TD—LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)探討

樓正華

【摘要】 作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)，TD-LTE技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高無線通信質(zhì)量及數(shù)據(jù)傳輸速率具有重要作用。本文首先介紹的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，然后具體探討了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì) 分析

在當(dāng)前TD網(wǎng)絡(luò)的大范圍擴(kuò)建下，國內(nèi)大部分的城市都被TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時(shí)LTE也逐漸被主流通信運(yùn)營(yíng)商選為未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本方向。工信部在2010年便開始TD-LTE技術(shù)外場(chǎng)試驗(yàn)，上海世博是中國移動(dòng)在TD-LTE建設(shè)的示范網(wǎng)，此類試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成功充分體現(xiàn)了TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的終端產(chǎn)品能力。因此，加強(qiáng)有關(guān)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的研究，對(duì)于推動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步成熟和商業(yè)化進(jìn)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

（1）LTE無線側(cè)主要采用MIMO與OFDMA兩種關(guān)鍵技術(shù)，MIMO技術(shù)可同時(shí)大幅度改善系統(tǒng)的空間吞吐速率和頻譜效率，而OFDMA技術(shù)科有效解決傳統(tǒng)抗多徑技術(shù)在高寬帶的多載波系統(tǒng)上復(fù)雜度過高的問題，此兩種技術(shù)的結(jié)合可明顯降低MIMO技術(shù)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，利于推進(jìn)其大范圍應(yīng)用；（2）因通信標(biāo)準(zhǔn)更新較為頻繁，LTE、WIMAX、3G等系統(tǒng)基帶設(shè)計(jì)扔采用FPGA+DSP的軟件無線電方式實(shí)現(xiàn)，以方便未來版本升級(jí)。因OFDMA技術(shù)基帶處理同CDMA存在較多不同，尤其是前者可降低對(duì)FPGA的依賴，相比3G系統(tǒng)，其設(shè)備基帶的集成度較高，但能耗和成本較低，這使得LTE系統(tǒng)在設(shè)備實(shí)現(xiàn)上具備更大的優(yōu)勢(shì)。[1]（3）從標(biāo)準(zhǔn)分析，LTE是在3GPP基礎(chǔ)上提出來的，而3GPP的優(yōu)勢(shì)便是標(biāo)準(zhǔn)制定，所以其標(biāo)準(zhǔn)的全面性、可靠性及完善性要遠(yuǎn)高于IEEE主導(dǎo)的WIMAX標(biāo)準(zhǔn)，且能充分滿足電信級(jí)運(yùn)營(yíng)的要求。另外TD-LTE的標(biāo)準(zhǔn)選擇與LTE FDD更加接近，其可充分利用3GPP組織技術(shù)加快TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)推出的進(jìn)程，且能保證標(biāo)準(zhǔn)制定的嚴(yán)謹(jǐn)性。

二、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1參數(shù)規(guī)劃

LTE無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)劃包含以下內(nèi)容：

（1）頻率規(guī)劃：頻率規(guī)劃過程將直接影響著無線網(wǎng)絡(luò)的干擾水平，因TD-LTE小區(qū)內(nèi)部應(yīng)用OFDMA技術(shù)，在嚴(yán)格同步時(shí)小區(qū)內(nèi)的干擾水平較低，干擾源主要為小區(qū)間干擾。頻率規(guī)劃主要用于改善頻譜利用率，利用頻譜復(fù)用過程以使較少的頻率資源滿足覆蓋要求，同時(shí)降低系統(tǒng)間的干擾。

（2）PCI碼資源規(guī)劃：其規(guī)劃過程同TD-SCDMA的擾碼規(guī)劃相接近，規(guī)劃的基本原則為在覆蓋區(qū)重疊的相鄰小區(qū)不對(duì)相關(guān)性較高的碼字進(jìn)行分配。因TD-LTE主要采用OFDMA多址方式，且其系統(tǒng)PCI碼資源豐富，所以TD-LTE的PCI碼規(guī)劃要比TI-SCDMA擾碼規(guī)劃更簡(jiǎn)單。[2]

2.2容量規(guī)劃

因TD-LTE的小區(qū)容量與TD-SCDMA不同，且其多天線LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、信道配置、物理層技術(shù)、參數(shù)配置、調(diào)度算法等與3G系統(tǒng)差別較大，這使得LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)同3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃也存在差別。TD-LTE容量規(guī)劃雖然仍采用覆蓋容量仿真、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算、可采用系統(tǒng)仿真、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求分析、實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等規(guī)劃流程，但在覆蓋容量仿真及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算兩方面與3G網(wǎng)絡(luò)存在較大差異。

在確定頻帶內(nèi)，TD-LTE系統(tǒng)容量主要受與時(shí)頻分割的資源單元數(shù)和物力資源塊數(shù)影響；在空域內(nèi)系統(tǒng)容量主要受MIMO數(shù)據(jù)流數(shù)、天線配置、無線信道環(huán)境和天線發(fā)射端口數(shù)有關(guān)。TD-LTE系統(tǒng)資源占用及容量估算主要包括容量估算基本參數(shù)分析、資源占用與容量估算兩部分內(nèi)容；需涉及的基本參數(shù)包括VoIP業(yè)務(wù)質(zhì)量要求、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)要求、業(yè)務(wù)編碼調(diào)制方式選擇和系統(tǒng)配置參數(shù)等。在容量規(guī)劃選擇中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格依據(jù)站距原則進(jìn)行站址選擇，避免選用偏離蜂窩結(jié)構(gòu)較大的站點(diǎn)。[3]

2.3鏈路預(yù)算

LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真前應(yīng)利用鏈路預(yù)算對(duì)系統(tǒng)覆蓋性能進(jìn)行評(píng)估。鏈路預(yù)算的目標(biāo)是依據(jù)邊緣用戶的速率目標(biāo)，查找恰當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼方式及頻率資源配置的優(yōu)化組合方式；依據(jù)固定邊緣用戶的覆蓋速率目標(biāo)要求，分析計(jì)算系統(tǒng)覆蓋半徑。覆蓋半徑同無線鏈路允許的最大路徑消耗存在直接相關(guān)，把允許的最大路徑消耗引入到無線傳播模型中便能有效計(jì)算相應(yīng)的覆蓋半徑。相關(guān)計(jì)算公式為：

最大路徑消耗（上行）=上行EIRP-總余量-最小接收電平-空間損耗；

總余量=干擾余量+快衰落余量；

上行EIRP=終端最高發(fā)射功率+終端天線增益-終端饋線損耗；

上行最小接收電平=邊緣用戶目標(biāo)信噪比+接頭與饋線損耗+熱噪聲-天線分集、賦形增益-接受天線增益；

空間損耗=穿透損耗+陰影損耗。[4]

三、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真同TD-SCDMA規(guī)劃仿真流程存在較大差異，主要表現(xiàn)在參數(shù)及功能模塊配置兩方面。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真中，TD-LTE可通過合理分配小區(qū)內(nèi)外部功率資源、小區(qū)內(nèi)外頻率資源及小區(qū)內(nèi)外區(qū)域以消除鄰區(qū)干擾。TD-LTE蒙特卡洛模塊的實(shí)現(xiàn)與HSDPA比較類似，其主要差別在于不同業(yè)務(wù)調(diào)制方式及速率不穩(wěn)定，都必須以用戶信道條

件為基礎(chǔ)開展調(diào)度；在規(guī)劃仿真中可采用子載波資源、用戶調(diào)制方式、MIMO實(shí)現(xiàn)方式等進(jìn)行調(diào)度。

四、結(jié)束語

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的容量性能和應(yīng)用推廣，因此，相關(guān)技術(shù)與設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的分析，總結(jié)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用措施，以逐步改善TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]刁兆坤.TD-LTE新技術(shù)特征下的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法演變[J].通信世界. 2011，05（35）：57-58

[2]趙旭凇，張新程，徐德平，張炎炎. TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及性能分析[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2010，06（10）：61-62