TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的多場景覆蓋解決方案

于濤 呂邦國

【摘要】 信息技術(shù)發(fā)展迅猛，信息傳遞速度越來越快，這就提升了對網(wǎng)絡(luò)通信的需求，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的多場景覆蓋問題就是網(wǎng)絡(luò)通信需求增大的一個縮影。基于以上，本文從TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)分析入手，探討了TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的多場景覆蓋解決方案。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò) 多場景覆蓋

前言：TD-LTE是多家公司研發(fā)的一種移動通信技術(shù)標準，其在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，但TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋問題一直是制約TD-LTE發(fā)展的重要問題?；谝陨?，本文簡要探討了TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的多場景覆蓋解決方案，旨在促進TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展和應(yīng)用。

一、TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 TDD雙工方式分析

TDD指的是時分雙工技術(shù)，其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用至關(guān)重要，與時分雙工技術(shù)相對應(yīng)的是頻分雙工技術(shù)，即FDD[1]。在TDD模式下，移動通信系統(tǒng)上行和下行處于同一載波器中，只不過所處的時隙不同，通過信號調(diào)度方法能夠?qū)崿F(xiàn)對不同時隙的區(qū)分。

1.2 MIMO技術(shù)分析

MIMO技術(shù)指的是利用多天線來實現(xiàn)信號的發(fā)射和接收的技術(shù)，從本質(zhì)上來講，MIMO技術(shù)術(shù)語一種空間分集技術(shù)，其有著容量大、信號傳輸快速等特點，在移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。

1.3 AMC鏈路自適應(yīng)技術(shù)

AMC鏈路自適應(yīng)技術(shù)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)信道的感知性特點進行充分應(yīng)用，其能夠通過信道反饋信息來實現(xiàn)對信道條件的分析，AMC鏈路自適應(yīng)技術(shù)有著自動匹配功能，通過自動匹配原則能夠分配編碼方式和調(diào)制階數(shù)，這對于無線資源利用率的提升有著重要的意義。

二、TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋解決方案探討

2.1 TD-LTE規(guī)劃

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程的基礎(chǔ)，同時也是實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋的初始環(huán)節(jié)，由此可見，探討TDLTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的相關(guān)問題是十分必要也是十分重要的。在進行TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過程中，如何保證無線網(wǎng)絡(luò)全面的覆蓋面至關(guān)重要，為了實現(xiàn)覆蓋面的擴展，應(yīng)當注重以下三個問題：①重點覆蓋：對區(qū)域內(nèi)的重點場景進行覆蓋，例如學(xué)校、運營商辦公樓以及大型商場等重點場景進行覆蓋；②主要街道覆蓋：對城市中交通要道、交通樞紐要道、重要的商業(yè)街等主要街道進行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋[2]；③總體覆蓋：整體覆蓋指的是將重點覆蓋與主要街道覆蓋相結(jié)合，同時實現(xiàn)兩種覆蓋，保證二者相互協(xié)調(diào)，從而對目標區(qū)域?qū)崿F(xiàn)整體覆蓋。

從內(nèi)容上來看，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的主要內(nèi)容有五個方面，下面來進行規(guī)劃內(nèi)容的具體分析：①網(wǎng)絡(luò)需求分析：主要指的是分析并了解需要無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域和地區(qū)，并明確區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)需求；②估算網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求來確定網(wǎng)絡(luò)容量以及具體的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模；③規(guī)劃站址：以網(wǎng)絡(luò)需求以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為基礎(chǔ)，對機房、天饋架設(shè)等的位置進行合理的規(guī)劃；④無線網(wǎng)絡(luò)仿真：以下相關(guān)數(shù)學(xué)公式和傳播模型為基礎(chǔ)，對無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及無線網(wǎng)絡(luò)容量的進行仿真分析[3]；④參數(shù)設(shè)計：參數(shù)設(shè)計主要指的是無線參數(shù)，例如頻率規(guī)劃參數(shù)等于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相關(guān)的無線參數(shù)設(shè)計。

2.2 合理劃分場景

要想實現(xiàn)TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋，合理的規(guī)劃場景是十分必要也是十分重要的，只有場景劃分完畢之后，才能夠根據(jù)場景特點來解決無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋過程中出現(xiàn)的問題，一般來說，常見的場景劃分為住宅、娛樂場所、醫(yī)院、寫字樓、大型商場等等，根據(jù)各個場景的特點來解決無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，實現(xiàn)多場景覆蓋。

2.3 不同場景無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法探討

不同場景的特點不同，其無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方法也有著一定的差異性，下面選取常見的場景來探討不同場景無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方法。

1、寫字樓。對于寫字樓場景的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋來說，要想實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，需要解決一下幾個場地的網(wǎng)絡(luò)覆蓋相關(guān)問題：①IF大廳：IF大廳一般區(qū)域面積較大，很容易出現(xiàn)室內(nèi)信號外泄的問題，導(dǎo)致信號不強，因此應(yīng)當采取有效措施避免信號外泄，對于大廳內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋來說，應(yīng)當用定向天線來完成，對于IF大廳的全方位覆蓋來說，應(yīng)當用全向天線來實現(xiàn)；②電梯：在電梯的運行過程中，其網(wǎng)絡(luò)信號干擾較強，信號通常較弱，因此通過小方向角、高增益的定向天線來實現(xiàn)覆蓋，保證信號強度；③隔斷辦公區(qū)：對于一些石膏板隔斷或纖維板隔斷的辦公區(qū)來說，應(yīng)當對天線之間的距離進行合理控制，要保證在15米之內(nèi)，以此來實現(xiàn)隔斷辦公區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

2、醫(yī)院。對于醫(yī)院來說，應(yīng)當根據(jù)具體情況采取不同的覆蓋方法，單邊病房為了避免信號外泄，應(yīng)當優(yōu)先選擇定向掛壁天線或定向吸頂天線等定向天線。在布置天線的過程中，要對房間內(nèi)結(jié)構(gòu)進行考慮，最佳布置為病房門口。對于雙邊病房來說，應(yīng)當在走廊、門口等位置布置全向吸頂天線[4]。此外，應(yīng)當選擇BBU-RRU方式來進行信源的部署。

3、 商場及娛樂場所。商場及娛樂場所樓層一般較高，但層數(shù)較少，隔斷一般為模板，針對這些特點，可以在空曠區(qū)域建造微蜂窩，之后通過全向天線實現(xiàn)場景覆蓋?？梢赃x擇微蜂窩、BBU、單通道RRU等作為信源。

2.4多場景覆蓋中對MIMO技術(shù)的應(yīng)用

2.4.1上行多用戶MIMO

對于上行多用戶MIMO來說，其上行天線配置為1×2，即采用發(fā)送天線的數(shù)量為一根，接收天線的數(shù)量為兩根。采用虛擬MIMO傳輸方式能夠?qū)π诺赖娜萘窟M行進一步擴大，很多終端在對基站發(fā)送數(shù)據(jù)信號的過程中，這些終端占用率相同的時頻資源，這種情況下，基站會將信號默認為一個終端不同天線發(fā)送的信號，這就形成了MIMO系統(tǒng)。以兩個終端為例，兩個終端和基站會組成2×2MIMO系統(tǒng)，如果只對上行進行考慮，終端自身并不知道自己是否處于MIMO系統(tǒng)中，此時基站只需要對多用戶進行檢測和完成用戶選擇匹配即可，這就在不增加終端復(fù)雜度的基礎(chǔ)上增大了信道容量。

2.4.2下行多用戶MIMO

相較于上行MIMO來說，下行MIMO方案較多，一般可以將其劃分為空間復(fù)用和發(fā)射分集兩類：①空間復(fù)用：指的是基站將占用相同視頻資源的多個數(shù)據(jù)流發(fā)送給一個用戶的MIMO方案，也成為單用戶MIMO；②發(fā)射分集：指的是基站將占用相同視頻資源的數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶的MIMO方案，也稱為空間多址。就目前來看，對于發(fā)射分集方案來說，其以預(yù)編碼向量選擇的預(yù)編碼技術(shù)為基礎(chǔ)，這種與編碼技術(shù)是多用戶MIMO場景的傳送方案。

MIMO技術(shù)在多場景覆蓋中的應(yīng)用能夠通過多天線空間自由度來實現(xiàn)用戶分離，不同用戶能夠占用相同時頻資源，采用發(fā)射端信號處理算法來實現(xiàn)用戶之間干擾的限制，對時頻資源進行服用來提升區(qū)域吞吐量，如果區(qū)域負載較大，則可以通過多用戶調(diào)度算法來獲得多用戶分集增益效果，從而擴大系統(tǒng)容量。對于小間距天線來說，其能夠形成帶有明確指向性的波束，因此多用戶MIMO在小間距高相關(guān)性天線系統(tǒng)中比較適用。在信道變化較快的過程中，小間距天線形成的寬波束能夠保證各個用戶分離的有效性。

MIMO技術(shù)的應(yīng)用日漸廣泛，對于多場景覆蓋來說，也有著不同的MIMO模式，以切換邊界線為基礎(chǔ)可以確定多場景覆蓋應(yīng)用的MIMO模式。以郊區(qū)為例，郊區(qū)比較開闊，用戶不密集，因此可以采用波束賦形技術(shù)，其能夠切換為發(fā)射分集模式，雖然這種模式僅僅能夠獲得分集增益，但其對信道環(huán)境以及移動速度等沒有特殊要求，因此能夠有效的發(fā)揮效果。對于MIMO天線數(shù)量的問題，一般確定的MIMO天線個數(shù)基本配置為上行1×2，下行2×2，這種天線數(shù)量的配置方式對于擴大信道容量，提升頻譜利用率、改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量以及成本控制等方面有著重要的意義。在進行TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過程中，一般應(yīng)用MIMO技術(shù)來建設(shè)現(xiàn)網(wǎng)，這樣能夠有效滿足TD-LTE系統(tǒng)對于延時和速率的要求。

結(jié)論：綜上所述，本文從TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)入手，探討了其無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋，并例舉了具體的場景來分析了覆蓋方法，旨在為解決TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋問題提供參考。

參 考 文 獻

[1]曹健. TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的多場景覆蓋解決方案設(shè)計[D].北京郵電大學(xué)，2013.

[2]翟英鴻，王強，魏康. 高速鐵路TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案的探討[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)，2014，11：89-93.

[3]趙康成，王國梁，李鳳花. TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)中重疊覆蓋優(yōu)化解決方案分析[J]. 山東通信技術(shù)，2014，03：40-43.

[4]常爽. TD-LTE多場景室內(nèi)深度覆蓋解決方案[J]. 電信工程技術(shù)與標準化，2015，06：64-67.