TD—LTE深度覆蓋解決方案研究

劉玉暉

摘要：文章根據(jù)當(dāng)前用戶需求和基礎(chǔ)設(shè)施條件闡述了深度覆蓋的必要性以及可行性，并提出了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對于解決TD-LTE深度覆蓋的有效計(jì)劃，論述了主要技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：異構(gòu)網(wǎng)；深度覆蓋；基站；頻段

1TD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋需求

移動互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，高效優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)極大地刺激了廣大用戶的移動寬帶需求，移動寬帶網(wǎng)絡(luò)用戶爆發(fā)性增長，在過去的4年中，國內(nèi)總體數(shù)據(jù)流量總共增長了19倍之多，用戶業(yè)務(wù)處理比例也在上升。分時(shí)長期演進(jìn)（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程如圖1所示[1]。

與此同時(shí)各產(chǎn)業(yè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得高層建筑數(shù)量和建筑物密度顯著提高，遮擋日益嚴(yán)重，這就使得基站與信號塔通信難度增大，選址問題逐漸顯著。從系統(tǒng)覆蓋角度考慮，主要是頻段資源稀缺帶來的問題，可用低頻段選擇減少，室內(nèi)深度覆蓋較為困難。而室外網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般選擇以1.8GHz及2.6GHz甚至更高的頻段為主，這使得TD-LTE系統(tǒng)覆蓋能力較弱。高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧己眠\(yùn)轉(zhuǎn)需要較高信噪比（Signal-NoiseRatio，SINR）條件支持，這是由大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析得來的，但是單純利用基站以謀求達(dá)到深度覆蓋實(shí)屬不易，尤其難以保證較高的SINR條件[23]。

2TD-LTE深度覆蓋影響因素分析

從以往搭建網(wǎng)絡(luò)中得出經(jīng)驗(yàn)，移動通信網(wǎng)絡(luò)面臨的普遍問題是覆蓋深度不足。這反映到用戶端則是用戶設(shè)備信號時(shí)好時(shí)壞甚至出現(xiàn)沒有信號的問題；有信號但無法完成通話；能打電話但是沒有辦法連接網(wǎng)絡(luò)；信號不穩(wěn)定或者網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。由于導(dǎo)致這些問題的因素較為多樣，綜合分析主要有以下原因。

2.1組網(wǎng)頻率

F，D頻段是TD-LTE組網(wǎng)常用選擇，目前狀況是更低頻段的稀缺，而高頻段組網(wǎng)會使TD-LTE面臨覆蓋深度不足的問題。高頻段優(yōu)勢在于擁有足量可用帶寬，天線設(shè)備等較為小巧且擁有很高的天線增益；而另一方面則是傳輸距離短，穿透能力差，覆蓋深度不高。

2.2覆蓋環(huán)境

由于城市建設(shè)的展開，建筑物對無線信號的陰影效應(yīng)逐漸顯著，信號接收強(qiáng)度下降明顯。居民對所處環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng)也給信號基站選址增加了難度。

23業(yè)務(wù)需要

對于LTE網(wǎng)絡(luò)來說是專門為用戶提供高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的，達(dá)到良好效果需要在SINR條件下才能完成，如此才能滿足不同于傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的要求。因此僅僅只利用基站是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須深度覆蓋才能滿足高SINR條件。

2.4室內(nèi)覆蓋

用戶需求越來越高，在各種場合覆蓋信號包括高聳的大樓內(nèi)、商場，甚至在地鐵地下室以及地下車庫等，使用手機(jī)等設(shè)備的頻率日益提高，回過頭來看深度覆蓋也正是高頻段組網(wǎng)TD-LTE的不足之處。

2.5對干擾敏感

網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)特點(diǎn)決定了當(dāng)前LTE系統(tǒng)對干擾是十分敏感的。較以往3G系統(tǒng)使用的碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）技術(shù)，新技術(shù)要更復(fù)雜。4G系統(tǒng)采用的是正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA），此項(xiàng)技術(shù)會處理鄰近單元的同信道干擾，會對LTE網(wǎng)絡(luò)干擾較大的原因有很多，包括站高、站間距、下傾角和方位角不合理等[4]。

3TD-LTE深度覆蓋解決方案與優(yōu)化

3.1異構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

常見的異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分為兩種類型：水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)。主要環(huán)節(jié)包括網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)充值覆蓋、市場業(yè)務(wù)分布、站點(diǎn)間距、站點(diǎn)高度等。根據(jù)整體結(jié)構(gòu)看也可以稱其為蜂窩結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架是分層狀態(tài)的即為垂直結(jié)構(gòu)，也是通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多址模式結(jié)構(gòu)決定的。

由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)突出，不同類型小區(qū)網(wǎng)絡(luò)重疊部署可在同一目標(biāo)區(qū)域完成。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)提出網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)概念是在蜂窩狀小范圍內(nèi)，部署若干個(gè)小區(qū)域達(dá)到覆蓋目的。GSM小區(qū)分層結(jié)構(gòu)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類似，根據(jù)部署原則在分層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，利用OFDM的特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級獲得，所以網(wǎng)絡(luò)同頻并在不同網(wǎng)絡(luò)層間得以部署。微小區(qū)、飛小區(qū)、皮小區(qū)、中繼等方式完成室內(nèi)深度覆蓋網(wǎng)絡(luò)是以異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，在這個(gè)宏蜂窩小區(qū)作為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)，可達(dá)到增加網(wǎng)絡(luò)帶寬和提高傳輸速度，提高服務(wù)質(zhì)量等目的[5]。

3.2異構(gòu)網(wǎng)的核心技術(shù)

規(guī)避干擾：新提出的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)結(jié)構(gòu)中，會有來自同層和層間的干擾，這與以往傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)有很大差別。來自同層的干擾較為強(qiáng)勁，一般會有信號發(fā)射功率的干擾和家庭演進(jìn)基站（Home Evolved NodeB，HENB）干擾，而層間干擾

影響較小屬于中間部署干擾（見圖2）。

a類型的干擾沒有接入到CSG的用戶端，從而會被HENB信號干擾；而干擾b類型是反過來的，即網(wǎng)絡(luò)基站連接的用戶端會對HENB產(chǎn)生影響；另外一個(gè)類型則是用戶端之間的相互影響，處于CSG小區(qū)的用戶就會出現(xiàn)這種情況；

最后一種屬于小區(qū)非網(wǎng)絡(luò)基站用戶端的下行干擾d類型（見圖3）。

3.3異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的部署形態(tài)

在目前通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟的情況下，國內(nèi)移動通信的頻段越來越緊張。面對緊張的局勢，唯有采用FD頻段實(shí)行大范圍覆蓋，加以宏蜂窩區(qū)的異構(gòu)網(wǎng)部署來加大深度覆蓋力度，這是中近期的發(fā)展規(guī)劃。在眾多基站中會有許多小功率，功能較低的，對于這類基站附近的區(qū)域需要采用皮小區(qū)的辦法，在室內(nèi)小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償，才能達(dá)到深度覆蓋效果。當(dāng)今的發(fā)展?fàn)顩r與規(guī)劃下，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日趨完善，在不遠(yuǎn)的未來里室內(nèi)補(bǔ)償以及小區(qū)域解決方案將成為必然趨勢。例如針對信息數(shù)據(jù)流量密度極大的商場寫字樓等，需要通過設(shè)立微基站掃除網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)并加強(qiáng)對該區(qū)域的補(bǔ)償；而對于密度較小的區(qū)域，如居民小區(qū)和低端寫字樓可采用飛小區(qū)方案來解決。這種多基站多層次的方法，將逐步實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將更加完善[6]。

4結(jié)語

顯示，在解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完全方面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)起了重要作用，同時(shí)也有效地提升了區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)容量。在用戶端方面網(wǎng)絡(luò)流暢性和業(yè)務(wù)體驗(yàn)更加優(yōu)越?？梢娋W(wǎng)絡(luò)異構(gòu)是解決TD-LTE深度覆蓋的一種絕佳方法。但是來自同層與層間的干擾依然是有待解決的技術(shù)問題，這些問題的解決將對整體網(wǎng)絡(luò)性能與能量損耗是一個(gè)巨大的提升，因此還需要不斷地進(jìn)行技術(shù)革新，并在網(wǎng)絡(luò)部署過程中不斷探索積累經(jīng)驗(yàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]藍(lán)萬順.多角度提升TD-LTE深度覆蓋水平[J].通訊設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2015（11）：90-92.

[2]劉三思，趙妍.TD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋解決方案探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2013（9）：26-30.

[3]李勇.TD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋解決方案[J].信息通訊，2015（10）：190-191.

[4]徐德平.TD-LTE深度覆蓋解決方案研究[J].互聯(lián)網(wǎng)天地，2013（12）：58-62.

[5]陳偉杰.TD-LTE深度覆蓋解決方案[J].中國新通信，2016（14）：52-53.

[6]李通.TD-LTE深度覆蓋方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2012（7）：6-10.endprint