四网协同背景下的TDS/TDL建设分析

郭宝

1 四网协同背景

随着移动互联网的快速发展，用户对移动数据业务的需求不断攀升，移动数据流量迅猛增长，2G网络不堪重负。由此，中国移动集团公司提出了四网协同战略，使用TD和WLAN网络分流2G的数据业务；但2012年以来，2G的话务量、数据流量以及利用率仍在增长。网管统计显示，某省5月份2G数据流量达11TB，累计同比增长56.6%；话务量480.8万爱尔兰，累计同比增长22%；2G和TD的流量比仍高达10.2:1，TD手机客户仍有相当比例的数据流量和语音业务由2G网络承载。2G网络依旧不堪重负，干扰与质差问题对网络质量的影响依然严重，上网速度慢、无法上网等投诉数量依然不减，客户感知难以提升。

因此，中国移动需要在已有2G网络高流量热点的基础上做好TDS/TDL的建设规划，持续有效分流2G网络流量，实现高效率网络承载，保证用户的业务使用感知。在目前TD-SCDMA网络已初具规模的基础上，结合2G网络的数据热点区域对每个TD站进行细致分析，实现城区TD-SCDMA网络的连续覆盖和高流量数据业务热点的深度覆盖，同时，进行TD-LTE的建设预规划。

2 TD-SCDMA网络连续覆盖与深度覆盖

分析

衡量TD-SCDMA网络覆盖性能可通过弱场起呼比和MR测量报告、道路测试、覆盖仿真三方面，从点、线、面三个维度精确定位TD网络覆盖。弱场起呼比及MR测量报告为用户真实业务行为表现，能准确反映现网空口的质量，但在无TD覆盖区域，用户（非锁网）会自动重选至2G网络；因此，此方法不能对无TD覆盖区域做准确分析。道路测试可通过通话测试与空闲态测试综合判断覆盖性能，通话测试可反映TD占网时长占比，待机测试可衡量TD无线信号的强弱以及是否发生向2G的重选。仿真数据则可对全网进行覆盖情况评估，对无TD覆盖区域进行分析规划。

连续覆盖不足与深度覆盖不足的定义如下：

连续覆盖不足：DT测试中覆盖电平PCCPCH_RSCP低于-95dBm，道路上不能满足TD业务需求。

深度覆盖不足：DT测试中覆盖电平PCCPCH_RSCP低于-80dBm，无法满足商务终端在道路上或室内进行TD业务需求。

某市的TD锁频测试表明，现网有约0.27km2的覆盖电平低于-95dBm，共涉及7个不同区域。覆盖不足区域集中在市区中心，其周围楼宇较多，无线环境复杂，造成TD信号衰减较快，深度覆盖不足；还有站点稀疏区域，这些区域站点之间的间距过大，导致道路连续覆盖和深度覆盖不足。

TD-SCDMA网络连续覆盖及深度覆盖不足的优化措施：

（1）功率调整

按照RRU型号重新计算每个小区的最大发射功率，重新规划PCCPCH信道的功率设置。目前TD四期以后的RRU（3158-fa），发射功率较之前RRU（268）有所加强（由40W/46dBm增加至96W/49.8dBm）。对于站间距较大、需要做广覆盖的道路覆盖场景，更换大功率RRU，实现TD连续覆盖。

（2）室外天馈调整

多个小区联合优化调整方位角和俯仰角，通过调整天线方位角优化小区覆盖方向，通过逐级抬升小区俯仰角提升覆盖范围。鉴于TD-SCDMA为自干扰系统，在调整俯仰角的同时，关注小区干扰变化，通过频点/扰码优化抑制干扰增强。

（3）小区合并

针对城市快速路、环城高速等高速移动场景，部分基站某个特定方位缺少覆盖的情况，通过增加小区加强覆盖；对于某些快速移动场景，通过小区合并减少切换次数。

实际案例：珠琳公园位于迎泽大桥东侧，主要覆盖迎泽桥东道路、桥北匝道及桥面，覆盖范围较大，无线环境复杂，导致部分区域弱覆盖问题严重。为解决此问题，新增珠琳公园_3小区，与原珠琳公园_1合并。合并后使1小区覆盖范围扩大，桥面及匝道弱覆盖情况得到有效的改善。通过小区合并，切换带覆盖得到加强，切换次数明显较少，接力切换成功率提升显著，同时也避免了桥面覆盖小区过多导致频繁切换的问题。小区合并实施后接力切换成功率趋势如图1所示：

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（4）容量/功率均衡

对容量需求不大的覆盖道路站点，通过删减载波，提升单载波最大发射功率，调整PCCPCH信道功率配置，增强道路覆盖。

（5）基础参数优化

通过调整频点、扰码、邻区关系、切换参数等基础参数，优化小区间切换带，提升切换带覆盖电平，减少弱场切换概率。

3 室分系统的TDS/TDL建设规划

由于TD-SCDMA使用的频段较高，与2G相比信号进入室内损耗大，而目前现网城区内TD基站明显少于2G基站。以某市为例，城区内TD宏站与室分系统数量均大幅低于GSM站点，TD站点明显不足。一方面，由于宏站较少，TD无线信号损耗大，原本通过宏站覆盖室内的区域，用户使用感知不能保证；另一方面，室分系统存在同一室分场景内2G和TD“简单合路”的现象，由于没有细致做链路预算，未新增天线，导致天线口输出功率不足，致使TD室分有效覆盖面积只有2G覆盖面积的50%～70%。2G/TD室分场强测试结果对比见图2。

室分系统简单合路是指不进行室分改造，只是将TD信源简单馈入到2G系统内进行覆盖。由于TD频段高、损耗大，RRU输出功率小，采用原有的GSM室分系统进行输出，会导致天线口TD输出功率不足，有效覆盖面积远小于2G室分系统。据统计，用户70%的通信行为会在室内发生，因此深度覆盖不足也造成了TD业务的倒流。

TD室分“简单合路”问题可根据下列不同情况进行整改解决：

（1）天线密度不足，即天线输出功率足够，但无线环境对信号衰减导致TD室分覆盖不足

原GSM室分设计要求进行天线布放，天线间布放距离较远，2G信号满足覆盖要求。当合路TD信号后，2G信号基本不受影响；但是TD信号由于衰减大，导致TD室分信号部分区域弱覆盖。针对此类问题，只需要在现有室内分布系统上增补天线，对覆盖不足区域进行延伸覆盖即可。

（2）天线输出功率不足，直接导致覆盖不足

TD的RRU信源功率不足，直接导致天线输出口的信号场强弱，造成TD室分信号弱。2G能够满足覆盖要求，但当TD覆盖按照2G系统主干进行合路时，由于TD信号未进行链路预算，且本身TD的RRU输出功率比2G设备输出功率弱很多，导致TD的室分天线输出功率低，就会造成TD信号弱。要解决此类问题，须在现有的GSM分布系统基础上，进行TD信号的链路预算，按能够覆盖的层数进行主干改造，根据整体楼宇链路需求增加TD的RRU数量；G网再重新分配功率与TD合路。

（3）室分器件问题，导致TD室分天线功率输出低，造成TD弱覆盖

室分系统的合路器、耦合器等器件问题（如器件性能下降、器件老化等）会导致TD室分天线功率输出低，甚至无信号。因此，要从现场排查、告警分析等方面逐级排查器件，定位问题点，选用质量好、性能稳定的器件进行更换。如果是室分天线选型问题导致局部区域的覆盖不足，可在保证室分信号不外泄的情况下，通过更换高性能天线加强TD弱信号区域，如把全向天线改为定向天线或高增益内置下倾角天线。

在TD-LTE频段确定之后，需根据室分系统所使用的频段进行全面细致的链路预算、功率分配、天馈器件适配检查，充分考虑TD-SCDMA建设中发现的问题，吸取教训，提高效率，进而推动TD-LTE更快走向成熟。

42G业务热点的WLAN/TDS/TDL建设

目前2G网仍是承载用户最多、业务负荷最大的网络，TD是2G数据流量最直接和最有效的分流手段，但部分区域还存在2G的业务热点区域周边缺少TD覆盖的现象。如统计某城市1天的GSM话务量与数据流量，其密集城区有近20%的2G高数据流量小区周边缺少TD覆盖。另外，统计发现城区内有较多2G高话务基站周边300米以上没有建设TD基站。这说明城区局部的2G业务热点区域仍缺乏TD基站的有效覆盖，TD网络有效缓解2G流量压力的工作仍有很多细致问题需要处理。

将2G高流量站点筛选出，判断周边是否有TD基站，TD容量是否受限，是否需要扩容或存在故障，有甄别地进行分类处理，如表1所示。可以看出可做市场重点发展的占比最高，达到60.34%。

GSM网络高流量站点周边的TD基站分布及业务量如图3所示。通过2G网络的统计数据，掌握用户对无线数据业务的需求范围与密集程度，用来做WLAN/TDS/TDL的建设规划依据。对用户的引导分流可分为两个部分：

第一，切实提升TD-SCDMA网络的覆盖率，提升TD终端驻留TD网络的占比。在局部深度覆盖能力不足的区域要加强建设，保证覆盖效果，可使用新技术如双通道RRU及双通道小型化天线来满足小范围覆盖需求。

第二，进行TD分流的精确营销。可针对TD覆盖区域内高流量的锁网用户，通过短信或外呼方式加强TD营销，使该类TD用户解除锁网，产生TD流量。在某省的精确营销中，仅3%的TD锁网用户，解除锁网后实现全网TD户均流量上升2M，TD通话分钟数上升14分钟，较一般营销方式成功率提高一倍以上。

5 使用新技术提升TD-LTE

系统性能

LTE标准以OFDMA与MIMO为核心，支持在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善小区边缘用户的性能，提高小区容量，降低系统延迟。TD-LTE系统的优势包括上下行子帧配置灵活可调，更适于支持移动互联网业务；上下行信道的互易性，有利于进行波束赋形和干扰协调，提高系统性能；频谱不对称，灵活高效，便于实现感知无线电；更适合在高频段、大带宽下进行优化，从而更好地支持室内及热点的高性能、高速数据业务。

TD-LTE载波聚合技术有利于更进一步发挥TDD的优势，不对称频谱利于实现和应用载波聚合技术，使TD-LTE充分利用频谱资源，获得更高的峰值速率。在单载波情况下，FDD若使用20MHz+20MHz，下行峰值速率可以达到150Mbps，TDD若使用20MHz（3:1时隙配比），下行峰值速率为110Mbps（3:1时隙配比）。如果TDD引入载波聚合，在TDD聚合20MHz+20MHz的情况下，下行峰值速率可以达到220Mbps（3:1时隙配比），超过相同系统带宽FDD的峰值速率。

6 总结

TD-SCDMA网络建设中遇到的问题，在TD-LTE上可能还会出现，运营商需接受TD-SCDMA的教训，在目前已有网络的基础上精细规划，做好TD-SCDMA网络的连续覆盖、深度覆盖，做好业务引导，从而在减轻2G网络负荷的同时提升数据业务使用感知。此外，还需根据不同场景、用户需求做好TD-LTE预规划，充分考虑网络的优势进行融合。

参考文献：

[1] 李世鹤. TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2003.

[2] TS 25.224 Physical layer procedures(TDD)[S].

[3] TS 25.301 Radio interface protocol architecture[S].

[4] 李小文,李贵勇. TD-SCDMA第三代移动系统、信令及实现[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2003.