趙明峰,宋勇,彭建,張皓彥

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司四川分公司，成都 610045）

TD-LTE采用同頻組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，同時(shí)，TD-LTE技術(shù)特點(diǎn)決定其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃顯得更為重要。合理的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可使得網(wǎng)絡(luò)在時(shí)間與空間上達(dá)到最大程度的覆蓋。規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到后續(xù)用戶(hù)的體驗(yàn)[1～3]。

目前，中國(guó)移動(dòng)已基本完成TD-LTE一期工程，全國(guó)主要城市的主城區(qū)已實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋。針對(duì)主城區(qū)的覆蓋區(qū)域，將開(kāi)展大規(guī)模的拉網(wǎng)路測(cè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，針對(duì)存在弱覆蓋的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)補(bǔ)盲，從而提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的深度。然而，在進(jìn)行TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化之前，如何去評(píng)估前期TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的科學(xué)性和合理性，以及規(guī)劃相應(yīng)存在的缺陷和問(wèn)題，這顯得尤為必要。

本文從某丘陵地市的主城區(qū)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及仿真角度出發(fā)，結(jié)合近期的拉網(wǎng)道路測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)比分析規(guī)劃仿真與現(xiàn)網(wǎng)道路測(cè)試的相應(yīng)異同。一方面，檢驗(yàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要性和合理性，充分體現(xiàn)TDLTE的技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求；另一方面，分析得出相應(yīng)網(wǎng)格規(guī)劃的不足和缺陷，為提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的準(zhǔn)確性和科學(xué)性提供參考依據(jù)。

1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與仿真

該丘陵城市主城區(qū)地貌特征較為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在地勢(shì)落差較大、城中建筑物分布不均且存在大量高樓，主城區(qū)為兩條江河聚集處。按照指導(dǎo)意見(jiàn)及要求，為實(shí)現(xiàn)快速落地，并有效利用現(xiàn)有TD-SCDMA資源，該城區(qū)主要以F頻段為主進(jìn)行TD-LTE升級(jí)建設(shè)，整體架構(gòu)如圖1所示。

該丘陵城市主城區(qū)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思路主要從以下幾個(gè)方面提升仿真規(guī)劃與工程建設(shè)間的良好協(xié)同，確保LTE建網(wǎng)質(zhì)量和效率。

圖1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思路

（1）首先采用預(yù)規(guī)劃分析平臺(tái)工具NPAP進(jìn)行分析，它主要利用TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)升級(jí)后的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能，主要包括弱覆蓋分析、重疊覆蓋分析、強(qiáng)干擾分析等。從分析的結(jié)果中將該城區(qū)可能會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)內(nèi)干擾的5個(gè)高站在規(guī)劃方案中進(jìn)行了排除，且結(jié)合站間距的要求在其周邊進(jìn)行新選站址，并就分析得出的第三類(lèi)站點(diǎn)（插花或不可用）采用D頻段插花或摒棄。針對(duì)無(wú)法直接采用TD-SCDMA升級(jí)的第二類(lèi)站點(diǎn)（需調(diào)整或新建天饋），通過(guò)采用新建天饋或者是對(duì)現(xiàn)網(wǎng)天饋進(jìn)行優(yōu)化方式進(jìn)行解決。

（2）針對(duì)TD-LTE可能帶來(lái)系統(tǒng)間干擾，利用干擾排查分析工具，針對(duì)城區(qū)部分進(jìn)行了全面梳理，并就屬于規(guī)劃內(nèi)的TD-LTE備選問(wèn)題站點(diǎn)進(jìn)行上站排查，降低系統(tǒng)間干擾對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的性能影響，相應(yīng)的干擾排查結(jié)果如圖2所示。

從圖2可知，紅色區(qū)域?yàn)榇嬖谕獠扛蓴_的區(qū)域。

（3）結(jié)合工程建設(shè)具體實(shí)施情況、現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA拉網(wǎng)測(cè)試情況、特殊典型地貌特點(diǎn)等多重因素，最終依據(jù)站間距相應(yīng)建議要求初步完成城區(qū)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。進(jìn)一步地，基于干擾排查若發(fā)現(xiàn)的外部干擾情況，以及部分熱點(diǎn)區(qū)域所面臨的后續(xù)擴(kuò)容等問(wèn)題，在相應(yīng)熱點(diǎn)區(qū)域（高校、市中區(qū)繁華商業(yè)區(qū)）采用D頻段組網(wǎng)方式，共計(jì)采用37個(gè)D頻段站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)該區(qū)域的連續(xù)覆蓋。

（4）在初步規(guī)劃的TD-LTE站點(diǎn)分布情況基礎(chǔ)上，并基于該區(qū)域準(zhǔn)確的校正傳播模型[4]，利用仿真規(guī)劃工具ANPOP驗(yàn)證其規(guī)劃相應(yīng)效果是否能夠達(dá)到指標(biāo)要求。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)仿真中未達(dá)標(biāo)的問(wèn)題小區(qū)進(jìn)行深入分析和優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)過(guò)多輪的優(yōu)化仿真后，使得未達(dá)標(biāo)的小區(qū)級(jí)站點(diǎn)數(shù)顯著降低，同時(shí)仿真的整體性能指標(biāo)RSRP和SINR均有明顯提升，如圖3所示。

在仿真優(yōu)化調(diào)整的過(guò)程中，盡量不調(diào)整平滑升級(jí)的TD-LTE站點(diǎn)以確保對(duì)TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)的影響降到最低，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)部分TD-SCDMA直接升級(jí)站點(diǎn)方位角難以滿(mǎn)足TD-LTE要求，對(duì)其采用優(yōu)化方位角、下傾角等方式以提升仿真整體指標(biāo)，并將相應(yīng)站點(diǎn)及時(shí)反饋網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部門(mén)。下一步，結(jié)合新選站點(diǎn)的落實(shí)情況逐步優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)過(guò)多輪的仿真優(yōu)化，并與各部門(mén)進(jìn)行討論，最終確定相應(yīng)的規(guī)劃站點(diǎn)清單，在此基礎(chǔ)上，給出相應(yīng)的TD-LTE開(kāi)站工單，同時(shí)設(shè)計(jì)與該開(kāi)站工單保持一致。

經(jīng)過(guò)上述4個(gè)步驟，最終確定該丘陵城市城區(qū)的TD-LTE規(guī)劃方案，規(guī)劃站點(diǎn)主要調(diào)整和分析情況如下表1所示。

圖2 干擾排查結(jié)果

圖3 仿真優(yōu)化調(diào)整思路

該城市TD-LTE規(guī)劃方案仿真優(yōu)化前后RSRP和SINR對(duì)比情況如圖4所示。

RSRP大于-100 dBm的區(qū)域占比為98%，SINR大于-3 dB的區(qū)域占比為99.2%，相比于優(yōu)化前RSRP和SINR分別提升5.2%和3.1%，小區(qū)級(jí)仿真達(dá)標(biāo)數(shù)量提升了68個(gè)，剩余27個(gè)未達(dá)標(biāo)小區(qū)由于實(shí)際選址困難、地貌環(huán)境復(fù)雜、街道站點(diǎn)掛高較低等多重因素導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)一步通過(guò)新增站點(diǎn)或仿真優(yōu)化解決。

2 TD-LTE仿真規(guī)劃與實(shí)測(cè)對(duì)比

為了論證TD- LTE規(guī)劃的重要性，檢驗(yàn)前期TD-LTE規(guī)劃仿真的合理性，并指出相應(yīng)存在的問(wèn)題。為此，我們以該地市首輪主城區(qū)道路測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析兩者之間的相互關(guān)系和差異。通過(guò)兩者之間的對(duì)比分析，可有效分析前期仿真規(guī)劃的不足和存在的問(wèn)題，進(jìn)一步為后續(xù)的深度覆蓋規(guī)劃方案提供參考意見(jiàn)，并可為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供數(shù)值參考。

2.1 TD-LTE道路實(shí)測(cè)

參照LTE的技術(shù)特點(diǎn)及指標(biāo)要求，我們以反應(yīng)覆蓋情況指標(biāo)（RSRP）和用戶(hù)感知的下行吞吐率（PDCP Throughput DL）的兩個(gè)指標(biāo)展開(kāi)分析。該丘陵城市主城區(qū)道路實(shí)測(cè)RSRP和下行吞吐率如圖5所示。

從圖5中的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，存在相應(yīng)弱覆蓋區(qū)域吞吐率較低區(qū)域，如圖5中紅色區(qū)域。弱覆蓋的綠色區(qū)域經(jīng)上站核查后發(fā)現(xiàn)主要原因在于原有天饋設(shè)計(jì)不合理、存在明顯阻擋。虛線(xiàn)區(qū)域?yàn)镈頻段連續(xù)覆蓋區(qū)域。實(shí)際道路測(cè)試結(jié)果表明，該區(qū)域RSRP和吞吐率相對(duì)于F頻段均較好。主要原因在于前期的預(yù)規(guī)劃分析發(fā)現(xiàn)D頻段區(qū)域存在較強(qiáng)的系統(tǒng)內(nèi)干擾，干擾排查結(jié)果如圖2所示也表明該區(qū)域存在外部干擾，為此采用D頻段和降高等措施可規(guī)避相應(yīng)的干擾[5]。因此，該區(qū)域路測(cè)結(jié)果顯示各項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)良。同時(shí)，也再次驗(yàn)證了TD-LTE采用F頻段同頻組網(wǎng)時(shí)將會(huì)受到各類(lèi)干擾的影響，從而影響其上下行速率。進(jìn)一步地，與前期規(guī)劃方案的優(yōu)化仿真圖4進(jìn)行對(duì)比可知，對(duì)應(yīng)的弱覆蓋區(qū)域基本保持一致。

2.2 數(shù)據(jù)對(duì)比分析

為了進(jìn)一步分析比較規(guī)劃仿真與實(shí)際道路測(cè)試之間的對(duì)比。我們利用仿真規(guī)劃軟件所提供的道路統(tǒng)計(jì)分析工具，主要針對(duì)該丘陵城市城區(qū)的測(cè)試區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，相應(yīng)RSRP指標(biāo)和SINR指標(biāo)累積分布函數(shù)CDF和概率密度函數(shù)PDF對(duì)比如圖6和圖7所示。

從圖6可知，結(jié)合TD-LTE指標(biāo)規(guī)范要求和對(duì)比分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我們按照RSRP低于-100 dBm和高于-100 dBm進(jìn)行對(duì)比分析。

表1 規(guī)劃方案考慮的主要因素

圖4 仿真優(yōu)化前后對(duì)比

在RSRP低于-100 dBm區(qū)間，仿真統(tǒng)計(jì)CDF指標(biāo)為3.4%，而道路測(cè)試統(tǒng)計(jì)CDF指標(biāo)為5.42%，說(shuō)明仿真結(jié)果優(yōu)于路測(cè)結(jié)果，進(jìn)一步結(jié)合道路測(cè)試弱覆蓋和吞吐率偏低的區(qū)域進(jìn)行分析，如圖5中的藍(lán)色區(qū)域。該弱區(qū)域經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)上站核查后發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的TD-LTE站點(diǎn)為T(mén)D-SCDMA升級(jí)站點(diǎn)，但原TD-SCDMA站點(diǎn)的天面設(shè)計(jì)不合理，存在明顯阻擋，導(dǎo)致TDLTE升級(jí)后覆蓋區(qū)域受限，進(jìn)而影響道路測(cè)試指標(biāo)。

從圖7可知，道路測(cè)試所得的SINR CDF相對(duì)于仿真統(tǒng)計(jì)結(jié)果偏樂(lè)觀(guān)，主要原因在于SINR受到測(cè)試終端靈敏度、終端解調(diào)能力、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)字地圖精度以及實(shí)測(cè)與仿真統(tǒng)計(jì)方式差異及數(shù)據(jù)量級(jí)差異、仿真參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確度、仿真?zhèn)鞑ツＰ推ヅ涠鹊榷嘀匾蛩赜绊懀瑢?dǎo)致結(jié)果存在一定的偏差。

總體來(lái)看，與仿真結(jié)果相比較，路測(cè)相對(duì)較為樂(lè)觀(guān)，但是在可接受的范圍內(nèi)，引起偏差的可能因素較多，例如地圖未及時(shí)更新，傳播模型的影響，測(cè)試道路采樣點(diǎn)數(shù)相對(duì)仿真道路統(tǒng)計(jì)偏低等多重因素。但總體上基本滿(mǎn)足仿真與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)測(cè)試兩者間的匹配，仿真規(guī)劃可有效指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)。

從上述對(duì)比分析可知，合理有效的TD-LTE規(guī)劃方法和手段可有效保障建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為T(mén)D-LTE網(wǎng)絡(luò)提供重要的技術(shù)指導(dǎo)。從道路測(cè)試對(duì)比分析結(jié)果來(lái)看，再次印證了我們所采用的規(guī)劃分析方法的合理性和有效性。

圖5 道路實(shí)測(cè)RSRP和吞吐率

圖6 規(guī)劃仿真與道路測(cè)試RSRP CDF和PDF對(duì)比

圖7 規(guī)劃仿真與道路測(cè)試SINR CDF和PDF對(duì)比

3 結(jié)論

TD-LTE的技術(shù)特點(diǎn)決定其與GSM/TD-SCDMA等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在顯著差異。利用準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具和分析手段才能確保其TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)以終為始的規(guī)劃要求?；谠撍枷耄疚膹哪吵鞘蠺D-LTE規(guī)劃出發(fā)，結(jié)合預(yù)規(guī)劃、干擾排查、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀等多重因素，提出了完整的規(guī)劃思路和分析方法，并與實(shí)際道路測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，分析并論證了其TD-LTE規(guī)劃的重要性和有效性。進(jìn)一步地，在良好的規(guī)劃基礎(chǔ)上，針對(duì)弱覆蓋及吞吐率低的區(qū)域?qū)㈤_(kāi)展測(cè)試優(yōu)化，并最終確定相應(yīng)的原因，尋求相應(yīng)的解決策略，提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋能力和性能[6]。

[1]3GPP TR 36.814 V9.0.0, Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects[S].

[2]趙明峰, 趙謖, 劉三思, 等.典型城市TD-LTE引入策略研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2013，（9):13-17.

[3]趙明峰, 趙謖, 劉三思, 等.典型場(chǎng)景TD-LTE站址選擇思路與分析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2013，（1):22-26.

[4]趙明峰.LTE傳播模型淺析[J].電信科學(xué), 2013,29（9), 117-121.

[5]王樂(lè)，堯文彬，王韜，等.TD-LTE F頻段和D頻段間的協(xié)同策略[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2013,（1):13-15.

[6]李通, 程日濤, 王潛源, 等.TD-LTE深度覆蓋方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2012，（7):6-8.