作者：朱紅梅

    本文首先介紹了TD-SCDMA的技術特點，結合技術特點分析了TD-SCDMA的規劃特點、網絡演進策略，并與WCDMA進行了對比。

    最后提到TD-SCDMA規劃相關的一些問題，如站址選取、規劃工具現狀等。

    要害詞TD-SCDMADCA網絡規劃

    網絡規劃是無線網絡建設運營之前的要害步驟，主要根據實際的無線傳播環境、業務、社會等多方面因素，從覆蓋、容量、QoS三個方面對網絡進行宏觀配置。網絡性能的這3個指標需要由無線系統中各種物理層要害技術、鏈路層控制協議、無線資源算法等各方面因素協同實現。TD-SCDMA系統采用了時分碼分的多址方式、智能天線、聯合檢測、接力切換、動態信道分配等一系列新型要害技術和無線資源算法，極大地提高了TD-SCDMA系統的性能，最終為網絡規劃帶來了很多新特點，與當前運營商較熟悉的WCDMA的規劃存在一定的差異。

    1、TD-SCDMA技術特點

    與WCDMA制式相比，TD-SCDMA具有如下幾個技術特點。

    1.1時分雙工

    與WCDMA采用頻分雙工不一樣的是，TD-SCDMA采用時分雙工，即上下行使用同一頻率，但使用不同時隙進行通信。由于TD-SCDMA上下行采用同一頻率，因此其上下行具有相同的無線傳播特性。此外，上下行時分雙工有利于支持不對稱業務配置。可以靈活的配置時隙轉換點，適應不同的業務需求。

    1.2智能天線與聯合檢測

    智能天線的增益(分集及賦形增益)，可以有效的提升業務覆蓋能力，并降低對單個功放的功率要求。

    另外，智能天線的波束賦形對本小區及鄰小區的干擾具有抑制作用，同時聯合檢測(MUD)亦可抑制本小區的干擾，因而可顯著減弱小區呼吸效應，提升系統容量及頻譜利用效率。

    1.3動態信道分配(DCA)

    DCA及其參數的優化調整可為網絡后期優化提供一種改善業務質量的優化手段。DCA信道調整可以改善鏈路性能，由此可降低掉話率。另外，DCA對頻域、時域、碼域和空域資源的調整可以有效提高業務接入的成功率。

    1.4接力切換

    接力切換是保持與兩小區的信令連接，但只與一個小區建立業務上的連接，因此它不同于硬/軟切換。

    接力切換的成功率低于軟切換成功率，高于硬切換成功率，其資源消耗等同于硬切換。因此，在對切換區進行規劃時，對切換比例不像傳統CDMA系統那么敏感，規劃以滿足切換性能為主。

    1.5多載波

    TD-SCDMA與WCDMA都可應用多載波技術，但TD-SCDMA多載波技術的應用可使同一扇區下的多個載波按照一個小區的方式來治理。

    隨著后期的網絡擴容，應用多載波技術可使網絡原有的碼規劃及鄰區規劃方案可繼續沿用而不用重新規劃。

    2、TD-SCDMA網絡規劃特點

    TD-SCDMA與WCDMA網絡的技術差異決定了兩者在網絡規劃方面的差異，同時也決定了TD-SCDMA在無線網絡規劃方面具有一些優勢。

    2.1TD-SCDMA與WCDMA鏈路預算對比

    與WCDMA類似，TD-SCDMA的鏈路預算可分為上行鏈路預算和下行鏈路預算，其中上行鏈路預算的各種因素為已知或準確估計，結果較為可靠，工程上一般通過上行鏈路預算對基站覆蓋能力進行估算。

    上行鏈路預算計算公式如下。

    最大答應空間路徑損耗(dB)=移動臺發射功率(dBm)+移動臺天線增益(dB)-人體損耗(dB)-饋線損耗(dB)+基站接收天線增益(dBi)+軟切換增益(dB)-建筑物或車體穿透損耗(dB)-慢衰落余量(dB)-功控余量(dB)-干擾余量(dB)-基站接收靈敏度(dBm)

    由表1可見，TD-SCDMA與WCDMA在鏈路預算方面的差異如表2所示。

    表1  鏈路預算

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項目

說明

　移動臺發射功率

根據產品性能而定，一般數據業務：+24dBm，話音業務：+21dBm

　移動臺天線增益

一般為0dB

　人體損耗

數據業務：0dB；語音業務：3dB

　饋線損耗

與饋線長度有關

　基站接收天線增益

與基站采用的天線有關

　軟切換增益

軟切換增益是指克服慢衰落增益

　建筑物/車體穿透損耗

穿透損耗與具體的建筑物類型、電波入射角度等因素有關

　慢衰落余量

陰影衰落符合對數正態分布，其取值與扇區邊緣通信概率、陰影衰落標準差相關

　功控余量

慢速移動終端主要通過快速閉環功控保證解調性能，必須為快速閉環功控預留一定發射功率動態調整范圍，綜合考慮軟切換宏分集合并增益，功控余量取定為3dB。對于中高速移動的終端(一般當終端移動速度≥50km時)，主要由信道編碼中的交織對抗快衰落，快速閉環功控作用很小，一般不需考慮預留功控余量

　接收機靈敏度

靈敏度=NFBS+10log(KT)+10log(E_b/N₀)+10log(R_b)其中：NFBS為基站噪聲系數；K為Boltzmann常數，為1.38×10^-23J/K；T為開氏溫度，取290K；R_b為業務速率

    表2  TD-SCDMA與WCDMA在鏈路預算方面的差異

項目

TD-SCDMA

WCDMA

TMA

不采用
SWipA在上行時隙起TMA作用，對下行無影響

部分采用
采用TMA可改善上行覆蓋，TMA在下行引入0.5dB插損

小區呼吸

無小區負荷設置
覆蓋可以忽略小區負荷的影響

需要設置小區負荷
小區負荷對應一定干擾余量

智能天線

采用
智能天線帶來額外的增益(分集增益、波束賦形增益)

不采用

發射功率

使用小功率功放組
典型(2W×8)、(1W×8)

使用大功率功放
典型(20W)

切換增益

切換增益(對抗慢衰落)

切換增益(對抗慢衰落)
切換增益(對抗快衰落)

    2.2TD-SCDMA與WCDMA容量估算對比

    TD-SCDMA是時分雙工系統，其容量與WCDMA對比如表3所示。

    表3  TD-SCDMA容量與WCDMA對比

項目

TD-SCDMA

WCDMA

上行

碼道受限(受限于碼資源)

干擾受限(受限于“多址+鄰區”干擾)

下行

碼道受限(受限于碼資源)

功率受限(受限于下行發射功率)

與覆蓋關系

無緊密關系
呼吸效應不明顯，可忽略話務負荷對覆蓋的影響

緊密關聯
呼吸效應明顯，話務負荷能上升使小區半徑收縮

    2.3TD-SCDMA與WCDMA規劃差異

    結合TD-SCDMA的技術特點，以及TD-SCDMA與WCDMA在鏈路預算、容量估算方面的差異，可以了解到TD-SCDMA與WCDMA在規劃方面的差異如表4所示。

    表4  TD-SCDMA與WCDMA在規劃方面的差異

項目

TD-SCDMA

WCDMA

小區呼吸

小區呼吸效應不明顯，覆蓋對話務負荷不敏感

小區呼吸效應明顯，覆蓋對話務負荷敏感

軟切換

無軟切換，切換區設置需考慮切換性能，系統對切換比例不敏感

有軟切換，切換區設置考慮切換性能，同時考慮軟切換的資源消耗

擾碼數量

32個擾碼組，擾碼規劃要求較高，需要借助專門擾碼規劃軟件

512個擾碼組，擾碼規劃要求相對較低，可借助專門的擾碼規劃軟件

業務覆蓋

不同業務覆蓋差異小，不同業務的連續覆蓋能力有較好的一致性

不同業務覆蓋差異大，不同業務的連續覆蓋能力存在較大差異

上下行業務對稱性

支持非對稱業務，支持不同區域靈活的時隙配置

非對稱業務會降低頻譜利用率

    當現有網絡無法滿足實際增長的業務需求時，需要對現有網絡進行擴容，當前TD-SCDMA網絡擴容的方式有增加載波和小區分裂兩種。

    3.1增加載波擴容

    一般情況，建議優先采用增加載波的方式進行擴容。

    (1)TD-SCDMA網絡的呼吸效應不明顯，因此在參數一致的情況下，新增載波與原載波的覆蓋范圍完全一樣，不會對原有網絡結構造成影響；

    (2)TD-SCDMA小區在單功放3載波的情況下，其業務信道的覆蓋仍然能夠保持上下行鏈路平衡，因此新增載波不會影響原有載波的覆蓋范圍，不會對原有網絡結構造成影響；

    (3)新增載波本身不會涉及到新站點建設以及網絡結構布局的影響，相對比小區分裂的擴容方式而言，對網絡影響更小。

    3.2小區分裂擴容

    當增加載波擴容方式無法解決網絡演進需要時，可考慮采用小區分裂擴容方式。小區分裂擴容方式有“3N方式”及“4N方式”兩種。

    3.2.13N方式

    3N方式主要指原有小區的天線方向調整30°，同時小區半徑分裂為原有半徑的，即小區分裂后面積為原有小區面積的1/3，相當于擴容后基站數為原有基站數的3倍，因此稱為“3N擴容”，如圖1所示，圖中淺色箭頭為原有基站的小區方向，深色箭頭為擴容后的基站小區方向。

    圖1  3N分裂擴容示意圖

    3.2.24N方式

    4N方式主要指原有小區的天線方向不變，同時小區半徑分裂為原有半徑的1/2，即小區分裂后面積為原有小區面積的1/4，相當于擴容后基站數為原有基站數的4倍，因此稱為“4N擴容”，如圖2所示，圖中淺色箭頭為原有基站的小區方向，深色箭頭為擴容后的基站小區方向。

    圖2  4N分裂擴容示意圖

    3.2.33N及4N擴容方式對比

    相對而言，4N擴容方式對網絡的調整較小，但需要新增基站數量較大，投資也較大，實際工程中，采用3N還是4N擴容方式與實際網絡演進的覆蓋需求及業務需求有關，需要結合實際需求選取合適的擴容方式。

    4、TD-SCDMA網絡規劃工具

    目前業界號稱支持TD-SCDMA規劃的軟件廠商有Planet、Forsk、Aircom、大唐、百林等。推出商用版本的時間在2005年8月份左右。由于目前沒有現網的數據參考，不能進行相應的評估，傳播模型的校正工作進度較慢。目前各TD-SCDMA廠商及運營商都有相應的測試版，但相對來說，試用都不夠理想。

    5、站址選取原則

    隨著消費者環保意識的提高，站點選擇是運營商一項艱難的工作。TD-SCDMA基站站點選擇又對運營商提出了新要求。TD-SCDMA站址的選擇較WCDMA要苛刻，因為天線、功放都放在天面，對天面的承重要求高。

    當然其它因素如：主瓣方向場景開闊、四周無對覆蓋區形成阻擋的高大物體、地形可見性好、足夠的天線安裝空間、饋線盡可能短等與WCDMA的要求相同。

    6、業務

    在面向業務的3G時代，如何適應業務的不同QoS需求是網絡規劃必須要考慮的問題。TD-SCDMA系統在業務規劃方面有兩個特點，一是同一區域下各種業務覆蓋半徑基本相同；二是適應業務量的增加，可以對時隙結構進行調整以調節上、下行流量的比例，使語音和數據業務可以互相轉化。

    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，數據業務進一步發展時，可采用2:4、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。