如何提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)容量及質(zhì)量

　　隨著 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在全國(guó)迅速鋪開，如何能夠進(jìn)一步提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)容量及質(zhì)量，提升用戶體驗(yàn)是中國(guó)移動(dòng)非常關(guān)注的問題。目前TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模商用的頻段為A頻段（2010-2025MHz），可用頻點(diǎn)共9個(gè)；由于PHS干擾等問題影響，F(xiàn)頻段1800-1900MHz的應(yīng)用尚未大規(guī)模展開。隨著TD用戶數(shù)的不斷增多和業(yè)務(wù)量的不斷增加，現(xiàn)網(wǎng)頻率資源緊張的問題日益凸顯。為提升TD現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能，大唐移動(dòng)積極探索，基于對(duì)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的研究以及設(shè)備實(shí)現(xiàn)情況的分析，大唐移動(dòng)配合中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司一起對(duì)TD載波間隔壓縮方案進(jìn)行了相關(guān)理論分析研究及測(cè)試驗(yàn)證，希望為提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)性能做出貢獻(xiàn)。之后，大唐移動(dòng)又在中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司的統(tǒng)一安排部署下，在云南移動(dòng)和設(shè)計(jì)院全程組織和協(xié)調(diào)下，最先啟動(dòng)完成了在昆明的現(xiàn)網(wǎng)擴(kuò)大試點(diǎn)應(yīng)用測(cè)試，證實(shí)了TD-SCDMA載波間隔壓縮方案在大唐移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用是可行的。

　　3G系統(tǒng)規(guī)定信道柵度為200KHz，而距離1.6MHz最近的就是1.4MHz，因此可考慮將TD- SCDMA載波間隔縮減為1.4MHz。這樣可在2010-2025MHz的有限帶寬內(nèi)增加一個(gè)新的頻點(diǎn)，提升系統(tǒng)容量，有助于降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。但是TD-SCDMA載波間隔是否可壓縮，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備是否可支持載波間隔壓縮方案、載波間隔壓縮后會(huì)給現(xiàn)網(wǎng)帶來什么影響，這一系列問題均需進(jìn)行深入研究驗(yàn)證才能確定載波間隔壓縮方案是否可行。

　　一、TD-SCDMA載波間隔是否可壓縮

　　TD-SCDMA正常情況下載波間隔為1.6MHz，但載波間隔并不是一成不變的。3GPP 25.105中規(guī)定，1.28Mcps TDD的信道間隔為1.6MHz，但是在一些特殊組網(wǎng)場(chǎng)景下可以通過調(diào)整來優(yōu)化性能。具體規(guī)定如下：

　　? 5.4.1.2 1,28 Mcps TDD Option
?The channel spacing is 1.6MHz, but this can be adjusted to optimise peRFormance in a particular deployment scenario.

　　二、TD-SCDMA載波間隔壓縮方案

　　將TD-SCDMA載波間隔由1.6MHz壓縮為1.4MHz，可在現(xiàn)有的帶寬內(nèi)增加可用頻點(diǎn)，目前現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的A頻段（2010-2025MHz）可增加1個(gè)頻點(diǎn)，可用頻點(diǎn)由9個(gè)增至10個(gè)。根據(jù)仿真分析，載波間隔壓縮對(duì)64QAM的影響相對(duì)嚴(yán)重，考慮室外情況下應(yīng)用 64QAM的概率較小，在室外進(jìn)行1.4MHz的載波間隔配置對(duì)容量影響很小，建議該新增頻點(diǎn)用于室外組網(wǎng)，室內(nèi)載波間隔仍設(shè)置為1.6MHz。室外應(yīng)用載波由6載波增加至7載波，組網(wǎng)時(shí)可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展應(yīng)用情況靈活配置頻率應(yīng)用。如下圖所示配置，一方面可有效提升現(xiàn)網(wǎng)R4業(yè)務(wù)頻率復(fù)用系數(shù)，減小網(wǎng)絡(luò)同頻干擾，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。另一方面現(xiàn)網(wǎng)大多場(chǎng)景S444配置可擴(kuò)容至S555，有利于TD數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求。

　　根據(jù)大唐移動(dòng)目前設(shè)備實(shí)現(xiàn)能力，載波間隔縮減為1.4MHz后，現(xiàn)網(wǎng)產(chǎn)品硬件無(wú)需任何修改，RNC和OMC版本無(wú)需任何修改，只需Node B做軟件升級(jí)即可支持1.4MHz載波間隔壓縮方案。該方案實(shí)現(xiàn)方便快捷，且節(jié)約成本。

　　三、TD-SCDMA載波間隔壓縮引發(fā)問題分析

　　TD-SCDMA的chip速率為1.28Mcps，帶寬為1.6MHz，目前TD-SCDMA設(shè)備基帶成型濾波器采用RRC濾波器，濾波器滾降系數(shù)為α=0.22。在不修改現(xiàn)有設(shè)備情況下，載波間隔從1.6MHz壓縮成1.4MHz后，不能滿足α=0.22的基帶濾波器所要求的帶寬，會(huì)影響系統(tǒng)鄰頻泄漏和鄰頻干擾抑制性能，鄰頻干擾有一定上升，可能無(wú)法滿足多運(yùn)營(yíng)商鄰頻共存的要求。此外，如果鄰頻干擾增大到一定程度，則會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)性能。隨著HSPA/PA+ 的引入，高階調(diào)制逐步引入，在高C/I情況下可以有效提高數(shù)據(jù)速率。當(dāng)壓縮載波間隔后，鄰頻干擾會(huì)對(duì)C/I形成一定影響。

　　1．載波間隔壓縮對(duì)運(yùn)營(yíng)商鄰頻共存的影響

　　對(duì)于多運(yùn)營(yíng)商共存共址，主要考慮鄰頻干擾，通常需要考慮發(fā)送端的鄰頻泄漏和接收端的鄰頻選擇性，衡量指標(biāo)是鄰頻干擾抑制ACIR。根據(jù)3GPP 25.942（V800）中TDD系統(tǒng)之間干擾仿真的結(jié)果，最差環(huán)境下鄰頻共存需要的ACIR上行約為32.5dB，下行約為30.5dB。TD- SCDMA系統(tǒng)射頻指標(biāo)在確定過程中主要考慮了運(yùn)營(yíng)商鄰頻共存對(duì)ACIR的需求以及設(shè)備可實(shí)現(xiàn)性的因素。TD-SCDMA的基本射頻指標(biāo)如下：

　　根據(jù)3GPP仿真結(jié)果，以上射頻參數(shù)定義情況下，不同運(yùn)營(yíng)商在鄰頻共存的情況下，容量損失基本可忽略。

?　　考慮同一運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部的不同頻率之間的干擾時(shí)，對(duì)鄰頻干擾的要求可以適當(dāng)放寬。這種情況下，存在進(jìn)一步收縮載波間隔的優(yōu)化空間。在3G標(biāo)準(zhǔn)制定之初即討論過這種情況，認(rèn)為在同一個(gè)運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部可以減小載波間隔。落實(shí)到規(guī)范中也為這種應(yīng)用提供了靈活性，規(guī)范中明確載波間隔在一些特殊組網(wǎng)場(chǎng)景下可以通過調(diào)整來優(yōu)化性能。CCSA中也對(duì)鄰頻干擾的影響做過詳細(xì)研究，根據(jù)CCSA仿真結(jié)論，對(duì)于同一運(yùn)營(yíng)商的不同載波之間的干擾，當(dāng) ACIR>25dB時(shí)，容量損失很小。

　　當(dāng)載波間隔壓縮后，基站和終端的射頻指標(biāo)均有一定的惡化，如果對(duì)系統(tǒng)容量不造成明顯影響，則載波間隔壓縮可行。根據(jù)大唐移動(dòng)設(shè)備測(cè)試結(jié)果，載波間隔壓縮為1.4MHz后，設(shè)備ACIR均大于25dB。該指標(biāo)無(wú)法滿足多運(yùn)營(yíng)商鄰頻共存的要求，但是在中國(guó)移動(dòng)單一運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)TD-SCDMA的情況下，可以考慮針對(duì)TD-SCDMA的載波間隔進(jìn)行優(yōu)化。

　　2．載波間隔壓縮對(duì)系統(tǒng)性能的影響

　　從系統(tǒng)仿真研究可知，對(duì)于16QAM調(diào)制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為0.5dB；對(duì)于64QAM調(diào)制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為2dB?？梢钥吹捷d波間隔壓縮對(duì)64QAM的影響相對(duì)嚴(yán)重。隨著HSPA/PA+的引入以及高階調(diào)制逐步引入，壓縮載波間隔后，系統(tǒng)性能會(huì)受到一定影響，考慮室外情況下應(yīng)用64QAM的概率較小，在室外進(jìn)行1.4MHz的載波間隔配置對(duì)容量影響很小。

　　四、TD-SCDMA載波間隔壓縮方案測(cè)試驗(yàn)證

　　為了驗(yàn)證1.4MHz實(shí)際組網(wǎng)的可行性，大唐移動(dòng)分別在公司內(nèi)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和昆明外場(chǎng)真實(shí)加載情況下進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。

　　1． 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

　　為了驗(yàn)證1.4MHz載波間隔應(yīng)用的可行性，2009年6月末，大唐移動(dòng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試研究，對(duì)比了TD-SCDMA載波間隔為 1.4MHz和1.6MHz情況下的載波承載容量、HSDPA用戶吞吐量能力和開機(jī)駐留時(shí)延、呼叫接續(xù)等基本功能，根據(jù)室內(nèi)測(cè)試結(jié)果，在1.4MHz和1.6MHz兩種載波間隔情況下，各項(xiàng)指標(biāo)沒有明顯區(qū)別。

　　2． 云南移動(dòng)昆明TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)真實(shí)加載測(cè)試

　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證1.4MHz實(shí)際組網(wǎng)的可行性，2009年8月，在云南移動(dòng)的大力支持下，大唐移動(dòng)在昆明TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)真實(shí)加載情況下進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試。在室內(nèi)和室外，分別在1.6MHz和1.4MHz載波間隔下，對(duì)R4和HSDPA的性能、網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)以及系統(tǒng)容量進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，對(duì)比載波間隔壓縮前后本小區(qū)同頻、鄰頻干擾對(duì)性能的影響，并通過KPI測(cè)試對(duì)比網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

　　昆明室內(nèi)測(cè)試站點(diǎn)為匯都國(guó)際大廈，是典型的商務(wù)辦公樓環(huán)境。室外測(cè)試在昆明南部呈貢縣的繁華區(qū)域進(jìn)行，共涉及到7個(gè)基站，10個(gè)小區(qū)的覆蓋，外圍涉及6個(gè)主要鄰小區(qū)。通過在昆明對(duì)室內(nèi)和室外不同的測(cè)試場(chǎng)景，定點(diǎn)和路測(cè)不同的測(cè)試方式，R4和HSDPA不同的測(cè)試業(yè)務(wù)，上行和下行的不同指標(biāo)等等各種典型用例的測(cè)試，統(tǒng)計(jì)結(jié)果和分析數(shù)據(jù)證明了TD-SCDMA系統(tǒng)載波間隔調(diào)整至1.4MHz后，不會(huì)由于鄰道干擾的增加而對(duì)現(xiàn)網(wǎng)指標(biāo)造成影響，TD系統(tǒng)載波間隔調(diào)整至1.4M在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用是完全可行的。

　　3． 云南移動(dòng)昆明現(xiàn)網(wǎng)擴(kuò)大試點(diǎn)應(yīng)用測(cè)試

　　通過前期協(xié)議分析、理論研究以及昆明外場(chǎng)的規(guī)模測(cè)試，初步驗(yàn)證了TD-SCDMA載波間隔壓縮技術(shù)是可行的。在中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司統(tǒng)一安排下，2009年11月2日 至 11月14日，大唐移動(dòng)率先在云南昆明開展了現(xiàn)網(wǎng)擴(kuò)大試點(diǎn)應(yīng)用的測(cè)試。本次昆明現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試是中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司最先啟動(dòng)的試點(diǎn)工作，本次試點(diǎn)主要考察采用 1.4MHz載波間隔組網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)與現(xiàn)網(wǎng)1.6MHz載波間隔組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)的差異，以進(jìn)一步驗(yàn)證TD-SCDMA載波壓縮方案在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的可行性。

　　根據(jù)測(cè)試場(chǎng)景選擇要求以及昆明RNC分區(qū)的實(shí)際情況，本次測(cè)試選擇RNC5及RNC8為試點(diǎn)測(cè)試區(qū)域，分別涵蓋了密集市區(qū)和一般市區(qū)兩個(gè)典型場(chǎng)景。 RNC5主要覆蓋密集市區(qū)區(qū)域，包括基站82個(gè)，小區(qū)209個(gè)；RNC8主要覆蓋一般市區(qū)區(qū)域，包括基站119個(gè)，小區(qū)346個(gè)。所選區(qū)域示意圖如下：

?　　根據(jù)試點(diǎn)場(chǎng)景要求，分別統(tǒng)計(jì)RNC5、RNC8的網(wǎng)絡(luò)性能并進(jìn)行對(duì)比和分析?，F(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)KPI指標(biāo)共涉及CS域、PS域業(yè)務(wù)以及切換成功率等，同時(shí)統(tǒng)計(jì)了業(yè)務(wù)量、RAB建立時(shí)間等指標(biāo)作為參考。對(duì)于CS域和PS域業(yè)務(wù)的接入成功率和掉話率分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，對(duì)于切換成功率分別統(tǒng)計(jì)了系統(tǒng)內(nèi)的切換成功率和系統(tǒng)間的切換成功率。

　　根據(jù)兩個(gè)試點(diǎn)RNC的綜合指標(biāo)對(duì)比得出，兩種場(chǎng)景下的平均網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷基本一致，網(wǎng)絡(luò)平均指標(biāo)和業(yè)務(wù)接入時(shí)延（RAB建立時(shí)延）基本一致，試點(diǎn)RNC在 1.4MHz載波間隔下的KPI指標(biāo)整體上不差于1.6MHz下的網(wǎng)絡(luò)性能。一定統(tǒng)計(jì)時(shí)間、大量現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果再次驗(yàn)證了通過壓縮TD-SCDMA載波間隔、增加載波數(shù)量的方法在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用是完全可行的。

　　通過以上深入細(xì)致的研究分析及多次測(cè)試驗(yàn)證， TD-SCDMA載波間隔壓縮方案在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用是可行的。在目前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段，在相同頻率資源條件下，縮減TD載波間隔方案提供了更多的載波數(shù)量，可增加系統(tǒng)容量，有助于降低網(wǎng)絡(luò)干擾，快速提升TD現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。通過TD載波間隔壓縮方式，提高了無(wú)線資源的頻譜利用率，將帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。