摘要 本文首先介紹了TD-SCDMA的技術(shù)特點,結(jié)合技術(shù)特點分析了TD-SCDMA的規(guī)劃特點、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略,并與WCDMA進(jìn)行了對比。最后提到TD-SCDMA規(guī)劃相關(guān)的一些問題,如站址選取、規(guī)劃工具現(xiàn)狀等。
網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運營之前的關(guān)鍵步驟,主要根據(jù)實際的無線傳播環(huán)境、業(yè)務(wù)、社會等多方面因素,從覆蓋、容量、QoS三個方面對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宏觀配置。網(wǎng)絡(luò)性能的這3個指標(biāo)需要由無線系統(tǒng)中各種物理層關(guān)鍵技術(shù)、鏈路層控制協(xié)議、無線資源算法等各方面因素協(xié)同實現(xiàn)。TD-SCDMA系統(tǒng)采用了時分碼分的多址方式、智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、動態(tài)信道分配等一系列新型關(guān)鍵技術(shù)和無線資源算法,極大地提高了TD-SCDMA系統(tǒng)的性能,最終為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來了很多新特點,與當(dāng)前運營商較熟悉的WCDMA的規(guī)劃存在一定的差異。
1、TD-SCDMA技術(shù)特點
與WCDMA制式相比,TD-SCDMA具有如下幾個技術(shù)特點。
1.1 時分雙工
與WCDMA采用頻分雙工不一樣的是,TD-SCDMA采用時分雙工,即上下行使用同一頻率,但使用不同時隙進(jìn)行通信。由于TD-SCDMA上下行采用同一頻率,因此其上下行具有相同的無線傳播特性。此外,上下行時分雙工有利于支持不對稱業(yè)務(wù)配置??梢造`活的配置時隙轉(zhuǎn)換點,適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求。
1.2 智能天線與聯(lián)合檢測
智能天線的增益(分集及賦形增益),可以有效的提升業(yè)務(wù)覆蓋能力,并降低對單個功放的功率要求。
另外,智能天線的波束賦形對本小區(qū)及鄰小區(qū)的干擾具有抑制作用,同時聯(lián)合檢測(MUD)亦可抑制本小區(qū)的干擾,因而可顯著減弱小區(qū)呼吸效應(yīng),提升系統(tǒng)容量及頻譜利用效率。
1.3 動態(tài)信道分配(DCA)
DCA及其參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整可為網(wǎng)絡(luò)后期優(yōu)化提供一種改善業(yè)務(wù)質(zhì)量的優(yōu)化手段。DCA信道調(diào)整可以改善鏈路性能,由此可降低掉話率。另外,DCA對頻域、時域、碼域和空域資源的調(diào)整可以有效提高業(yè)務(wù)接入的成功率。
1.4 接力切換
接力切換是保持與兩小區(qū)的信令連接,但只與一個小區(qū)建立業(yè)務(wù)上的連接,因此它不同于硬/軟切換。
接力切換的成功率低于軟切換成功率,高于硬切換成功率,其資源消耗等同于硬切換。因此,在對切換區(qū)進(jìn)行規(guī)劃時,對切換比例不像傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)那么敏感,規(guī)劃以滿足切換性能為主。
1.5 多載波
TD-SCDMA與WCDMA都可應(yīng)用多載波技術(shù),但TD-SCDMA多載波技術(shù)的應(yīng)用可使同一扇區(qū)下的多個載波按照一個小區(qū)的方式來管理。
隨著后期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,應(yīng)用多載波技術(shù)可使網(wǎng)絡(luò)原有的碼規(guī)劃及鄰區(qū)規(guī)劃方案可繼續(xù)沿用而不用重新規(guī)劃。
2、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點
TD-SCDMA與WCDMA網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)差異決定了兩者在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面的差異,同時也決定了TD-SCDMA在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面具有一些優(yōu)勢。
2.1 TD-SCDMA與WCDMA鏈路預(yù)算對比
與WCDMA類似,TD-SCDMA的鏈路預(yù)算可分為上行鏈路預(yù)算和下行鏈路預(yù)算,其中上行鏈路預(yù)算的各種因素為已知或準(zhǔn)確估計,結(jié)果較為可靠,工程上一般通過上行鏈路預(yù)算對基站覆蓋能力進(jìn)行估算。
上行鏈路預(yù)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)+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)
由表1可見,TD-SCDMA與WCDMA在鏈路預(yù)算方面的差異如表2所示。
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項目
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說明 |
移動臺發(fā)射功率 |
根據(jù)產(chǎn)品性能而定,一般數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):+24dBm,話音業(yè)務(wù):+21dBm |
移動臺天線增益 |
一般為0dB |
人體損耗 |
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):0dB;語音業(yè)務(wù):3dB |
饋線損耗 |
與饋線長度有關(guān) |
基站接收天線增益 |
與基站采用的天線有關(guān) |
軟切換增益 |
軟切換增益是指克服慢衰落增益 |
建筑物/車體穿透損耗 |
穿透損耗與具體的建筑物類型、電波入射角度等因素有關(guān) |
慢衰落余量 |
陰影衰落符合對數(shù)正態(tài)分布,其取值與扇區(qū)邊緣通信概率、陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差相關(guān) |
功控余量 |
慢速移動終端主要通過快速閉環(huán)功控保證解調(diào)性能,必須為快速閉環(huán)功控預(yù)留一定發(fā)射功率動態(tài)調(diào)整范圍,綜合考慮軟切換宏分集合并增益,功控余量取定為3dB。對于中高速移動的終端(一般當(dāng)終端移動速度≥50km時),主要由信道編碼中的交織對抗快衰落,快速閉環(huán)功控作用很小,一般不需考慮預(yù)留功控余量 |
接收機(jī)靈敏度 |
靈敏度=NFBS+10log(KT)+10log(Eb/N0)+10log(Rb)其中:NFBS為基站噪聲系數(shù);K為Boltzmann常數(shù),為1.38×10-23J/K;T為開氏溫度,取290K;Rb為業(yè)務(wù)速率
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?
項目 |
TD-SCDMA |
WCDMA |
TMA |
不采用 |
部分采用 |
小區(qū)呼吸 |
無小區(qū)負(fù)荷設(shè)置 |
需要設(shè)置小區(qū)負(fù)荷 |
智能天線 |
采用 |
不采用 |
發(fā)射功率 |
使用小功率功放組 |
使用大功率功放 |
切換增益 |
切換增益(對抗慢衰落) |
切換增益(對抗慢衰落) |
2.2 TD-SCDMA與WCDMA容量估算對比
TD-SCDMA是時分雙工系統(tǒng),其容量與WCDMA對比如表3所示。
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項目 |
TD-SCDMA |
WCDMA |
上行 |
碼道受限(受限于碼資源) |
干擾受限(受限于“多址+鄰區(qū)”干擾) |
下行 |
碼道受限(受限于碼資源) |
功率受限(受限于下行發(fā)射功率) |
與覆蓋關(guān)系 |
無緊密關(guān)系 |
緊密關(guān)聯(lián) |
2.3 TD-SCDMA與WCDMA規(guī)劃差異
結(jié)合TD-SCDMA的技術(shù)特點,以及TD-SCDMA與WCDMA在鏈路預(yù)算、容量估算方面的差異,可以了解到TD-SCDMA與WCDMA在規(guī)劃方面的差異如表4所示。
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項目 |
TD-SCDMA |
WCDMA |
小區(qū)呼吸 |
小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯,覆蓋對話務(wù)負(fù)荷不敏感 |
小區(qū)呼吸效應(yīng)明顯,覆蓋對話務(wù)負(fù)荷敏感 |
軟切換 |
無軟切換,切換區(qū)設(shè)置需考慮切換性能,系統(tǒng)對切換比例不敏感 |
有軟切換,切換區(qū)設(shè)置考慮切換性能,同時考慮軟切換的資源消耗 |
擾碼數(shù)量 |
32個擾碼組,擾碼規(guī)劃要求較高,需要借助專門擾碼規(guī)劃軟件 |
512個擾碼組,擾碼規(guī)劃要求相對較低,可借助專門的擾碼規(guī)劃軟件 |
業(yè)務(wù)覆蓋 |
不同業(yè)務(wù)覆蓋差異小,不同業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋能力有較好的一致性 |
不同業(yè)務(wù)覆蓋差異大,不同業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋能力存在較大差異 |
上下行業(yè)務(wù)對稱性 |
支持非對稱業(yè)務(wù),支持不同區(qū)域靈活的時隙配置 |
非對稱業(yè)務(wù)會降低頻譜利用率
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當(dāng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法滿足實際增長的業(yè)務(wù)需求時,需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容,當(dāng)前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的方式有增加載波和小區(qū)分裂兩種。
3.1 增加載波擴(kuò)容
一般情況,建議優(yōu)先采用增加載波的方式進(jìn)行擴(kuò)容。
(1)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的呼吸效應(yīng)不明顯,因此在參數(shù)一致的情況下,新增載波與原載波的覆蓋范圍完全一樣,不會對原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成影響;
(2)TD-SCDMA小區(qū)在單功放3載波的情況下,其業(yè)務(wù)信道的覆蓋仍然能夠保持上下行鏈路平衡,因此新增載波不會影響原有載波的覆蓋范圍,不會對原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成影響;
(3)新增載波本身不會涉及到新站點建設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局的影響,相對比小區(qū)分裂的擴(kuò)容方式而言,對網(wǎng)絡(luò)影響更小。
3.2 小區(qū)分裂擴(kuò)容
當(dāng)增加載波擴(kuò)容方式無法解決網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需要時,可考慮采用小區(qū)分裂擴(kuò)容方式。小區(qū)分裂擴(kuò)容方式有“3N方式”及“4N方式”兩種。
3.2.1 3N方式
3N方式主要指原有小區(qū)的天線方向調(diào)整30°,同時小區(qū)半徑分裂為原有半徑的,即小區(qū)分裂后面積為原有小區(qū)面積的1/3,相當(dāng)于擴(kuò)容后基站數(shù)為原有基站數(shù)的3倍,因此稱為“3N擴(kuò)容”,如圖1所示,圖中淺色箭頭為原有基站的小區(qū)方向,深色箭頭為擴(kuò)容后的基站小區(qū)方向。
![](/3g/UploadPic/2009-6/200962094821554.jpg)
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3.2.2 4N方式
4N方式主要指原有小區(qū)的天線方向不變,同時小區(qū)半徑分裂為原有半徑的1/2,即小區(qū)分裂后面積為原有小區(qū)面積的1/4,相當(dāng)于擴(kuò)容后基站數(shù)為原有基站數(shù)的4倍,因此稱為“4N擴(kuò)容”,如圖2所示,圖中淺色箭頭為原有基站的小區(qū)方向,深色箭頭為擴(kuò)容后的基站小區(qū)方向。
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3.2.3 3N及4N擴(kuò)容方式對比
相對而言,4N擴(kuò)容方式對網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整較小,但需要新增基站數(shù)量較大,投資也較大,實際工程中,采用3N還是4N擴(kuò)容方式與實際網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的覆蓋需求及業(yè)務(wù)需求有關(guān),需要結(jié)合實際需求選取合適的擴(kuò)容方式。
4、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具
目前業(yè)界號稱支持TD-SCDMA規(guī)劃的軟件廠商有Planet、Forsk、Aircom、大唐、百林等。推出商用版本的時間在2005年8月份左右。由于目前沒有現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)參考,不能進(jìn)行相應(yīng)的評估,傳播模型的校正工作進(jìn)度較慢。目前各TD-SCDMA廠商及運營商都有相應(yīng)的測試版,但相對來說,試用都不夠理想。
5、站址選取原則
隨著消費者環(huán)保意識的提高,站點選擇是運營商一項艱難的工作。TD-SCDMA基站站點選擇又對運營商提出了新要求。TD-SCDMA站址的選擇較WCDMA要苛刻,因為天線、功放都放在天面,對天面的承重要求高。
當(dāng)然其它因素如:主瓣方向場景開闊、周圍無對覆蓋區(qū)形成阻擋的高大物體、地形可見性好、足夠的天線安裝空間、饋線盡可能短等與WCDMA的要求相同。
6、業(yè)務(wù)
在面向業(yè)務(wù)的3G時代,如何適應(yīng)業(yè)務(wù)的不同QoS需求是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須要考慮的問題。TD-SCDMA系統(tǒng)在業(yè)務(wù)規(guī)劃方面有兩個特點,一是同一區(qū)域下各種業(yè)務(wù)覆蓋半徑基本相同;二是適應(yīng)業(yè)務(wù)量的增加,可以對時隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以調(diào)節(jié)上、下行流量的比例,使語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以互相轉(zhuǎn)化。
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(jìn)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),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展時,可采用2:4、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。
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