TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中相關(guān)問題探討

1、引言

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃過程中使用統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施的策略；采用新建方式建設(shè)核心網(wǎng)、無線網(wǎng)、業(yè)務(wù)平臺和支撐網(wǎng)，使TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)相對獨立，為了系統(tǒng)地考慮室內(nèi)與室外相互干擾的關(guān)系采用室內(nèi)外一體協(xié)調(diào)規(guī)劃基本思想，盡量減少二者間的影響；TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該充分利用現(xiàn)有基站站點資源，以現(xiàn)網(wǎng)站點為骨干站點，架構(gòu)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)基站結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。其規(guī)劃流程和GSM的規(guī)劃流程有相似之處，也有其特殊的方面，本文主要對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃過程中需要注意的地方提出了幾點總結(jié)。

2、規(guī)劃流程

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程如圖1所示，大體分為4個步驟。

圖1　TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程

3、規(guī)劃經(jīng)驗總結(jié)

3.1　智能天線對規(guī)劃軟件仿真的影響

天線陣列和數(shù)字出來算法的結(jié)合形成了智能天線系統(tǒng)，智能天線是一個天線陣列，它由不同天線單元對信號施加不同權(quán)值，然后在接受端相加得一個輸出信號。智能天線技術(shù)有兩個主要波束成形機制，一種是固定波束切換，一種是自適應(yīng)波束成形。目前在所使用的NPS規(guī)劃軟件中，天線是以開關(guān)波束的形式來建模，利用天線廠家所提供的天線性能參數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成NPS專有格式后，應(yīng)用于仿真分析，其性能對于仿真效果有著較大的影響，以某地區(qū)部分規(guī)劃區(qū)域為例。

以兩種天線做同一地區(qū)的仿真，在其他參數(shù)都一致的情況下，天線的性能對仿真有較大的影響（見表1）。

表1　兩種天線的仿真對比

兩個天線相比較來看，第二種天線的水平半功率波瓣寬度小，開關(guān)波束的個數(shù)多，其性能相對要好，所以仿真結(jié)果較第一種天線好。

在第一種天線的仿真圖中有明顯的“同心圈”，仿真效果差，而第二種天線則沒有這種現(xiàn)象，最佳服務(wù)小區(qū)的覆蓋也比較規(guī)則。

由此可見，智能天線的性能對于預(yù)測仿真的結(jié)果也是一個很重要的影響因素，在收集天線性能參數(shù)的時候需要天線廠家提供高精度的數(shù)據(jù)，另外仿真軟件在天線建模機制方面也有待提高。

3.2　仿真參數(shù)的取定

不同廠家設(shè)備在仿真參數(shù)上的取定也不一致，需要根據(jù)設(shè)備廠家修正取值。下面列舉幾個廠家的設(shè)備參數(shù)（見表2）。值得注意的是，表2中不同廠家在發(fā)射功率的給定上都是最大值，在實際仿真中需要考慮功率預(yù)留。

表2　幾個廠家的設(shè)備參數(shù)

3.3　頻率規(guī)劃

TD-SCDMA系統(tǒng)工作在如下頻段：

（a）1900～1920MHz：上/下行共用

2010～2025MHz：上/下行共用

（b）*1850～1910MHz：上/下行共用

1930～1990MHz：上/下行共用

（c）*1910～1930MHz：上/下行共用

*用在ITU定義的區(qū)域2，此頻段的分配屬研究階段，這次TD-SCDMA試驗網(wǎng)絡(luò)采用2010～2025MHz的頻段，信道間隔的標(biāo)稱值是1.6MHz，信道調(diào)整步長為200kHz，即載波頻率必須是200kHz的倍數(shù)。

TD-SCDMA的載波頻率是由絕對的射頻信道編號（RFCN）來決定的，射頻信道編號與載波頻率之間的關(guān)系如下：

Nt=5×F MHz（0，0≤F≤3276.6MHz，F(xiàn)為載波頻率，單位是MHz。）

根據(jù)技術(shù)體制中的要求，參考行業(yè)中通行的配置方式，本次TD-SCDMA試驗網(wǎng)采用保護(hù)頻帶預(yù)留原則：（1）室內(nèi)微蜂窩和室外宏蜂窩采用異頻組網(wǎng)，且兩層網(wǎng)絡(luò)間預(yù)留頻率保護(hù)間隔；（2）對于不同通信制式的頻譜間保護(hù)間隔，在頻譜劃分的基礎(chǔ)上，每種通信制式主動在自己帶內(nèi)往回預(yù)留一定的保護(hù)間隔。

因此這次試驗網(wǎng)采用的頻率配置如下：

（1）使用15MHz頻段的城市配置

F1～F3作為微蜂窩頻點，F(xiàn)4～F9作為宏蜂窩頻點，F(xiàn)3/F4之間預(yù)留0.2MHz的保護(hù)間隔，頻段上下界預(yù)留0.2MHz的保護(hù)間隔（見表3）。

表3　15MHz頻段各頻點的中心頻率及保護(hù)間隔

（2）使用10MHz頻段的城市配置

F1～F3作為微蜂窩頻點，F(xiàn)4～F6作為宏蜂窩頻點，F(xiàn)3/F4之間預(yù)留0.2MHz的保護(hù)間隔，頻段下界預(yù)留0.2MHz的保護(hù)間隔，如下：

本次TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)采用N頻點與異頻混合組網(wǎng)方式，在3/3/3頻點配置區(qū)域采用N頻點組網(wǎng)方式，在1/1/1頻點配置區(qū)域和微蜂窩采用異頻組網(wǎng)方式。TD-SCDMA頻率規(guī)劃的原則：

*為了降低公共信道的頻率干擾，主頻的復(fù)用距離越遠(yuǎn)越好；

*輔頻的配置根據(jù)業(yè)務(wù)量的需求增減。

基站的頻率規(guī)劃可通過規(guī)劃軟件來完成，但由于規(guī)劃軟件的不成熟，檢查后會發(fā)現(xiàn)有主頻同頻干擾嚴(yán)重的現(xiàn)象，如：

*鄰小區(qū)間主頻同頻對打的現(xiàn)象；

*同基站不同小區(qū)主頻相同的現(xiàn)象。

所以，頻率規(guī)劃不建議用規(guī)劃軟件來做，由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的初期階段，基站的方位角基本上按照60°/180°/300°來設(shè)置，所以在做全網(wǎng)的頻率規(guī)劃的時候可先設(shè)置每基站同方向小區(qū)的主頻為統(tǒng)一的頻點，然后再參考基站間的站間距、實際的地物地貌來局部調(diào)整小區(qū)的頻率配置，網(wǎng)絡(luò)開通后隨著基站方位角的調(diào)整，小區(qū)的頻點配置也需要隨之調(diào)整。

表4　10MHz頻段各頻點中心頻率及保護(hù)間隔

圖2是某地區(qū)在做局部站點測試前做的頻率規(guī)劃，可見網(wǎng)絡(luò)中存在主頻的同頻干擾問題，這也是測試過程中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)比較低，接入成功率低、掉話率高的重要原因之一。

圖2　測試前的頻率規(guī)劃

圖3為調(diào)整后的頻率。調(diào)整之后，主頻的同頻干擾有了較好的抑制，后期隨著周圍基站的不斷開通，站點的頻點規(guī)劃也要做相應(yīng)統(tǒng)一的規(guī)劃，天線方位角的調(diào)整也需要注意調(diào)整站點的頻點配置。另外，在同規(guī)劃區(qū)有不同設(shè)備廠家的地區(qū)交界處和省際交界區(qū)域需注意頻率統(tǒng)一規(guī)劃問題。

圖3　調(diào)整后的頻率

3.4　鄰小區(qū)規(guī)劃

鄰小區(qū)規(guī)劃從規(guī)劃軟件上直接生成，但是存在規(guī)劃軟件漏配鄰小區(qū)、規(guī)劃鄰區(qū)和實際鄰區(qū)不同的問題，在用規(guī)劃軟件做完鄰小區(qū)規(guī)劃后導(dǎo)出結(jié)果，再通過MCOM等軟件來檢查核實鄰小區(qū)關(guān)系，這里也可以參考現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的鄰小區(qū)數(shù)據(jù)來設(shè)置TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的鄰小區(qū)關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)開通后再通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作來優(yōu)化調(diào)整鄰小區(qū)的設(shè)置。

3.5　碼規(guī)劃（見表5）

從表5中可以看出，整個系統(tǒng)有32個碼組，其中一個SYNC_DL唯一標(biāo)識一個基站和一個碼組，每個碼組包含8個SYNC_UL，4個擾碼和4個基本Midamble碼，其中擾碼和基本Midamble碼存在一一對應(yīng)的關(guān)系。

表5　碼規(guī)劃

*下行同步碼SYNC-DL，碼長64chip，在每一個子幀的DwPTS時隙發(fā)送。

*上行同步碼SYNC-UL，碼長128chip，在UpPTS時隙上發(fā)送，發(fā)送功率由UE按開環(huán)功率控制的準(zhǔn)則進(jìn)行計算。

*基本Midamble碼，碼長128chip，實際發(fā)送144chip，發(fā)送功率和信道中的數(shù)據(jù)部分相同。

*小區(qū)擾碼，碼長16chip。該碼用來對信道中的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾處理，從而標(biāo)識數(shù)據(jù)的小區(qū)屬性，不單獨發(fā)送。

TD-SCDMA碼規(guī)劃的難點在于：擾碼長度短，只有16bit而且其碼間互相關(guān)性不好，距離差導(dǎo)致的移位對不同擾碼的相關(guān)性的影響也有所不同，相關(guān)性能隨著距離差的增大，出現(xiàn)大小的波動，并沒有一致的變化趨勢，而且某些碼經(jīng)過位移產(chǎn)生的新序列，會與其他的擾碼重合，因此，在擾碼規(guī)劃中，應(yīng)該盡量避免使用移位后重疊的擾碼對。由于TD-SCDMA的碼規(guī)劃較為復(fù)雜，所以一般采用規(guī)劃軟件來進(jìn)行碼字的設(shè)計。

各廠家對于TD-SCDMA的碼規(guī)劃都提出各自的步驟和算法。

大唐：

*首先確定碼規(guī)劃的小區(qū)優(yōu)先級：一個小區(qū)如果鄰區(qū)總數(shù)越多，或者已分配擾碼的鄰區(qū)越多，潛在的擾碼間干擾越大，給此小區(qū)分配合適的擾碼越困難，此小區(qū)的分配優(yōu)先級越高。

*下行導(dǎo)頻碼的分配。在分配時主要考慮相同下行導(dǎo)頻碼距離足夠遠(yuǎn)，避免干擾，保證在鄰小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼不同。

*然后根據(jù)所處的序列位置在對應(yīng)的4個擾碼中為小區(qū)選擇一個擾碼，根據(jù)擾碼的相關(guān)性來選取最適合的擾碼。

*最后根據(jù)碼組的對應(yīng)關(guān)系可以確定其他碼字。

中興：

*先以擾碼對的相關(guān)性進(jìn)行小區(qū)擾碼規(guī)劃。相鄰小區(qū)配置不同的擾碼，選擇不同的擴頻碼，不同小區(qū)不同碼道間的干擾與擾碼和擴頻碼的乘積SC有關(guān)，組網(wǎng)中決定系統(tǒng)性能的是復(fù)合擴頻擾碼的相關(guān)性而不是簡單的擾碼間的相關(guān)性。復(fù)合擴頻擾碼規(guī)劃算法總的原則是不將相關(guān)性很強的碼分配在覆蓋區(qū)交疊的相鄰小區(qū)，鄰小區(qū)的擾碼相關(guān)值要低于一個門限，在一定的距離內(nèi)已被分配的擾碼不能被復(fù)用。

*然后根據(jù)擾碼和下行同步碼對應(yīng)關(guān)系，擾碼確定后其它幾個碼字就可確定。

普天：

*首先查找本小區(qū)的鄰區(qū)：鄰區(qū)規(guī)劃生成的鄰區(qū)中和本小區(qū)存在同頻的小區(qū)，鄰區(qū)之間的優(yōu)先級按照和本小區(qū)之間的距離排序；相距越小，優(yōu)先級越高。如果和本小區(qū)同屬一個基站且和本小區(qū)存在同頻的小區(qū)未包含在鄰區(qū)列表中，則在碼組規(guī)劃時需要將其加入鄰區(qū)，且優(yōu)先級最高。

*查找和鄰區(qū)擾碼符合互相關(guān)性要求的擾碼，需要充分考慮擾碼的復(fù)用距離，應(yīng)該保證擾碼同頻同碼字的復(fù)用距離在已有碼資源的最大化利用基礎(chǔ)上達(dá)到最遠(yuǎn)，以降低干擾。同時需要保證下行同步碼的同頻同碼復(fù)用距離。

*如果還是找不到可用碼組，可降低復(fù)用距離的要求，最終確定小區(qū)最適合的碼字。

各廠家的規(guī)劃流程和算法不盡相同，但歸納來看，碼規(guī)劃的基本原則是：

*考慮從優(yōu)先高的小區(qū)的進(jìn)行碼規(guī)劃，實際規(guī)劃的時候考慮從最密集地區(qū)的小區(qū)開始。

*保證相鄰小區(qū)不能使用同頻同碼組，在規(guī)劃的時候設(shè)置一個適合的復(fù)用距離，保證在這個復(fù)用距離內(nèi)不能出現(xiàn)同一碼組。

*擾碼分配要充分考慮擾碼相關(guān)性，相鄰小區(qū)不能出現(xiàn)強相關(guān)性碼字。

*在規(guī)劃初期，預(yù)留幾個碼字或碼組，保證將來的小區(qū)分裂或者新增小區(qū)的需要。

在用規(guī)劃軟件做完碼規(guī)劃后，我們也需要對碼字的分配用上述原則進(jìn)行檢查，保證碼規(guī)劃的質(zhì)量。

總之，在TD-SCDMA規(guī)劃中，規(guī)劃軟件有很重要的作用，網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況的考量、站點的布局合理性考察等工作都需要通過規(guī)劃軟件來模擬仿真，這里面地理參數(shù)、智能天線參數(shù)、規(guī)劃設(shè)置參數(shù)等數(shù)據(jù)對仿真結(jié)果有直接的影響，所以這些輸入條件都需要高精度的參數(shù)，另外頻率規(guī)劃、鄰區(qū)規(guī)劃、碼規(guī)劃也可以通過規(guī)劃軟件來實現(xiàn)，但限于軟件的成熟度，在規(guī)劃軟件輸出結(jié)果后還需要通過驗證手段來檢查核實，以保證網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計性能。