TD—LTE網(wǎng)絡(luò)容量性能分析及其應(yīng)用探析

田野

摘 要 TD-LTE采用了全新的OFDM技術(shù)和MIMO多天線技術(shù)，其容量分析和規(guī)劃方面更加復(fù)雜。文章闡述了TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)容量影響因素，并將理論結(jié)合實(shí)踐，整體分析影響TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)容量因素，最后簡(jiǎn)略介紹TD-LTE網(wǎng)絡(luò)容量的一種分析方法，能很好地處理TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬建設(shè)發(fā)展問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 TD-LTE；網(wǎng)絡(luò)容量；多天線技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）16-0162-01

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)相比較，前者采用的調(diào)制方法與后者大相徑庭，OFDM與MIMO兩種方法被運(yùn)用到其中，所以限制TD-LTE系統(tǒng)帶寬的原因是較多的；在其他方面，因?yàn)門(mén)D-LTE的最高速度和建筑群下載與上傳量的協(xié)議與3G網(wǎng)絡(luò)和FDD LTE有較大地方的不同，所以在容量分析的時(shí)候，牽涉的因素也就越多。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃中，容量規(guī)劃屬于重中之重，所以必須從總體出發(fā)，因此從各方位深入了解TD-LTE系統(tǒng)的最大容量，才有利于對(duì)TD-LTE系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，才容易找到正確的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模。自從TD-LTE的推出，對(duì)TD-LTE的全方位組合試驗(yàn)研究就一直持續(xù)深入，TD-LTE的帶寬是TE-LTE系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展的首要的步驟，因此對(duì)于帶寬的組合試驗(yàn)引起了很多學(xué)者專(zhuān)家的興趣。

1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)容量的主要影響因素

在對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)帶寬的研究中，影響它的因素不勝枚舉，如基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和協(xié)議、可靠性部分中存在網(wǎng)絡(luò)容量、中繼器的效率、調(diào)制解調(diào)與協(xié)議、CP的安裝距離、住宅群的占地范圍、上傳和下載的從協(xié)議和轉(zhuǎn)換設(shè)備、MIMO、限制影響等；另一方面，TD-LTE系統(tǒng)帶寬的合理配置與協(xié)議轉(zhuǎn)換方法的決定，必將考慮生活中使用者所處位置和網(wǎng)絡(luò)可靠性的限制，所以系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?yōu)化可以大大提高帶寬。筆者在下文中對(duì)一些首要的限制因素給予闡述。

1）LTE協(xié)議中明確表示，網(wǎng)絡(luò)頻率為1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz，如果系統(tǒng)容量要求比較大，可調(diào)用的RB越多，那么必須選用大的寬帶。用戶(hù)吞吐量大，使用的用戶(hù)也就越多，如表1所示。

2）TD-LTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用了OFDMA工作原理，在商品房建筑群中的子載波為兩者垂直的，但在商品房建筑群中，建筑密度過(guò)大，會(huì)對(duì)相同頻率的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，該影響會(huì)減小使用者的信噪比，從而導(dǎo)致使用者的總?cè)藬?shù)。各個(gè)建筑群之間為降低影響所采用的限制方法是LTE的核心方法，這種方法會(huì)大大改善該網(wǎng)絡(luò)總共的使用者人數(shù)。

3）技術(shù)人員將時(shí)分雙工這一理念運(yùn)用到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，按照不同時(shí)段合理安排，并且已經(jīng)完善了7個(gè)不同時(shí)段對(duì)應(yīng)的組合，還有9種緊急時(shí)刻啟用的組合，合理利用不同種的方式，可以獲得明顯的傳輸與下載的數(shù)據(jù)。

4）在生活使用中網(wǎng)絡(luò)通道的所處位置與可靠性是限制LTE網(wǎng)絡(luò)使用者總?cè)藬?shù)的兩大要點(diǎn)，但是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用AMC等方法，使用者的網(wǎng)絡(luò)速度會(huì)隨著所處位置的改變而改變，科學(xué)地改變使用者傳輸信息的寫(xiě)入寫(xiě)出的協(xié)議與其使用的帶寬，從軟件上做到最好。所以，運(yùn)用好的協(xié)議，可以明顯改善使用者的速度，從而增加網(wǎng)絡(luò)的總體使用人數(shù)。

5）使用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，處理調(diào)制解調(diào)與承載帶寬彼此的相互影響，在OFDM符號(hào)間隙增加CP是最有效的解決方法。但必須要處理好CP的安裝長(zhǎng)度，若CP安裝較短，將會(huì)產(chǎn)生毀滅性的符號(hào)問(wèn)題與帶寬的相互影響，另一方面，若CP的安裝超出限制，則超出的CP會(huì)增加更多的資源損失。

6）TD-LTE運(yùn)用多種接收器MIMO方法，該技術(shù)利用區(qū)域再次使用、寫(xiě)入寫(xiě)出分部和控制頻率等方法來(lái)增加該網(wǎng)絡(luò)在使用高峰的速度、傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與帶寬的使用總?cè)藬?shù)。頻率控制方法是利用一些協(xié)議來(lái)操控組合傳輸接收器群為單一的數(shù)據(jù)通道，在使用者周?chē)纬删W(wǎng)狀無(wú)線電，從而減少使用者相互的影響，大大增加該網(wǎng)絡(luò)的可靠性與穩(wěn)定性，從而增加帶寬總量。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)容量性能分析及其應(yīng)用

2.1 最大同時(shí)調(diào)度用戶(hù)數(shù)量

同時(shí)調(diào)度用戶(hù)數(shù)的概念是，在單位時(shí)間里（1ms）可以在這一時(shí)刻聯(lián)系到的使用者總數(shù)，所以，可以得到10個(gè)單位時(shí)間里（10ms）系統(tǒng)可以聯(lián)系到的使用者總?cè)藬?shù)。傳輸調(diào)度使用者總?cè)藬?shù)會(huì)被其他接入帶寬（PRACH）、檢測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)（SRS）二者的限制，下載調(diào)度使用者的總數(shù)被PHICH信息傳輸通道、PCFICH信息傳輸通道二者的限制。如果應(yīng)用雙接收器方法，網(wǎng)絡(luò)帶寬為20兆，如果TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的最高承受使用者人數(shù)為n，選擇88、1、8、2，則雙天線方式以及20兆寬帶下，這樣就能達(dá)到該網(wǎng)絡(luò)的最高調(diào)度的使用者數(shù)量。

2.2 小區(qū)平均吞吐數(shù)量

建筑群日常使用總帶寬的變化，就是住宅群使用者結(jié)合一般的變化情況，它的日常使用總?cè)藬?shù)的變化是建筑群使用總帶寬與建筑群總帶寬的比值。建筑群日常使用總帶寬的變化受使用者的影響非常大，每個(gè)使用者的使用方式各不相同，所以不能用和最高峰接收傳輸帶寬量相同的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，此時(shí)就要考慮單位寬帶情況下，系統(tǒng)能接受的日常使用速率，也稱(chēng)作日常頻譜效率。當(dāng)下，有許多仿真結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行整體的探究發(fā)現(xiàn)：10個(gè)使用者，TE-LTE能夠達(dá)到的日常使用總帶寬為6Mbit/s和18Mbit，和2G、3G系統(tǒng)相比較，TE-LTE所允許的日常使用總帶寬顯著提高。

2.3 VOIP用戶(hù)數(shù)量

正常情況下，若使用VoIP進(jìn)行信號(hào)交互，延長(zhǎng)時(shí)間小于50ms的分塊的傳輸數(shù)據(jù)占總傳輸數(shù)據(jù)的98%時(shí)，就可以從使用者那里獲得好的評(píng)價(jià)。若95%的用戶(hù)對(duì)VoIP的使用表示滿意，那么該住宅群的VoIP的帶寬就是此住宅群所允許使用VoIP的總?cè)藬?shù)。在TD-LTE系統(tǒng)安裝前期，對(duì)VoIP沒(méi)有規(guī)定與限制，只需要作為設(shè)備能力部分。在TD-LTE系統(tǒng)安裝后期，使用VoIP作為信號(hào)傳遞服務(wù)，必須提高VoIP的可靠性和穩(wěn)定性。

3 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)建議

TD-LTE在發(fā)展改進(jìn)的時(shí)候，高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)當(dāng)正常運(yùn)行。其中室外覆蓋范圍要實(shí)現(xiàn)片區(qū)的持續(xù)不間斷覆蓋；室內(nèi)的主要覆蓋區(qū)域是樓宇，交通聯(lián)系部分等。

在基站建設(shè)的距離方面，人口密度大的區(qū)域大約為500m，每平方公里的站址密度應(yīng)該保持在5個(gè)以上。普通市區(qū)的建設(shè)距離大約為650m，每平方公里保持3個(gè)以上的站址密度。

當(dāng)不同接收器的安裝上，在帶寬和接收范圍上，8d線展現(xiàn)出較好的優(yōu)勢(shì)，所以在大多數(shù)的接受轉(zhuǎn)發(fā)處理器中最適宜使用8d線。

4 結(jié)論

我國(guó)的通信領(lǐng)域中，TD-LTE的建設(shè)、測(cè)試和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。TD-LTE系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)特性和主要技術(shù)是運(yùn)營(yíng)商的入口點(diǎn)，因此必須要牢牢掌握網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要，根據(jù)TD-LTE的容量、網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及吞吐量等相關(guān)數(shù)據(jù)，努力提高用戶(hù)感知度，力求在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大環(huán)境下占據(jù)鰲頭。

參考文獻(xiàn)

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