TD-LTE网络规划要领探析

王建伟

（廊坊开发区大地宏基科技发展有限公司，河北 廊坊060000）

0 引言

TD-LTE网络规划的重点是覆盖规划，容量仿真和参数规划三个环节。TD-LTE-Advanced（LTE-Advanced TDD制式）是中国继TDSCDMA之后，提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素，体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。

1 网络规划的流程

1.1 覆盖规划

1）TD-LTE覆盖能力与设备性能系统带宽，小区的用户数，天线模式，调度算法，边缘用户所分配到的RB数，小区间干扰协调算法，多天线技术选取有很大的关系；

2）室外覆盖的策略，可以采用双流波束赋形技术，它是TD-LTE的多天线增强型技术，是TD-LTE建网的主流技术，结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术，大大的提升了吞吐量，提升了覆盖半径，有效的降低了小区间的干扰；

3）室内分布系统的策略，一是针对现有的室内分布系统采用单缆分布实现MIMO方案。可以将TD-LTE的一个通道与原系统末端合路，并单独增加一个LTE通道，原来的天线更换为现在的双极化吸顶天线，就可以实现单用户的MIMO，工程施工量相对较小。因此，双极化吸顶天线的性能很大程度上影响了系统的性能，需严格控制天线质量和各种参数值。

二是采用上下行分缆实现MIMO方案。将TD-LTE MIMO两个通道信号分别与分缆方式的室分系统的Tx与Rx进行末端合路，构成单用户MIMO模式。该方案无需对原室内分布系统进行任何改动，成本相对较低；

4）覆盖规划的方法，一是链路预算，主要考虑系统资源配置，包括载波带宽时隙配比，天线类型，边缘MCS，信道接收机解调门限和干扰余量等，通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。二是RS信号进行覆盖性能预测；三是上下行控制信道的覆盖性能进行预测；四是根据使用的区域边缘业务速率，评定有效的覆盖范围。

室外覆盖的估算过程，上行下分别进行计算，先计算发端EIRP，接着计算收端天线入口所需要的最低接收电平，两者相减（考虑相应的余量）得到路径损耗，再根据传播模型计算成本出相应的上、下行小区半径；比较上下行半径，取较小值作为实际小区的半径（链路预算完成）根据小区半径计算站点覆盖面积。所需站点数=规划目标区域面积/单基站覆盖面积。下图说明了三种形式的站的覆盖面积。

室内覆盖链路预算分成无线传播部分和有线分布系统两部分。室内覆盖边缘场强的确定需要同时考虑两个方面：一方面边缘场强应满足连续覆盖业务的最小接收信号强度（需要考虑所承载业务的接收灵敏度、不同场景的慢衰落余量、干扰余量、人体损耗等因素），另一方面应大于室外信号在室内的覆盖强度，即：设计余量，其典型经验值为5～8dB（不同的场景要求会有差异，比如办公楼、酒店余量可以适当取大一些，相反停车场可以适当小一些）。

目前室内传播模型应用较广的有：Keenan-Motley模型和ITURP.1238室内传播模型，我们使用ITU-R P.1238室内传播模型，公式为：

其中，f频率MHz，d移动台与发射机间的距离，穿透损耗系数，慢衰落余量。室内覆盖系统有线部分的分布损耗是指从信号源到天线输入端的损耗，包括馈缆传输损耗、功分器耦合器的分配损耗和介质损耗（插入损耗）三部分；

5）覆盖规划的要点是传播模型校正。不同频段传播校正结果差异主要体现在传播模型的K1参数上，其中GSM900比TD1880频段路损均值低12dB左右，比TD-LTE2.6路损均值低16.77dB左右。另外，高频段的信号波动性大于低频信号。针对不同城市，典型的地物地貌，必须进行专项的传播模型校正，确保覆盖规划的精准性。

1.2 容量规划

1）系统容量规划的方法，系统仿真和实测统计数据相结合的方法，得到小区吞吐量和小区边缘吞吐量；

2）TD-LTE容量规划，是在一定网络负载条件下，对网络承载能力的规划，重点在于网络仿真。 网络仿真整体的流程和TD-SCDMA规划仿真没有本质的区别，但是仿真的实现是有明显的区别的，其中核心区别是各种业务速率、调制方式并不固定，都需要基于用户分布和用户信道实际状况进行调度，以获得网络容量的实际情况。所以TD-LTE容量规划必须通过仿真获得。

1.3 参数规划

1）频率规划核心思想是频率复用。频率复用距离以内的小区使用不同频点，避免同频干扰；频率复用距离以外的小区可使用相同频点，提高频谱效率。

同频组网的特点是频率利用率高，小区间的干扰强，边缘性能差，干扰抑制也是很困难的。所以在实际的设计工作中，我们要做好干扰抑制，具体的我们可以通过如下方法：干扰随机化通过比如加扰、交织，跳频、扩频、动态调度等方式，使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化；干扰消除利用干扰的有色特性，对干扰进行一定程度的抑制，即：通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制，波束成形是一种，在空间维度，通过估计干扰的空间谱特性，进行多天线抗干扰合并；在频率维度，通过估计干扰的频谱特性，优化均衡参数，进行单天线抑制如：IRC；干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制，正交化或半正交化，是一种主动的控制干扰技术，理想的协调，分配正交的资源，但这种资源通常有限；非理想的协调，控制干扰的功率，降低干扰，如：SFR。异频组网的特点是频率利用率低，但是干扰比较弱，边缘性能很好，干扰抑制也比较容易，因此也是备受青睐的。在实际的设计工作中，需要合理的进行频率规划，确保网络的干扰最小，同样由于频带资源受限，也要做好干扰控制与频带使用的平衡问题。

2）码资源规划主要是对物理小区ID进行规划。PCI（Physical Cell ID），即物理小区ID，是TD-LTE系统中小区的标识。PCI和RS的位置有一定的映射关系：

相同PCI的小区，其RS位置一定相同，在同频情况下会产生干扰，PCI不同，也不一定能完全保证RS位置不同，在同频的情况下，如果单天线端口两个小区PCI模6相等或两天线端口两个小区PCI模3相等，这两个小区之间的RS位置也是相同的，同样会产生严重的干扰，导致SNR急剧下降；

3）邻区规划，保证在小区服务边界的终端能及时切换到信号最佳的邻小区，以保证通信质量和整个网络性能；

4）TD-LTE参数规划原则

TD-LTE网络中，PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑，才能取得合理的结果，物理小区标识规划应遵循以下原则：不冲突原则：保证同频邻小区之间的PCI不同；

不混淆原则：保证某个小区的同频邻小区PCI值不相等，并尽量选择干扰最优的PCI值，即PCI值模3和模6不相等；最优化原则：保证同PCI的小区具有足够的复用距离，并在同频邻小区之间选择干扰最优的PCI值；为避免出现未来网络扩容引起PCI冲突问题，应适当预留物理小区标识资源。当然针对不同生产厂家的设备，也是需要结合实际情况来确定的。

2 TD-LTE规划的关键问题

TD-LTE网络规划指标体系是决定网络建设质量最重要的因素之一，应结合LTE技术特点制定科学合理的规划指标。TD-LTE规划指标体系主要包括覆盖和容量两大类指标，覆盖指标除关注场强指标RSRP外还应重点关注信干噪比RS-SINR指标，容量指标应重点关注边缘用户速率以及小区平均吞吐量指标。中国移动TDD频率规划方案仍存在变数，不同频率配置的组网方案直接关系到网络的实际性能。TD-LTE天馈系统的建设存在挑战，对网络布局、业务性能等都存在较大影响。从TD-SCDMA的升级演进可实现快速部署LTE网络，是需要重点验证的一个技术方案。

3 结束语

随着移动互联网业务的快速发展，TD-LTE是中国移动的未来，要坚持TDD/FDD融合的发展方向，将主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能。随着OFDM技术，MIMO技术，干扰抑制技术和调度技术的完善，LTE真正走向大众已是近在咫尺了。

［1］师树萌.TD-LTE系统无线网络频率规划方法的研究及应用[D].北京邮电大学，2012.

［2］张斌.TD-LTE无线网络规划关键技术研究[D].南京邮电大学，2012.