高速公路TD-LTE系统覆盖性能测试及分析

刘涛

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

高速公路TD-LTE系统覆盖性能测试及分析

刘涛

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

如何保证移动终端在高速移动状态下的网络性能，是通信网络建设的难点。本文对TD-LTE高速专项覆盖网络进行了测试，并通过理论分析对比与TD-SCDMA系统的覆盖性能差异，最终给出高速道路网络建设的站间距意见。本文为后期TD-LTE网络设计和建设提供了一定的依据。

TD-LTE；高速公路；覆盖性能；站间距

1 引言

为了提升用户在高速环境下的数据业务体验，建设一张高性能的TD-LTE网络，高速公路的TD-LTE网络建设之前的理论分析和测试非常重要。

本文先从对TD-LTE高速专项覆盖网络的测试情况进行了总结，通过与现网TD-SCDMA的测试情况对比分析得出两者在覆盖性能上差异，并通过增加临时街道站改善TD-LTE覆盖效果，实验验证了补点后的覆盖性能，找出影响覆盖性能的关键因素，以求为高速道路场景下的TD-LTE网络的设计和建设提供一定依据。

2 与现网TD-SCDMA共站建设的覆盖性能

针对高速公路的特殊场景，TD-LTE规划建站的思路为采用TD-LTE室外宏基站对高速公路沿线进行覆盖，每个基站的配置为S11配置，两个扇区天线基本成背向对打，分别覆盖基站位置两侧的高速公路。

为了验证TD-LTE系统高速公路的覆盖性能，特选定一段覆盖较为连续的区域，如图1所示。

与现网TD-SCDMA系统共址建设后的测试结果如图2、图3所示。

表1给出了测试区域的RSRP概率分布，表2给出测试区域的SINR值概率分布，从统计表格可以看出，RSRP大于-100 dBm的比例是50.4%，与集团要求的95%有很大的差距。SINR大于-3 dB的比例是95.7%，满足集团要求的95%[1]。

表1 测试区域的RSRP概率分布

表2 测试区域的SINR值概率分布

图1 高速公路覆盖测试区域及路线

图2 测试区域的RSRP打点图

3 与同路段TD-SCDMA信号覆盖对比分析

为验证测试区域RSRP大于-100 dBm以上的比例仅为50.4%是否合理，与同路段TD-SCDMA的RSCP分布做对比验证。

根据路损公式进行理论推算（采用COST 231 HATA传播模型)[2]：

其中，f：频点(MHz)，hb：基站高度(m)，d：UE到基站距离(km)，hm：终端高度(m)，a(hm)：UE修正因子(dB)，Cm：城市修正因子(dB)。

取TD-SCDMA现网频率2 016 MHz，LTE频率为2 600 MHz，带入公式，得到A频段TD-SCDMA与D频段LTE网络路损差值为3.8 dB。

由参考符号接收电平计算：

LTE发射功率CRS=15 dBm，两式相减，得到TD-SCDMA与LTE参考符号接收电平之间关系：

由于测试的LTE天线比TD-SCDMA天线低2～3 m，会使得信号衰减有1～2 dB的增大，即将公式4修正为公式5。

该高速片区，TD-SCDMA的PCCPCH功率设置为33 dBm，按照公式5，理论上LTE与TD-SCDMA的接受电平对应关系见表3。

实测LTE信号覆盖RSRP分布见表4，实测TDSCDMA信号覆盖RSCP分布见表5。

LTE的RSRP与TD-SCDMA的信号覆盖实测对应关系见表6。

表3 LTE与TD-SCDMA信号覆盖理论对应关系

图3 测试区域的SINR打点图

表4 测试区域的RSRP概率分布

表5 测试区域TD-SCDMA信号RSCP概率分布

对比表3的理论对应关系和表6的实测对应关系，可得到下述结论：

实测信号与理论分析只有1.2 dB的差别，在使用与TD-SCDMA共站址的站点情况下，测试区域的TD-LTE信号实测信号覆盖是合理的。为了满足TD-LTE系统的覆盖要求，需要在与TD-SCDMA系统共址建设后增补基站使覆盖达标。

4 增加TD-LTE系统街道站后的测试结果

由于与TD-SCDMA共站址无法满足高速信号覆盖-100 dBm以上的比例高于95%，因此在测试区域场强较弱的区域增加了一些灯杆站。增加街道站1、街道站2两个灯杆站后机场高速全路段的RSRP分布图见图4，全路段RSRP打点图见图5。

从测试结果看增加两个灯杆站后信号覆盖有很大的提升，大于-100 dBm的比例由50.4%上升到79.9%，为达到RSRP大于-100 dBm以上比例高于95%的要求，有下面的解决方案：

在信号强度较低处增加站点；

合理调整基站方向角、下倾角等工参；

更换使用高增益的窄波束天线，增强定向覆盖距离。

5 总结

高速公路无线覆盖呈带状分布，基站与公路的垂直间距直接影响覆盖效果，规划站间距时要考虑基站与高速公路的垂直距离，另外站高对信号覆盖也有较大影响，需要考虑。

表6 LTE与TD-SCDMA信号覆盖实测对应关系

图4 增加灯杆站后高速全路段RSRP分布图

图5 增加灯杆站后高速全路段RSRP分布图

表7 站间距规划

本次实际测试结果表明，站间距对网络性能的影响见表7。

综上所述，距离高速公路200 m时，站间距1 000 m时，小区平均吞吐量在20 Mbit/s左右。距离高速公路100 m时，站间距1 000 m时，小区平均吞吐量在30 Mbit/s左右。建议按照下行吞吐量30 Mbit/s规划，即基站与高速公路垂直距离在100 m以内，站间距1 000 m规划；当站点被高速公路两侧树木遮挡非常严重时，建议基站与高速公路垂直距离在100 m内，站间距700 m规划；当基站与高速公路距离30 m左右，站间距可规划为600～700 m为宜。建议不要规划离高速公路垂直距离超过300 m的站点。

[1] 中国移动集团公司． TD-LTE扩大规模试验无线网建设指导意见[Z]． 2012，08．

[2] 蒋远， 汤利民等著． TD-LTE原理与网络规划设计[M]． 北京：人民邮电出版社，2012，10．

Performance test and analysis of highway TD-LTE system coverage

LIU Tao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

How to guarantee the network performance of mobile terminal in high-speed state, is one of the difficulties in communication network construction.This paper tested the TD-LTE high-speed special network,through the theoretical analysis of coverage performance differences compared with TDSCDMA system,and gave the advice about station spacing of high-speed road network construction.This paper provides a certain basis for the design and construction of LTE network.

TD-LTE; highway; coverage performance; station spacin

TN929.5

A

1008-5599（2013）09-0018-04

2013-07-26