網(wǎng)規(guī)的重要內(nèi)容，需依據(jù)業(yè)務(wù)區(qū)的地理劃分來成片規(guī)劃該比例，并合理設(shè)置邊界區(qū)域的DCA參數(shù)，以盡量規(guī)避交叉時(shí)隙干擾產(chǎn)生的影響，而該時(shí)隙比例配置同樣建立于碼信道資源配置上。

　　對于3GPP規(guī)定的TD系統(tǒng)5種典型承載業(yè)務(wù)碼道配置如表9[6]。

　　表9　TD各典型承載業(yè)務(wù)碼道配置表

　　表9中，例如SF16×2code×1TS/QPSK的碼道配置，可理解為：SF16～擴(kuò)頻因子為16；2code～單時(shí)隙上需這樣的碼道數(shù)為2；1TS～無線子幀中需占用1個(gè)時(shí)隙；QPSK則為該業(yè)務(wù)的基帶調(diào)制方式。通常我們將一個(gè)擴(kuò)頻因子為16的碼道定義為一個(gè)BRU（Basic Radio Unit，基本信道單元），在TD系統(tǒng)5ms的無線子幀中上下行業(yè)務(wù)信道共含96個(gè)BRU資源。而上下行各業(yè)務(wù)擴(kuò)頻因子雖不同，但其占用資源均可折算為BRU的倍數(shù)，例如：上下行AMR12.2k業(yè)務(wù)分別占用的BRU數(shù)均為2個(gè)，而PS144k上行占用BRU為24（QPSK）/16（8PSK）個(gè)，下行則占用為18個(gè)BRU。因此，容量配置及時(shí)隙比例規(guī)劃均可轉(zhuǎn)化為對BRU資源占用情況的分析上。而由于CS域及PS域業(yè)務(wù)QOS不同，通常PS域?yàn)椤氨M力而為”的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，因此其容量配置策略為：首先依據(jù)CS域?qū)崟r(shí)業(yè)務(wù)的實(shí)際愛爾蘭容量，按呼損要求，通過Erlang B公式計(jì)算出信道需求，再將該信道數(shù)對應(yīng)的總BRU數(shù)減去CS域業(yè)務(wù)實(shí)際容量所需BRU，而該部分BUR差值則可用于PS域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并根據(jù)需要增補(bǔ)必要的BRU資源給PS域業(yè)務(wù)[5]。

　　由此，基于前述覆蓋設(shè)計(jì)結(jié)論及業(yè)務(wù)模型，可得TD小區(qū)單載扇上下行所需BRU資源，如表10、表11所示。

表10　各業(yè)務(wù)BRU需求核算

表11　單載扇上下行BRU資源占用情況

　　如表11，TD小區(qū)單載扇上下行BRU需求數(shù)為39:41，則上下行時(shí)隙比例應(yīng)規(guī)劃為3:3；同時(shí)，BRU利用率分別為81.3%及85.4%取其下行受限方向?yàn)槿萘颗渲靡罁?jù)，因此，TD系統(tǒng)S3/3/3型宏站信道板配置需做到滿配。

　　5、TD網(wǎng)規(guī)遺留問題思考

　　TD系統(tǒng)就其技術(shù)本身而言，領(lǐng)先性已為業(yè)界共識(shí)，且特殊背景亦使其成為關(guān)注核心，但受制于發(fā)展歷程的時(shí)限，稍許有待改進(jìn)之處也未可避免，反映在其網(wǎng)規(guī)一項(xiàng)，表現(xiàn)為：

　　（1）廠商設(shè)備性能及測試數(shù)據(jù)未公開，造成業(yè)界概念較模糊，無法形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。如各業(yè)務(wù)Eb/No值，其對覆蓋設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵，本文引述值為規(guī)范所得，而實(shí)際設(shè)備所達(dá)性能亦未可知；其次，如智能天線，其波束賦形及射頻指標(biāo)（如半功率角僅為120°）等應(yīng)用于密集城區(qū)時(shí)性能還有待改善；

　　（2）各運(yùn)營商原WCDMA網(wǎng)規(guī)方案對于TD無線網(wǎng)適用性有待考證，需基于不同覆蓋及業(yè)務(wù)區(qū)分類詳盡驗(yàn)證，不可一概而論，枉下定義。僅就筆者自身核算及仿真結(jié)果看，密集城區(qū)規(guī)劃站距一般較之實(shí)際鏈路預(yù)算結(jié)果更密，其方案對TD適用性較強(qiáng)，而郊區(qū)、農(nóng)村所需大范圍覆蓋區(qū)域內(nèi)則適用性較差，且隨3G網(wǎng)建設(shè)日程臨近又使得該項(xiàng)核算工作迫在眉睫；

　　（3）同頻組網(wǎng)能力廠商各執(zhí)一詞，多頻點(diǎn)小區(qū)配置雖可有效避免公共信道覆蓋及干擾問題，但業(yè)務(wù)信道干擾仍為組網(wǎng)問題癥結(jié)所在，而未來尤其在HSDPA引入后容量需求提升必將同頻組網(wǎng)一事提上日程，須提升其實(shí)現(xiàn)能力，以滿足TD大規(guī)模組網(wǎng)要求；

　　（4）目前商用TD網(wǎng)規(guī)軟件已具雛形，但亦存有置疑及欠缺之處，須結(jié)合廠商系統(tǒng)及技術(shù)發(fā)展同步改進(jìn)，以適應(yīng)實(shí)際網(wǎng)規(guī)需求。

　　上述問題需業(yè)界共同努力予以解決，相信隨著TD產(chǎn)業(yè)鏈的完善，其必將會(huì)以成熟、領(lǐng)先的姿態(tài)呈現(xiàn)于世人。

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