规划设计为TD发展打下坚实基础

 TD-SCDMA无疑是当前通信业界最热门的话题之一。自从1998年6月我国向国际电联提出TD-SCDMA制式标准开始，TD-SCDMA经历了从充满期待到困难重重再到柳暗花明的坎坷发展之路。在信息产业部的大力支持和推动下，经过近几年持续的实验室研发、小规模试验，特别是2006年开始的较大规模的实际网络建设和友好用户试用，TD-SCDMA的技术完善性日渐凸现、产业链日趋成熟。目前，TD-SCDMA预商用网络的建设正密锣紧鼓地进行，大规模的TD-SCDMA商用系统呼之欲出。在这种大背景下，TD-SCDMA网络的规划与设计工作开始日益成为人们关注的焦点之一。

    国内近年来对3GPPR4标准的FDD系统（即WCDMA）在规划设计方面的研究已经非常深入，但对同样是3GPPR4标准的TD-SCDMA系统(即TDDLCR系统)在规划设计方面的研究相对滞后。与WCDMA系统相比，TD-SCDMA系统在核心网层面采用了与之相同的规范和协议，在无线网层面的差异则非常大。因此，在TD-SCDMA无线网络的规划与设计方面的研究工作更显得非常紧迫而必要。

    无线网络规划是移动通信网络建设中非常关键的一个环节，它从覆盖、容量、质量和投资等方面直接影响着网络的建设。TD-SCDMA采用了20世纪90年代以来通信领域的多项先进技术，包括智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配、上行同步等，因此具备了多项其他3G制式无线系统所没有的特点，也对网络规划工作提出了新的挑战。

    网络规划是无线网络建设运营前的关键步骤，主要根据无线传播环境、业务、社会等多方面因素，从覆盖、容量、质量三方面对网络进行宏观配置。TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法，提高系统性能，为网络规划带来很多新特点，如不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等。

覆盖规划

    TD-SCDMA系统覆盖性能主要取决于两方面，一是上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制，二是链路预算。TD-SCDMA在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带，限制了小区覆盖范围不能超过11.25km。如果通过DCA锁住第一个上行时隙，基站理论覆盖距离可进一步扩大。链路预算是TD-SCDMA网络覆盖规划的关键，分为上行和下行。下行链路预算复杂，且一般基站的发射功率远大于手机发射功率，因此一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径，然后从覆盖受限方面估计出基站数目。

    TD-SCDMA链路预算指标受其独特的帧结构、TDD双工方式、智能天线、联合检测和接力切换等关键技术影响。根据TD-SCDMA独特的帧结构，要分别考虑导频信道与BCH信道等公共信道和业务信道的功率分配、干扰储备和天线增益。

    实际工程设计中，TD-SCDMA系统的链路预算应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。

容量规划

    TD-SCDMA系统采用多种关键技术使得小区内和小区外的干扰基本被抑制，因此具有更大的频谱利用率和容量。TD-SCDMA系统容量特点主要有:各种业务基本同径覆盖、小区呼吸效应不明显、接力切换没有宏分集、切换比较容易控制、上下行容量与时隙比例和最大发射功率有关。

    多种干扰抑制技术的采用，使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性(即功率受限、码资源受限和干扰受限)，但以码资源受限为主。在密集城区和复杂环境中会表现为干扰受限，在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为码资源受限，因此TD-SCDMA系统容量规划应针对不同环境区别对待。目前TD-SCDMA系统的容量估算方法主要有以下三种:公式法、BRU法和坎贝儿法。BRU法和坎贝尔法引入了基本资源单元、业务资源强度等概念，适用于TD-SCDMA这种资源受限系统，不适用于WCDMA这类干扰受限系统。WCDMA系统容量规划一般采用基于干扰受限的公式法，但计算公式和TD-SCDMA有所不同。

频率和码规划

    TD-SCDMA系统占用155MHz频谱，其中2010MHz～2025MHz为一阶段频段，干扰小，划分为3个5MHz的频段。每个载频占用带宽为1.6MHz，因此对于5M、10M、15M带宽，分别可支持3、6、9个载频，可以同频组网或异频组网。同频组网频谱利用率高，邻小区同频干扰大，需损失一定容量换取性能改善;异频组网能有效减小邻小区同频干扰的影响，改善系统性能，但频谱利用率较低，需要更多的频率资源。目前TD-SCD－MA系统的频率规划多采用N频点方案，即每扇区配置N个载波，其中包含一个主载频、N-1个辅载频。公共控制信道均配置于主载频，辅载频配置业务信道。主载频和辅载频使用相同的扰码和midamble码。N频点方案可以降低系统干扰，提高系统容量，改善系统同频组网性能。

    TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序分为32个组，每组4个，每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。在码规划中，首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号，然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择一个合适的扰码。基本Mi－damble码与扰码一一对应，可随着扰码的确定而确定。相比于WCDMA的512个码字，TD-SCDMA系统码资源相对较少，因此TD-SCDMA扰码规划较WCDMA网络要求更高。

时隙规划

    TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点，来适应不同业务上下行流量的不对称性。合理配置上下行时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。在具体进行时隙比例规划时，可以根据业务发展状况灵活配置，根据上下行承载所占BRU的比例进行时隙比例的计算。业务发展初期，适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3(上行∶下行)的对称时隙结构;数据业务进一步发展时，可采用2∶4或1∶5的时隙结构。

    时隙灵活配置在提高资源利用率的同时，可能带来相邻小区之间由于上下行时隙分配比例不一致造成的干扰。因此在网络规划与组网时，可对上下行时隙比例的分配采取如下原则，对干扰进行适当规避:(1)尽量避免任意分配上下行时隙比例，而应按照不同区域上下行业务流量要求，对大片区域采用统一的上下行时隙比例，使得这种干扰只在两个不同区域交界处发生;(2)在不同时隙比例的交界处，对于上下行时隙交叠的时隙，上行时隙容量损失比下行时隙容量损失严重，所能承载的用户较少，因此，不同时隙比例的交界处应选在有较多上行容量空余的区域;(3)应该避免相邻基站上下行时隙比例差异过大(如1∶5和5∶1相邻)；(4)上下行时隙比例通常作为小区参数来配置，对于同一个扇区下的所有小区的上下行时隙比例应一致，同一基站内的多个扇区的时隙比例也最好相同。特殊情况下可以通过动态信道调整、空间隔离、避免基站天线正对和牺牲容量等方式来规避干扰。