TD-LTE和TD-SCDMA覆盖性能差异及建设方案探讨

陈 俊



TD-LTE和TD-SCDMA覆盖性能差异及建设方案探讨

陈 俊

公诚管理咨询有限公司第七分公司，广东 珠海 519000

首先阐述了TD-LTE无线网络覆盖特性，然后并对TD-LTE系统与TD-SCDMA系统进行了对比分析，最后就TD-LTE无线网络覆盖建设方案进行了探讨，以供同仁参考。

TD-LTE；TD-SCDMA；覆盖性能；对比分析；建设方案

引言

LTE是3GPP在R8中提出的一种新的宽带无线空中接口技术，分为FDD和TDD两种模式。相较于3G，TD-LTE在系统性能上有跨越式提高，其高带宽、低时延、全IP化的特点能够更好地支持互联网业务。LTE对于移动业务的强大承载能力，将使移动通信渗透到生活的方方面面，全面推动无线城市、智慧城市的发展。本文首先阐述了TD-LTE无线网络覆盖特性，然后并对TD-LTE系统与TD-SCDMA系统进行了对比分析，最后就TD-LTE无线网络覆盖建设方案进行了探讨，以供同仁参考。

1 TD-LTE无线网络的覆盖特性

1.1 TD-LTE覆盖的目标业务为多速率的数据业务

因为3G业务中仍然使用了大量的电路交换，所以在3G业务中，特别是TD-SCDMA体系的3G业务中，运营商往往使用CS64bit/s作为目标业务。因为CS64bit/s的门限是相对固定的，所以，使用这种链路预算方式直接获得覆盖半径。而在4G业务中，因为采用了TD-LTE模式，也就不存在了电路交换，只有PS域业务。所以，在实现了覆盖速率的大幅度提升（最高达100Mbit/s）后，因为目标数据速率的不同，所以覆盖半径也不同。TD-LTE网络规划较难采用“坎贝尔等效算法”等归一化算法，而需合理设置用户业务模型，模拟用户使用状态，通过蒙特卡洛动态仿真模拟网络建设后用户行为，进而判别网络规划是否满足业务需求。[1]

1.2 用户分配的RB资源数将影响覆盖

在同等的载波带宽下，基站接收机的噪音也是固定的，其他因为用户侧配置产生的因子不会影响基站侧的噪音。用户侧的时隙分配和码道分配等操作对于系统噪音没有直接影响。在第四代网络中，用户分配的资源数因为采用了动态载波，所以，这些操作不仅影响用户侧的噪音，还会影响用户的覆盖率。RB是LTE中的最小资源单元，根据网络负荷采用灵活分配的方式。如果系统载波带宽达到20兆，那么系统共有100个RB可以分配。其中，每个RB占用15千赫兹的子载波分配。所以用户越多时，可供分配的RB资源就会越紧张，其信噪比也就会越大。[2]

1.3 多样的调制编码方式对覆盖的影响更复杂

在TD-SCDMAR4及HSDPA中，最高为16QAM调制方式，编码率也仅有1/2、1/3等少数编码方式。与TD-SCDMA相比，TD-LTE采用自适应链路编码（AMC）方式，增加了64QAM高阶调制方式，且编码率更丰富。随用户信道环境的不同，采用不同的编码方式，达到系统最佳的性能状态。当用户信道环境良好时，采用较高的64QAM高阶调制方式，此时要求较高的RS-SINR值，但能提高更高的用户体现速率；随着用户信道环境的恶化，调制方式逐步降低为16QAM或QPSK等，编码率也相应选择1/2、1/3、1/4等编码方式。[3]

1.4 天线类型对覆盖的影响更复杂

波束赋行技术和MIMO技术是TD-LTE系统的两个重要组成部分。根据不同相关技术的组成方式，可以将第四代通讯分为四个常用方式。如表1：

表1

技术名称发射天线接收天线覆盖能力 8×2波束赋行8通道天线2通道天线最强 2×2SFBC2通道SFBC2通道天线其次 SIMO单天线2通道天线较弱 2×2SIMO2通道天线空分复用2通道天线最后

2 TD-LTE系统与TD-SCDMA系统的对比

TD-SCDMA、TD-LTE宣传和公布的速率都是系统的峰值速率，而用户使用业务需要的是网络能够提供给每个用户的平均速率。TD-SCDMA系统的HSPA峰值速率可以达到14.4Mbps，而实际网络的单载波平均吞吐量是2.5Mbps。而这2.5Mbps也不是一个用户独享的，而是用户所共享。因此，再按照典型的网络配置和用户规模计算，平均每用户能够使用的带宽是200kbps～300kbps。LTE和WiMAX同样有峰值速率和实际平均速率问题。目前，LTE第一阶段版本的下行峰值速率能达到100Mbps仿真结果，平均的小区吞吐量一般在30Mbps左右。将TD-SCDMA系统与正在产业化的TD-LTE对比，两者网络覆盖能力和业务承载能力上的区别如表2所示：

表2 TD-SCDMA系统与TD-LTE系统的对比

通过研究多媒体业务对带宽的需求，我们发现，承载在iPhone等大屏幕移动互联网终端上的高清视频业务，需要平均800kbps的网络速率才能够有较好的用户体验；即使是移动数据卡和上网本的无线宽带互联网接入服务，用户也期待能够有和ADSL相当的速率，至少达到1～2Mbps。从表2可以看出，要想实现与现有固定宽带网络相当的感受，只有到TD-LTE时才能够实现。

3 TD-LTE无线网络覆盖规划建设方案探讨

TD-LTE的魅力在于高速数据与多媒体业务，而视频电话、视频流、游戏等高速数据业务一般都发生在室内环境中，这些业务功能都需要较大的系统容量和良好的网络质量。由于室内分布系统是解决室内覆盖的主要方式，TD-LTE室内分布系统将是TD-LTE整个网络建设的重点之一。TD-LTE系统中引入了MIMO技术，能够有效提高业务速率。如果不需要支持MIMO，TD-LTE的覆盖方式与传统网络类似。如果需要支持MIMO，则需要设置双天线。这样就需要两套天线以及射频信号分配系统。对于MIMO，可考虑两种方式，多用户（MU-MIMO）方式和单用户MIMO（SU-MIMO）方式。根据上面的分析，在建设室外覆盖的同时，应该同时进行室内分布的建设，但考虑到网络建设中施工难度，在网络建设初期主要考虑进行MU-MIMO的室内分布系统建设，只在一些单用户数据速率要求特别高的务业点引入SU-MIMO的覆盖；在后续的网络建设中，再根据业务发展需要进行SU-MIMO方案的建设，以提高单用户的数据速率。对于室内覆盖，也需关注家庭基站（Femtocell）的覆盖方式。考虑到Backhaul的主要方式为XDSL，同时考虑到家庭的实际吞吐量需求，建议以小带宽的系统进行覆盖，如1.4MHz、3MHz系统。在确保室内分布系统提供良好的室内覆盖的同时，需要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰。

4 结语

第四代移动网络通讯技术，比较第三代网络通讯技术，彻底地放弃了电路域的交换方式，而通过采用更新的网络资源分配方式，使得更多的用户可以在无缝漫游中得到更高速度的网络传输服务。第四代网络通讯技术通过一定的磨合期和系统的技改，可以充分适应当前网络市场对于高速移动通讯的需求，成为移动通讯市场上的主流通讯技术。

[1]郭瑞龙.LTE系统覆盖性能的研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2012.

[2]周远.TD-LTE-Advanced系统的多天线及中继技术的研究[D].北京：北京邮电大学，2012.

[3]孔志杰.基于道路扫频实现TD-LTE与TD-SCDMA联合天线参数优化研究[J].移动通信，2013（10）：124-127.

Discussion on the Differences of TD-LTE and TD-SCDMA Coverage Performance and Construction Scheme

Chen Jun

Management Consulting Co. , Ltd. , seventh branch, Guangdong Zhuhai 519000

in this paper, the characteristics of TD-LTE wireless network coverage, and the TD-SCDMA and TD-LTE systems were compared, finally on TD-LTE wireless network coverage construction scheme were discussed, in order to offer reference to colleagues.

TD-LTE; TD-SCDMA; coverage performance; comparative analysis; construction scheme

TN929.5

A

1009-6434(2016)6-0070-02