TD—LTE在農(nóng)村場景建設(shè)的策略和方案

徐皓 顏軍 李賓

【摘要】 本文基于無線傳播模型理論，將農(nóng)村場景分為平原、丘陵和山區(qū)，并基于鏈路預(yù)算的結(jié)果，給出了在農(nóng)村建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的策略和方案。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 農(nóng)村 覆蓋 移動通信

一、前言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，農(nóng)村居民對無線寬帶的需求進一步提升。目前大部分城市的主城區(qū)和一般城區(qū)都實現(xiàn)了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，但農(nóng)村地區(qū)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)才剛剛起步。農(nóng)村地區(qū)由于面積廣、原有GSM網(wǎng)絡(luò)站間距大等特點，對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的策略提出了新要求。本文基于無線傳播模型的理論，根據(jù)鏈路預(yù)算的結(jié)果，給出了平原、丘陵和山區(qū)等不同場景下的站間距的要求，并在此基礎(chǔ)上，提出了農(nóng)村TD-LTE網(wǎng)絡(luò)增強覆蓋的策略和方案。

二、TD-LTE在農(nóng)村場景的建設(shè)策略和方案

本文主要從農(nóng)村TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的場景劃分、各場景的鏈路預(yù)算結(jié)果、采用的提升覆蓋的建設(shè)策略和方案、測試案例四個方面介紹TD-LTE如果在農(nóng)村場景下建設(shè)。

2.1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村場景的劃分

根據(jù)目前城市的測試結(jié)果和規(guī)劃參數(shù)，結(jié)合農(nóng)村覆蓋要求的特點，農(nóng)村覆蓋的一些重要規(guī)劃參數(shù)可以確定如下：

（1）室內(nèi)覆蓋要求的RSRP門限值取-113dBm，鄰區(qū)干擾余量取3dB，人體損耗取3dB，其他余量取5dB。

（2）F頻段農(nóng)村室內(nèi)的綜合穿透損耗取13dB。

農(nóng)村場景基本沒有電子地圖，無法做仿真，因此只能通過鏈路預(yù)算來估算小區(qū)的覆蓋半徑，從而估算農(nóng)村場景下的規(guī)劃質(zhì)量。根據(jù)規(guī)劃經(jīng)驗，將農(nóng)村主要分為平原、丘陵和山區(qū)。平原的特點是：地面平坦或起伏較小、對無線信號的傳播損耗較小；丘陵的特點是：形態(tài)起伏和緩，相對高度不超過200米，由各種坡面組合體，對無線信號的傳播損耗較大；山區(qū)的特點是：地形崎嶇、起伏較大，對無線信號的傳播的阻擋損耗大。

2.2 各場景鏈路預(yù)算結(jié)果

根據(jù)無線傳播模型，結(jié)合TD-LTE不同業(yè)務(wù)對解調(diào)門限的要求以及前述設(shè)定的規(guī)劃參數(shù)，農(nóng)村單個基站的覆蓋距離在不同場景下鏈路預(yù)算的覆蓋半徑：平原2.6km，丘陵2.3km，山區(qū)2.1km。目前85%以上的農(nóng)村GSM基站的站間距都在啊3公里以內(nèi)，可以滿足TD-LTE網(wǎng)絡(luò)對覆蓋的要求。

2.3 覆蓋的策略和方案

85%以上的基站可采取以下策略：滿足以上覆蓋距離要求的前提下，采用F頻段8T8R建設(shè)宏基站，特殊子幀建議采用9：3：2，，PRACH格式選擇格式0（UL：DL=1：3），天線高度控制在40m～60m之間，天線下傾角低于6度。

為了進一步提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力和業(yè)務(wù)質(zhì)量，對于一些需要增強覆蓋的場景，可以通過以下策略，加強農(nóng)村場景下TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的用戶感知水平。

（1）16T16R TDS/TDL雙模創(chuàng)新方案提升邊緣區(qū)域覆蓋能力

下行同一個小區(qū)采用2個8 通道RRU，其中一個RRU下行主發(fā)射TDL，另一個RRU下行主發(fā)射TDS，TDS的剩余功率可以給TDL使用，下行單制式可以最大化使用每個RRU的功率，TDL可以實現(xiàn)下行16通道發(fā)射。預(yù)計可提高20%的增益。

（2）使用高增益天線提高覆蓋能力

在F頻段使用寬帶400mm、長度1.8m左右的16.5dBi的高增益天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)14dBi的智能天線，可提高20%的覆蓋能力。

（3）使用Relay基站回傳，延伸覆蓋能力

宿主基站為用戶提供覆蓋的同時，給Relay節(jié)點提供無線回傳鏈路，在一些覆蓋廣，有盲區(qū)的山區(qū)使用，延伸TD-LTE的覆蓋能力。

2.4 測試案例

根據(jù)以上規(guī)劃策略，在湖北某農(nóng)村區(qū)域選取了平原、丘陵和山區(qū)三個場景，使用了14個基站進行TD-LTE覆蓋。平均站間距3.2公里，使用8T8R方案和高增益天線。經(jīng)測試，90%以上區(qū)域RSRP值大于-105dB，邊緣下載速率達(dá)15Mbps，整體覆蓋水平良好。

三、總結(jié)

本文主要介紹了農(nóng)村場景下TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)原則、策略和方案，并給出了實際的測試案例，測試結(jié)果表明建設(shè)方案完全能夠指導(dǎo)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村的建設(shè)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉光毅等. 智能天線及其在TD-LTE中的應(yīng)用[A]. 電信科學(xué) 2009.12

[2]戴源等. TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計 人民郵電出版社[A]. 2012.4