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摘要：本文主要从TD-LTE 网络规划设计、TD-LTE 网络基础优化方法，等方面概述了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。
关键词：TD-LTE; 无线网络；规划设计; 优化方法
随着TD-SCDMA网络的大规模建设，国内越来越多的城市被TD-SCDMA网络覆盖，同时国际主流运营商纷纷选LTE（Long Term Evolution）作为未来移动网络演进的方向，为了实现TD-SCDMA网络向LTE的平滑演进，需要探索一种满足多模融合共存、可根据需求灵活调整GSM/TD/LTE容量的方法。一般TD-LTE引入策略分为重点引入和全网引入，其中重点引入其优点是可以节约资源和投资，但LTE网络的覆盖不连续；全网引入将整个区域部署了TD-LTE网络，但偏远地区引入TD-LTE网络将带来资源的浪费，同时增加了运营成本。为了保证TD-SCDMA网络向LTE平滑演进，就需要对其网络进行合理规划设计，以保证其网络长期共存和谐发展。
在国内TD-LTE规模试验网首先在广东启动，华为承建了广东移动海心沙等TD-LTE技术的精品站点。中国移动在2011年初启动了TD-LTE规模试验工作，覆盖范围包括全国6个城市，与国外9家运营商签署了TD-LTE合作协议，推动全球建成或即将建成26个TD-LTE试验网。TD-LTE是中国拥有自主知识产权的国际3G标准TD-SCDMA的后续演进技术，TD-LTE有希望在全球范围内应用，日本和印度对中国自主研发的TD-LTE技术表示出浓厚兴趣，日本软银计划利用该技术升级运营商Willcom的服务水平。
一、TD-LTE基本概述
LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。
LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定，LTE标准中的FDD和TDD两个模式实质上是相同的，两个模式间只存在较小的差异，相似度达90%。[1] TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD频分双工相对应。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-SCDMA是CDMA（码分多址）技术，TD-LTE是OFDM（正交频分复用）技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令，到网络架构，都不一样。
1. TD-LTE技术的特点
（1）灵活支持1.4,3,5,10,15,20MHz带宽。
（2）下行使用OFDMA，最高速率达到100Mbits/s,满足高速数据传输的要求。
（3）上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（PAPR），减小终端发射功率，延长使用时间,上行最大速率达到50Mbits/s。
（4）充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能。
（5）系统的高层总体上与FDD系统保持一致。
（6）将智能天线与MIMO技术相结合，提高系统在不同应用场景的性能。
（7）应用智能天线技术降低小区间干扰，提高小区边缘用户的服务质量。
（8）进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。Axxia处理器集成L1-L3 Quantenna QSR1000 4x4 IEEE802.11ac Wi-Fi和SAI Technology L1-L3 cellular /LTE，支持LTE和Wi-Fi在企业网络中的无缝集成。
2. TD-LTE技术的优点
（1）频谱利用率高TD一个载频1.6M W一个载频10M。
（2）对功控要求低TD 0~200MZ W 1500MZ。
（3）采用了智能天线和联合测试引入了所谓的空中分级，但效果如何还待验证。
（4）避免了呼吸效应TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划。
二、TD-LTE 关键技术
1. 物理层技术
TD-LTE 网络物理层技术中包括基本传输技术和多址技术、编码调制技术、 MIMO 技术以及帧结构等。 LTE 中传输技术采用 OFDM 调制技术，可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。 在信道编码方面， LTE 采用Turbo 码，采用可以适应宏小区、微小区、热点等各种环境的 MIMO 技术。 同时规定了 2 种子帧长度，即基本的子帧长度为 0.5 ms ， 当考虑与 TD-SCDMA系统兼容时，采用 0.675 ms 子帧长度。
2. 网络层技术
LTE 和 传 统 的 3GPP 接 入 网 相 比 ， 减 少 了RNC 节点，采用由 NodeB 构成的单层结构，有利于简化网络和减小时延，实现了低复杂度、低时延和低成本的要求，逐步趋近于典型的 IP 宽带网结构。
三、TD-LTE 网络规划设计
TD-LTE 建网初期， 主要布局在高数据流量区域，降低 2G 网络负荷，满足用户对高速率数据的需求。 初始的网络布局，需同时考虑覆盖和容量，结合现网 2G/3G 数据流量站点分布，在充分利用现有 2G/3G 网络站点资源和配套资源的基础上，部分区域适当采用新建站点的形式，对于 TD-LTE 的无线规划将采取分片连续覆盖，以信号覆盖区域内的各项无线网络指标达到商用要求为目标。
一般情况下， TD-LTE 无线网络规划流程可以分为 5 个阶段，分别是需求分析、网络规模估算、站址规划、网络仿真和无线参数规划，如图 1 所示。
1. 网络规模估算
网络规模估算的目的是确定出相对比较具体的 TD-LTE 网络建设基本规模， 这一步主要是通过覆盖估算和容量估算这 2 个维度来确定的。 具体做法是根据当地的无线网络传播模型和现有的基站分布情况，确定不同区域内的小区覆盖半径和未来TD-LTE 网络的覆盖状况， 从而估算出满足既定覆盖要求的基站数量。 容量估算是在分析一定时隙及配置条件的前提下， 对 TD-LTE 网络可承载的系统容量进行分析和估算。 通过网络规模估算，得出一个比较明确的方案和数据，以便后续规划任务的顺利开展和执行。
2. 网络仿真
网络仿真阶段需要设定详细的参数并且进行仿真试验， 包括需要使用相应的 TD-LTE 仿真工具对规划方案进行测试， 重点需要注意覆盖以及容量的仿真分析。 具体而言， 应当包括规划数据导入、传播预测、邻区规划、时隙和频率规划、用户和业务模型配置以及蒙特卡罗仿真。 对于所得结果应当认真考虑是否满足要求， 对于接近临界值的数据予以重点关注， 确保网络实施后能够按照预期状况投入工作。 此外， 这一环节还包括各种详细参数的设定，包括天线高度、方向角、下倾角等小区基本参数、 邻区规划参数、 频率规划参数、 PCI 参数等。
3. 站址规划
TD-LTE 网络规划的第三阶段是站址规划阶段，该阶段主要是结合现网的站址资源和网络链路预算所建议的新建站点，完成网络站址的初步布局工作。 在完成初步布局后，还需要结合现有资料或现场勘测来确定站点的可用性，对初步方案进行进一步修正，从而最终确定覆盖区域内可以使用的现网站点以及新建站点。 在规划的过程中应当综合考虑站点周边地理无线环境以及工程可实施性条件等方面因素。
4. 无线参数规划
（1）频率规划
目前有同频和异频 2 种组网方式。在同频组网中，所有小区可以使用相同的频率，频谱利用率高，对各子信道之间的正交性有严格的要求，主要采用干扰随机化、干扰消除、干扰协调等方法避免频率干扰。异频组网中，相邻小区为了降低干扰，使用不同的频率，在频谱效率方面相对于同频要差，同时由于 RRM 算法实现简单，相对于同频组网其边缘速率要高。 异频组网受限于频带资源，存在干扰控制与频带使用的平衡问题，需要进行合理的频率规划，确保网络干扰最小。
（2）邻区规划
TD-LTE 的邻区规划是在综合考虑各小区的小区属性、覆盖范围、站间距、方位角等基础上进行的，其原理与 3G 网络的邻区规划原理基本相同。在与本网络进行合理邻区规划的同时，还需要特别注意与 TD-SCDMA 以及 GSM 等异系统网络间的邻区规划，避免出现因邻区设置不合理而引起的覆盖异常。
（3）PCI 规划
LTE 的物理小区标识 PCI 是用来方便终端对不同小区的无线信号进行区分。 PCI 在任何一个小区的覆盖区域是唯一的，且一个小区的相邻邻区不能有相同的 PCI。 基于实现简单、清晰、容易扩展的目标，目前采用的规划原则为：同一站点的 PCI 分配在同一个 PCI 组内， 相邻站点的 PCI 在不同的PCI 组内。 对于存在室内覆盖场景的情况，规划时需要同时考虑是否分开规划。
四、TD-LTE 网络基础优化方法
1. 馈优化
天馈优化是 TD-LTE 基础优化的重点， 主要通过现场调整天线的方向角、下倾角等天馈参数来改变干扰区域的各干扰信号强度，调整的原则是增强主覆盖扇区的电平，减弱其他扇区的电平，从而改变信号在该区域的分布状况， 消除覆盖不合理、弱覆盖、越区覆盖、频繁切换等现象。
2. 邻区优化
邻区优化使得站和站之间的重选、切换可以顺利进行。 对全网邻区关系进行分析，对于邻区漏配、冗余小区进行调整，达到邻区关系最优化，提升切换成功率等网络指标。
3. 重选、切换参数优化
通过调整重选参数，对用户的 Idle 态过程进行优化，保证用户重选和起呼过程，提升接入成功率；调整切换参数，保证用户业务的可连续性和用户感知。
4. 小区 PCI 优化
邻区之间的 PCI 规划不合理，会导致邻区之间的干扰抬升， 影响用户感知， 通过邻区之间的 PCI优化调整，提升网络整体质量。
5.功率调整
功率调整可以和天线调整配合使用，达到小区覆盖要求、切换关系符合预期、信号质量提升的目的。
6.特性算法应用
在网络基础优化完成后， 可以通过特性算法提升网络整体性能，如准入控制、负载控制、抗干扰的 ICIC 算法、 降低干扰提升用户吞吐量的 BF算法等。
结语：
本文介绍了TD-LTE无线网络的相关技术，并对TD-LTE无线网络的规划设计展开了研究。为了实现TD-SCDMA网络向LTE平滑演进，对TD-LTE无线网络进行合理规划设计对于未来TD-LTE无线网络部署具有很重要的意义。
参考文献：
[1]林斌. TD-LTE 无线网络规划设计 [J]. 硅谷， 2016 ，（8）
[2]叶泽军 .TD-LTE 无线网络规划及性能分析 [J]. 信息技术， 2015 ，（11）
[3]蔡丹森 . TD-LTE 无线网络规划浅析 [J]. 通信技术，2015，（3）
论文作者:何宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/30
标签：td-scdma论文; 网络论文; 技术论文; 无线网络论文; 小区论文; 干扰论文; 规划设计论文; 《基层建设》2017年第17期论文;