作者：潘峰  張麗萍

    目前，TD-SCDMA陣營的各相關企業正與運營商、各大通信設計院積極合作，開展網絡規劃和優化方面的研究。

    相關的規劃和優化軟件設備廠商也已將TD-SCDMA納入其產品計劃。

    TD-SCDMA網絡規劃與其他無線網絡規劃一樣，同樣需考慮多種因素，網絡規劃流程基本一致；但由于其非凡的技術特點，其無線網規劃又有不同的內容和特點。

    1、覆蓋規劃

    在TD-SCDMA系統中，由于其獨特的時隙結構和聯合檢測技術有效地抑制了多用戶干擾，因此呼吸效應明顯減??；覆蓋區域的穩定使切換區域相對穩定，因而覆蓋規劃相對簡單；業務信道和公共信道分開，多業務基本實現均衡覆蓋，從而大大簡化網絡設計的難度。

    TD-SCDMA系統的覆蓋性能主要取決于兩方面因素：一是TD-SCDMA上下行時隙轉換保護長度對覆蓋的限制；二是TD-SCDMA系統的鏈路預算。

    TD-SCDMA在下行導頻時隙和上行導頻時隙之間有96個碼片寬的保護帶，限制了小區覆蓋范圍不能超過11.25km。假如通過DCA來鎖住第一個上行時隙，TD-SCDMA基站理論上的覆蓋距離可進一步擴大。

    在計算覆蓋時需通過上下行鏈路預算最大答應的路徑損耗，在上下行鏈路預算中需考慮相關因素和參數的設置，舉例如下：

    在移動終端最大發射功率24dBm、天線增益為0的情況下，對于語音業務，人體損耗為3dB；對于數據業務，最大發射功率為24dBm，人體損耗為0?；窘邮諜C的噪聲系數為5 dB，終端的噪聲系數為7 dB。

    對于全向天線，天線增益按照8dBi考慮，天線賦形增益按照8dB考慮；對于定向天線，天線增益按照15dBi考慮，天線賦形增益按照8 dB考慮。其中，賦形增益理論實現值為9 dB，在實際環境下一般最大惡化到7 dB，在鏈路預算中我們一般采用8 dB。

    對數正態衰落余量在陰影衰落標準方差1OdB下，取11.5dB。

    Eb/No：對于12.2kbit/s的語音業務，要求7.5dB；對于64kbit/s的數據業務，要求4.5 dB。

    擴頻處理增益G=B.Q.Tc/Kc/Rc/lg2（M）

    其中，R為信道編碼器速率（取決于服務）；M為數據符號表的大小；B為用戶帶寬；Q為每符號碼片數；Tc為碼片時長；Kc為每時隙每個用戶使用碼道的個數。對于12.2kbit/s語音業務，TD-SCDMA用戶帶寬為1.6Mbit/s，M=4，Tc=1/1.28Mbit/s，Rc=0.3971，Q=8，則處理增益為11 dB。

    基站單天線三載波情況下最大發射功率為30dBm。單天線單載波下最大發射功率為25dBm。考慮到每個時隙有16個碼道，而不同業務占用的BRU（一個時隙內由一個16bit擴頻碼劃分的信道是最基本的資源單位即BRU）不同。以語音為例，一個語音業務占用兩個BRU，因此語音業務的用戶單天線最大發射功率=25-10×lg10（16/2）+2dB，功控余量為18 dBm。

    多功放合成增益：發射天線數為8，帶來9dB的增益。

    干擾儲備：滿碼道工作下得到的干擾儲備，上行2dB，下行3dB。在語音業務為主的情況下，系統是碼道受限，其他情況下系統可能是干擾受限。

    快衰落儲備：不需要預留。TD-SCDMA系統不需要預留一定的功率對抗快衰落。

    下面給出TD-SCDMA語音業務的上下行鏈路預算實例，見表1。

    表1  TD-SCDMA語音業務的上下行鏈路預算實例

    通過表1分析，在定向天線情況下，考慮建筑物穿透損耗后最大容許路徑損耗為121dB。值得注重的是，導頻信道和TSO時隙的公共控制信道沒有智能天線的波束賦形增益。因此，在進行覆蓋規劃的時候，需要對導頻信道和TSO時隙的公共控制信道的鏈路預算進行核算。

    2、容量規劃

    TD-SCDMA是時分雙工系統，采用聯合檢測能夠抑制多用戶干擾；智能天線的使用使得為保持相同的信號質量所需的用戶發射功率減??；同時新增用戶帶來的干擾提升相對于WCDMA得到抑制。一般情況下，TD-SCDMA系統是碼道受限的系統；在多小區情況下，語音業務可滿碼道工作，在實驗網測試中也證實了這一點。

    表2  TD-SCDMA與WCDMA系統容量對比

    以12.2kbit/s語音業務為例，其擴頻因子為8，共有8個相應的擴頻碼，一個時隙最多支持8個語音業務用戶。考慮上下行對稱業務，單載頻的語音用戶可以達到23個（去掉控制信道占用的信道）；三載頻的小區則可以達到71個用戶。

    TD-SCDMA系統的容量規劃往往從碼道入手。在TD-SCDMA系統中，一個信道就是載波、時隙和擴頻碼的組合，也叫一個資源單位（ResourceUnit）。一個信道占用的BRU個數是不一樣的，不同業務的擴頻因子不同，而其占用的BRU也不同。而一個載頻下所能提供的BRU的最大個數是固定的。

    在BRU計算上，可以參照WCDMA容量規劃中采用的算法進行計算。表3給出不同業務占用的BRU資源。

    表3  不同業務占用BRU資源情況

    3、室內覆蓋

    TD-SCDMA工作的2GHz頻段與2G網絡工作的800MHz和900MHz頻段相比，穿透能力和繞射能力都相對較差，加上TD-SCDMA系統智能天線的特點，其室內覆蓋規劃相對更為重要。TD-SCDMA室內覆蓋主要采用微基站、直放站以及干線放大器來解決。隨著TD-SCDMA基站系列化產品的發展，分布式基站的RRU（遠端射頻模塊）解決方案也將是TD-SCDMA室內覆蓋的重要解決方案。

    另外，根據國外運營商的經驗，大量的數據業務出現在室內，而不同類型的室內場所對3G業務的要求是不一樣的，不同室內的上下行業務流量的比例也將不同。由于室內環境相對封閉，交叉時隙帶來的干擾較小且輕易控制，這為不同室內規劃不同的業務時隙上下行比例創造了條件。

    4、業務時隙比例規劃

    3G時代更多的業務將以上下行不對稱的方式出現，因此無線網上下行數據流量的不對稱是網絡規劃必須要考慮的問題。TD-SCDMA可以對時隙結構進行調整以調節上下行流量的比例。

    在具體調節時隙結構時，可以根據業務發展狀況進行靈活配置。在業務發展初期，適應語音業務上下對稱的特點可采用3:3（上行時隙數：下行時隙數）的對稱時隙結構；當數據業務進一步發展時，可采用2:4或1:5的時隙結構，對稱部分仍可容納一定的語音業務，不對稱部分可用于承載數據業務，實現數據和語音業務的最優配置，如圖1～圖3所示。

    在上下行時隙比例的設定上，同一小區的不同頻點間必須一致，這是由于多頻點共用同一功放造成的。不同小區的上下行時隙比例可以設為不同但是當不同小區上下行比例不一樣時，小區間會出現干擾。仿真顯示，這種干擾會使容量下降3%～5%。所以一般在網絡規劃的時候，相鄰小區的上下行時隙比例設為一致，一般建議全網設置一致，非凡情況下通過DCA算法和調整天線方位來解決。

    5、HSDPA

    對于TD-SCDMA系統設備，通過升級換代即可具有HSDPA功能。單載波最多使用5個下行時隙的全部資源，1.6MHz帶寬上支持的理論峰值速率為2.8Mbit/s（下行5個時隙），其頻率效率和FDD基本相當。

    有關系統組網，同樣有兩種方案，一是HSDPA與TD-SCDMA共頻率直接建網；二是HSDPA與TD-SCDMA使用不同的頻率分層建網。兩種方案的優缺點與WCDMA基本相同，但考慮TD-SCDMA每載波帶寬只有WCDMA帶寬的1/3，假如再考慮到上下行的因素，TD-SCDMA每載波帶寬只有WCDMA帶寬的1/6，其次TD-SCDMA采用軟件無線電架構，因此采用單載波用于HSDPA，TD-SCDMA增加一個載頻的成本要低于WCDMA。

    與WCDMA的HSDPA配置有所不同的是，由于TD-SCDMA系統可以采用小區多頻點技術，可以將主載頻作為TD-SCDMA語音載頻，而將輔載頻作為TD-SCDMA的HSDPA載頻，兩者同在一個邏輯小區內，從而簡化網絡的規劃和設計。而多載波HSDPA可使一個UE同時接收來自多個載波的數據，從而達到更高的峰值速率（n-1）×3.3+2.8Mbit/s。因此，TD-SCDMA系統采取多載波捆綁方式，資源配置比較靈活，后向兼容單載波，能夠更好地支持分組業務。

    6、系統仿真

    TD-SCDMA系統仿真不同于WCDMA系統仿真，涉及到的算法不同，設置的仿真參數不同，仿真的內容也不大一樣。

    在仿真時需考慮到智能天線波束在系統設備基帶中實現算法的效果，以及對UE到達方向的估計精度，可能產生比較大的旁瓣，旁瓣的存在導致其他UE在接收的業務時隙帶來干擾。因此，在仿真中應考慮智能天線性能的不理想性。由于不同廠商的DCA算法不一，性能不大一樣，在仿真中要結合相應的廠商設備進行仿真。

    要針對不同時隙、不同信道同時進行TD-SCDMA的仿真。一般采用靜態仿真的方法，考核多個指標進行網絡規劃。業務信道的仿真應給出每個時隙的仿真結果。