典型场景TD-LTE站址选择思路及分析

赵明峰，赵谡，刘三思，庞伟东

（中国移动通信集团设计院有限公司四川分公司，成都 610041）

典型场景TD-LTE站址选择思路及分析

赵明峰，赵谡，刘三思，庞伟东

（中国移动通信集团设计院有限公司四川分公司，成都 610041）

本文以密集城区中的一个典型场景为例，充分利用现网站址资源和保障覆盖等性能的前提下，给出了典型场景下的TD-LTE选址策略，并结合仿真规划软件进行分析以验证该策略的有效性，这为专业设计人员对实际TD-LTE场景化建设提供相应参考与指导。

TD-LTE；参数设置；RSRP；SINR

1 引言

目前，国内外LTE网络已初具规模，相应用户数也快速增长。基于GSA的数据统计与预测， 2012年底全球LTE连接预计为2 200万，2014年预计增至1.56亿，2015年LTE连接数将达到3.56亿，其中TD-LTE达到8 900万，TD-LTE与FDD-LTE的连接数之比约为1：3。截止到2012年4月，全球34个国家的64个LTE网络投入商用运营，其中包含6个TD-LTE网络，预计2012年底，至少有57个国家129个LTE网络商用。按照中国移动所主导的GTI组织3年3步走部署，预计2014年将建50万TD-LTE基站，覆盖20亿人口。

由于TD-LTE定义了新的帧结构和扁平化的网络架构，采用与2G/3G显著相区别的OFDM技术和多天线技术，使得TD-LTE能够获得更高的频谱效率和较低的时延，促进了无线通信的跨越式发展，为移动互联奠定了广阔的应用基础。与此同时，基于其关键技术的特点与影响，TD-LTE的网络规划与建设策略也与传统2G/3G存在显著的区别和差异，因此它对站址密度、天线挂高、天线下倾角等都提出了更高的要求，这些用以满足相应性能指标的要求。因此，结合集团的指导意见和相应要求，如何充分利用现有站址资源实现共建共享，同时保障TD-LTE网络质量以及尽可能降低共址对现网的影响等都提出了更高的要求。为此，本文以城市密集区域的典型场景为例，给出该场景下的站址选择策略及分析，并采用仿真规划软件验证其有效性，进而为规模试验网和未来大规模TD-LTE网络建设提供参考。

2 典型场景TD-LTE选址策略

由于目前TD-LTE主要以数据业务为主，相应的话音解决方案受终端、技术等限制还未有效得到解决。因此，在考虑TD-LTE的规划与建设中，应着重从现网的2G/TD-SCDMA数据业务角度出发分析相应的热点区域，进而以典型场景为例给出TD-LTE的D频段选址策略。基于现网业务热点区域分析过程中，由于现网站址分布不均，若以小区为单位进行相关数据统计则无法真实反应网络特点，为此，为了准确的反映现网数据业务特点和TD-LTE总体部署考虑，需要以现网宏站所覆盖的区域单位面积所承载的数据业务流量为基本单位进行分析。基于上述思路，我们从一级业务热点区域中选取商业步行街为典型场景，给出该场景下的D频段站址选择与建站策略。

基于现网2G与TD-SCDMA站点统计情况，结合该商业步行街典型场景的覆盖要求，以及D频段站间距的基本要求（密集市区站间距300～400 m），则覆盖该步行街周围的现有站点共计11个(450 m范围内)，其中TD-SCDMA站点共计3个，2G站点共计6个，TD与2G共址站点共计2个，站址详细情况如表1所示。

表1 典型区域周围站点工参表

依据现网测试的相应指标要求，在充分利用现有站址资源实现共建共享时同时需要考虑建网后的性能，因此，建议舍弃高于50m的站址作为TD-LTE站址以避免高站的远距离同频干扰问题。进一步，根据该场景下的现有站址资源分布情况及覆盖区域要求，若完全利用现有站址资源实现该场景下TD-LTE覆盖，则难以满足相应指标要求。例如，若将春熙宾馆作为TD-LTE站点，则它与周围的其余站点间距均在300 m以下，这使得小区间同频干扰较为严重，从而严重影响边缘小区用户的性能。因此，该站点不应作为TD-LTE候选站点。最终结合现有站址高度、间距及实际查勘采用了利用现有2个站点并新建一个站点完成该典型场景下的覆盖，同时考虑到该区域为人群密集区域，故在相应的大型宾馆、商场、办公等楼宇建立相应的室分系统，从而有效吸收室内数据流量，达到室内外该区域的完整覆盖。

其中，新建TD-LTE站点天线挂高约为25 m，基本与其余两个共址站点挂高相当，能够较好地形成立体平衡组网，同时在大型楼宇采用部署大量室分系统可有效解决室内覆盖，进一步地，根据室内热点的分布情况和具体实施条件难易程度等考虑引入相应的单路/双路室分系统，精确部署以防止室内信号的泄漏。

3 仿真分析

为了有效验证上述方案的正确性，我们采用TDLTE规划仿真软件ANPOP进行分析。首先，根据路测和模型校正，我们采用校正后的SPM通用传播模型。其修正的SPM模型参数设置如表2所示。

表2 修正的SPM参数设置

采用该校正后的模型其均值为-0.018，方差为6.9，满足模型校正相应的指标要求，能够较为准确的反映该典型场景下的实际地貌特征。

结合ANPOP软件特点及要求，相应的参数配置及规划指标如下：

（1）基站小区级参数设置：

* 采用D频段20 MHz S111同频组网；

* D频段时隙配比为2：2，特殊子帧配比为3：9：2；

* CFI配置为2；

* 小区下行单天线功率5 W，总功率40 W，EPRE发射功率12.2 dBm；

* 关闭ICIC功能；

* CP采用正常模式，IOT配置为25 dB；

* 调度算法采用PF算法，TTI调度用户数为5；

* 多天线支持波束成形。

（2）业务请求速率设置：

* 上行：最大请求速率：10 Mbit/s， 平均速率：5 Mbit/s，最低速率1.5 Mbit/s；

* 下行：最大请求速率：20 Mbit/s， 平均速率：9 Mbit/s，最低速率3 Mbit/s。

（3）噪声系数：

* 基站噪声系数为3 dB；

* 终端噪声系数为7 dB。

（4）穿透损耗：

* 覆盖预测时，建筑物穿透损耗设置为0 dB；

* 蒙特卡罗仿真时，建筑物穿透损耗依据实际地貌及建筑物特点进行设置（设置为20 dB）。

（5）网络规划指标：

* 在50%负载下D频段组网的小区上下行平均吞吐量达8 Mbit/s/20 Mbit/s，小区边缘用户上下行速率达到384 kbit/s/1 Mbit/s；

* 有效覆盖要实现目标覆盖区域内95%以上室外道路测试信号电平＞-100 dBm；

* 50%加扰下，SINR＞0 dB的面积比例大于95%。

结合该场景下业务特点，我们以任一备选TD-LTE站点春南商场为例分析该场景下6忙时现网2G与TDSCDMA叠加的数据业务分布特点，其对应数据业务趋势如图1所示。

图1 春南商场6忙时数据业务趋势图

从图1可知，该站点的下行数据流量较高，约为上行数据流量的3倍，同时该典型场景存在较为明显的潮汐效应。结合TD-LTE的技术特点，因此对相应的参数设置提出了更高的要求以满足该场景下不同时段的需求。基于上述参数设置，最终确定站址的天线挂高平均约25.6 m，春南天线电子下倾角预设为6°，其余2个站点电子下倾角预设为3°，天线机械下倾角平均为4.8°，天线采用京信8阵元天线，覆盖面积约为0.27 km2。对应RS最强RSRP、SINR及最佳小区仿真结果分别如图2、图3和图4所示。

图2 该场景下RS最强RSRP

图3 该场景下50%负载RS最强SINR

图4 该场景下最佳小区

图5 站址偏移下RS最强RSRP

从仿真结果统计可知，目标覆盖区域内室外道路RSRP＞-100 dBm区域面积所占比例为98.1%，目标覆盖区域内室外SINR＞0 dB区域面积所占比例为99.7%，且最佳小区边界区域较为明显，不存在越区覆盖现象，最佳小区覆盖区域大小较为均匀。

进一步地，在上述参数配置下，可以得到该场景下的蒙特卡洛仿真结果如表3所示。

表3 蒙特卡洛仿真结果

结合TD-LTE网络规划指标要求，从表3可知满足D频段网络规划指标的相应要求，充分说明该策略较为有效。

为了有效应对该典型场景下的潮汐效应，采用相应的自适应传输模式，并采用灵活的调度算法以及典型参数设置以提高用户的服务质量。进一步地，在大型楼宇新建或者改造相应的TD-LTE室分系统，以实现该目标区域的无缝覆盖。

再次，我们分析该场景下新建LTE站址偏移对仿真结果的影响，新建站址偏移50 m所对应RS最强RSRP、SINR及最佳小区仿真结果分别如图5和图6所示。

图6 站址偏移下50%负载RS最强SINR

从图5和图6可知，较小的站址偏移对性能影响相对较低，在相同的参数配置下总体仿真性能略有下降，但仍能够满足相应的仿真指标要求。但随着站址偏移加大，对仿真性能的影响将逐步加大，同时相应的小区分布也较为不均匀。因此，适当的站址偏移可有效降低选址的难度。

最后，我们以完全利用现有站址作为TD-LTE备选站点以覆盖该典型进行分析，我们将新建TD-LTE站点替换为市一医院为例，采用ANPOP软件仿真对比，其对应的RSRP和SINR存在一定的损失，可以达到规划指标的相应要求（下倾角接近20°），但在该条件下的最佳小区存在严重的越区覆盖问题，同时小区所覆盖范围存在严重的不均衡，如图7所示。

因此，结合TD-LTE的技术特点，该选址策略将给今后的网络优化及用户感知带来不良的影响。在该典型场景下，其余完全利用现有站址的TD-LTE选址策略也存在相应的问题，难以满足TD-LTE建设要求，对今后TD-LTE深度覆盖及用户体验将产生不利影响，限于篇幅，本文不再费述。

图7 全共站(采用高站)的最佳小区

基于上述分析和结论，典型场景下的TD-LTE选址策略需结合实际地貌特点、现有站址资源情况、现网业务分布情况、物业协调难度等多方面因素进行综合考虑，并以仿真性能能够达到相应的指标要求为基本目标，确保站址选择的准确性和可靠性，为实际LTE网络部署提供相应的支撑，降低后续网络优化的工作量，尽可能提升建网的质量和效率。

4 结论

本文给出典型场景下的TD-LTE选址策略，并结合仿真规划软件对该策略进行分析，验证该策略的有效性。通过对该场景下选址策略的分析，可为规模试验网和未来大规模TD-LTE网络建设提供参考和指导。

进一步地，按照目前TD-LTE组网以D频段为主的总体趋势，由于频段较高，导致相应的覆盖受限，绕射功能不强等缺陷。因此，若要实现目标区域的无缝覆盖和深度覆盖，需进一步结合实际测试和周边站址资源等综合考虑，新建相应的TD-LTE室外站点（包括引入微基站、街道站等）和部署TD-LTE单路/双路室分系统以实现精确建网，确保达到商用水平和良好的用户体验，充分展现TD-LTE的巨大优势和应用潜力。

[1] 刘宝昌， 胡恒杰， 朱强. TD-LTE无线网络规划研究[J]. 电信工程技术与标准化， 2010(1).

[2] 李通， 程日涛， 王潜源， 张新程. TD-LTE深度覆盖方案[J].电信工程技术与标准化， 2012(7).

[3] 胡恒杰， 梁璟， 朱强， 刘煜鹏. TD-LTE网络的引入策略研究[J]. 移动通信， 2010(2).

[4] 3GPP TR 36.814 V9.0.0， Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects[S].

TD-LTE eNode B selection strategy and analysis in the typical scene

ZHAO Ming-feng, ZHAO Su, LIU San-si, PANG Wei-dong

(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Sichuan Branch, Chengdu, 610041 China)

In this paper, the TD-LTE eNode B selection strategy for a typical scene in dense urban areas is presented under the using of the resources of the current 2G/3G network base station and ensuring coverage performance. Furthermore, the effectiveness of TD-LTE eNode B selection strategy is verified by the simulation planning software ANPOP. It can be provided some reference for the engineering staff based on this strategy.

TD-LTE; parameter configuration; RSRP; SINR

TN929.5

A

1008-5599（2013）01-0022-05

2012-12-18