TD-LTE網(wǎng)絡(luò)F+D異頻混合組網(wǎng)規(guī)劃研究

段紅梅

（中國移動通信集團(tuán)河北有限公司， 石家莊 050021）

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)F+D異頻混合組網(wǎng)規(guī)劃研究

段紅梅

（中國移動通信集團(tuán)河北有限公司， 石家莊 050021）

針對TD-LTE建網(wǎng)初期現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)不盡合理造成的網(wǎng)絡(luò)問題，提出了以F頻段為主，D頻段局部異頻的規(guī)劃方式。以某省會城市TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為例，通過對全F組網(wǎng)、站址降高、F+D混合組網(wǎng)仿真分析，驗(yàn)證了F+D混合組網(wǎng)方案對網(wǎng)絡(luò)性能提升的可行性。

同頻干擾；重疊覆蓋；F+D混合組網(wǎng)

1 引言

TD-LTE室外可用的頻率資源有F頻段和D頻段，TD-LTE建網(wǎng)初期，在充分利用異頻組網(wǎng)以降低干擾的同時，又不影響兩個頻段未來的使用和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，成為早期構(gòu)建TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。若TD-LTE采用全D頻段覆蓋，由于頻段的原因，僅與TD-SCDMA共站不能連續(xù)覆蓋，需要增加站址密度。但目前城區(qū)基站選址非常困難，增加投資并不能完全解決D頻段連續(xù)覆蓋問題，而且會影響工程建設(shè)進(jìn)度，進(jìn)而帶來一定的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題。若TD-LTE采用全F頻段覆蓋，工程實(shí)施中與TD-SCDMA合站建設(shè)，基本不需額外加站。但是由于現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不理想，F(xiàn)頻段基于現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)會導(dǎo)致重疊覆蓋嚴(yán)重，部分站點(diǎn)需要調(diào)整。本文提出了局部采用少量D頻段站點(diǎn)的方案，以解決同頻干擾問題，保障網(wǎng)絡(luò)性能，提升用戶感知。

本文擬從重疊覆蓋度的角度，對小區(qū)的干擾情況進(jìn)行仿真分析，并比對站高調(diào)整及D頻段替換的仿真效果，給出建議的整改方案。通過對某省會城市TD-LTE整個網(wǎng)絡(luò)的仿真，評估出主動干擾值較大且站間距小于500 m的的小區(qū)，通過對問題站點(diǎn)的逐個分析，給出存在問題的區(qū)域。并通過對問題站點(diǎn)的調(diào)整仿真對比分析，驗(yàn)證混合組網(wǎng)對提升網(wǎng)絡(luò)性能的可行性。以重疊覆蓋及同頻干擾為標(biāo)準(zhǔn)，分析網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，同時篩選出問題小區(qū)。通過對問題小區(qū)的調(diào)整后的仿真輸出，并對比調(diào)整后的RSRP、及SINR仿真模型，評估網(wǎng)絡(luò)性能的改善程度。從而得出F+D混合組網(wǎng)以及工程調(diào)整，對網(wǎng)絡(luò)性能的改善情況，分析確認(rèn)混合組網(wǎng)的可行性。

2 F+D混合組網(wǎng)的基本原理

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的好壞直接影響著網(wǎng)絡(luò)最終的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)。TD-LTE同頻組網(wǎng)下，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的重疊覆蓋水平上。重疊覆蓋度過大，則小區(qū)間的相互干擾將越大；重疊覆蓋度過小，則小區(qū)間覆蓋銜接將不連續(xù)，有可能導(dǎo)致切換無法及時完成，進(jìn)而影響業(yè)務(wù)連續(xù)。

2.1 重疊覆蓋評估方法

重疊覆蓋區(qū)是指兩個或多個小區(qū)共同覆蓋，由干擾而導(dǎo)致吞吐率嚴(yán)重下降的區(qū)域。在實(shí)際的無線網(wǎng)絡(luò)中，重疊覆蓋區(qū)是不可避免的。它可以保證網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋、終端可以正常的切換和重選；但過度的重疊覆蓋（如越區(qū)覆蓋、交叉覆蓋等）也將帶來網(wǎng)絡(luò)性能的相應(yīng)下降。重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)相鄰小區(qū)的干擾，是TD-LTE吞吐率下降的主要原因。識別網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在問題的小區(qū)，在規(guī)劃階段即對這些問題小區(qū)進(jìn)行分析，進(jìn)而給出具體的規(guī)劃建議是研究重疊覆蓋區(qū)的主要目的。

重疊覆蓋可以通過某一小區(qū)作為鄰區(qū)的所有功率與該小區(qū)的總功率的比值來評估，可將此比值稱為該小區(qū)的干擾貢獻(xiàn)系數(shù)。數(shù)值越大，說明該小區(qū)的干擾越大，需要進(jìn)行調(diào)整的優(yōu)先級越高。

考察某小區(qū)對周邊小區(qū)的的干擾程度，表示該小區(qū)對外的干擾貢獻(xiàn)概率?？捎糜谧R別干擾貢獻(xiàn)大的問題小區(qū)，以此評估該小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣。

其干擾貢獻(xiàn)系數(shù)公式如下：

目標(biāo)小區(qū)作為干擾鄰區(qū)時的能量之和與該小區(qū)的總能量的比值來評估小區(qū)A的干擾貢獻(xiàn)大小。

基于規(guī)則的19×3拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在不同站高、下傾角進(jìn)行仿真可以得出在基于一定條件下小區(qū)的干擾貢獻(xiàn)系數(shù)與站間距的關(guān)系，在干擾貢獻(xiàn)度在0.45左右時，對應(yīng)的最小站間距為200 m，即，對于小于200 m站間距的站點(diǎn)，同時相應(yīng)扇區(qū)干擾貢獻(xiàn)系數(shù)大于0.45時，這站點(diǎn)可以作為網(wǎng)絡(luò)中存在較大干擾的站點(diǎn)，是后續(xù)規(guī)劃中需重點(diǎn)考慮的站點(diǎn)。

采用仿真結(jié)果（每個柵格的覆蓋電平情況）作為數(shù)據(jù)源，利用上述評估方法對某省會城市網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重疊覆蓋評估。對評估出的干擾貢獻(xiàn)高的小區(qū)進(jìn)行逐一分析，提出相應(yīng)的調(diào)整建議。對其中干擾系數(shù)相對較大，并且站間距較近，且通過RF優(yōu)化效果不明顯的站點(diǎn)，采用D頻段進(jìn)行整改。

2.2 利用D頻段整改的適用條件

(1) F頻段網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，需要站址整改；

(2) 采用D頻段能夠有效解決重疊覆蓋導(dǎo)致的干擾問題；

(3) D頻段站點(diǎn)與周邊F頻段站點(diǎn)站間距能夠滿足連續(xù)覆蓋要求，包括深度覆蓋要求。

D頻段異頻方案是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整改中間臨時方案，隨著用戶發(fā)展FD未來均會同頻組網(wǎng)，最終還是要大力推動結(jié)構(gòu)整改。

3 F+D混合組網(wǎng)仿真分析

基于某省會城市F頻段平滑演進(jìn)的總體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的評估進(jìn)行了提升和細(xì)化，評估顆粒度精確到小區(qū)級，并結(jié)合了實(shí)際的地理環(huán)境因素，大大降低了通過簡單粗篩網(wǎng)絡(luò)參數(shù)而造成評估結(jié)果的誤判率。

本次評估中，首先采用仿真的結(jié)果（每個柵格的覆蓋電平情況）作為數(shù)據(jù)源，利用特定算法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重疊覆蓋度評估；再對評估出來的干擾貢獻(xiàn)高的小區(qū)進(jìn)行逐一的分析，提出相應(yīng)的調(diào)整建議。

從重疊覆蓋度的角度出發(fā)，對每個小區(qū)的干擾情況（主動干擾：作為干擾源）進(jìn)行分析，評估出的主動干擾值較大同時站間距小于500 m的的小區(qū)列表7個，共計(jì)3個站點(diǎn)，通過對該3個站點(diǎn)逐個分析，得出存在問題的區(qū)域，現(xiàn)以“花鳥魚蟲市場”站點(diǎn)為例，詳細(xì)分析如下：

花鳥魚蟲_3扇區(qū)的干擾系數(shù)達(dá)0.43，花鳥魚蟲市場與相鄰的金馬實(shí)業(yè)站點(diǎn)之間距離為241 m，屬于過近站點(diǎn)，直接采用同頻F頻段演進(jìn)，網(wǎng)內(nèi)存在嚴(yán)重干擾問題，從而影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能。工參表見表1。

表1 工參表

3.1 現(xiàn)網(wǎng)F頻段的仿真結(jié)果

圖1 RSRP

從圖1、圖2中看，RSRP分布良好，RSRP＞-100 dBm的區(qū)域?yàn)?9.52%。SINR＞-3 dB的比例占90.59%，SINR＞0 dB的區(qū)域只有72.69%。站間距過近導(dǎo)致干擾較大，SINR較差。SINR及RSRP統(tǒng)計(jì)見表2。

圖2 SINR

3.2 花鳥魚蟲市場站點(diǎn)直接降高

將站點(diǎn)直接降高，站高由36 m降低至30 m，再次進(jìn)行仿真統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見圖3、圖4）。

圖3 RSRP

表2 SINR及RSRP統(tǒng)計(jì)表

圖4 SINR

從圖3、圖4中看，該站點(diǎn)降高調(diào)整后仿真可以看出RSRP＞-100 dBm覆蓋率為97.98%， SINR＞-3 dB占比為87.99%，其中SINR＞0 dB區(qū)域占比為69.82%，可見花鳥魚蟲市場降高調(diào)整后，覆蓋率下降1.54%，SINR＞-3 dB占比也下降了2.68%，覆蓋有所下降，SINR性能也有所下降。SINR及RSRP統(tǒng)計(jì)見表3。

3.3 替換花鳥魚蟲市場為D頻段站點(diǎn)

圖5 RSRP

從圖5、圖6中可以看出，將該站點(diǎn)替換為D頻段站點(diǎn)，則該站點(diǎn)對周邊F頻段站點(diǎn)不造成同頻干擾，同時解決站點(diǎn)周邊覆蓋問題。替換為D頻段站點(diǎn)后RSRP＞-100 dBm覆蓋率為97.07%， SINR＞-3 dB占比為94.48%，其中SINR＞0 dB區(qū)域占比為82.10%，可見花鳥魚蟲市場站替換為D頻段站點(diǎn)后覆蓋略有下降，由于采用異頻方案，區(qū)域內(nèi)SINR得到顯著提升。SINR及RSRP統(tǒng)計(jì)見表4。

表4 SINR及RSRP統(tǒng)計(jì)表

圖6 SINR

3.4 整體統(tǒng)計(jì)對比結(jié)果

總體來看，直接降高后，RSRP略有下降，受覆蓋影響SINR也有一定程度下降，整體效果不良；花鳥魚蟲市場替換為D頻段后，由于頻段的差異，RSRP略有下降，同時SINR＞0 dB提升高達(dá)約10%，提升效果顯著。對比結(jié)果見表5。

表5 對比結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

對于部分站間距較小的站點(diǎn)，若直接升級則會造成周邊區(qū)域干擾加大，若直接降高周期較長，還可能出現(xiàn)覆蓋嚴(yán)重下降的現(xiàn)象，于該類站點(diǎn)可先采用D頻段進(jìn)行建設(shè)。通過仿真結(jié)果對比也可以看出，D頻段替換過的站點(diǎn)，其干擾大大降低，說明在TD-LTE建網(wǎng)初期，采用F+D混合組網(wǎng)提升網(wǎng)絡(luò)性能是可行的。

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Research on TD-LTE F+D hybrid network planning

DUAN Hong-mei
(China Mobile Group Hebei Co., Ltd., Shijiazhuang 050021, China)

This article gives F + D hybrid network scheme in order to achieve a corrective network structure, at the beginning of the TD-LTE deployment. Taking XX city TD-LTE network planning example, through to the whole site F network, demonstrate the F + D hybrid network simulation analysis. Giving the network simulation fi gure contrast before and after the adjustment are presented, and verif i cating the feasibility of F + D hybrid network scheme for network performance improvement.

same frequency interference; overlapping coverage; F + D hybrid networking

TN929.5

A

1008-5599（2013）09-0008-05

2013-06-12