【導(dǎo)讀】通信頻譜資源的短缺性矛盾，也推動著移動通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新。技術(shù)試驗網(wǎng)的建設(shè)，未來幾年，我國移動通信將進入LTE時代。在此背景下，需要。設(shè)做好技術(shù)準(zhǔn)備。本文對TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃進行研究，并提出可行性方案。的具體研究提供了基礎(chǔ)。響因素進行了詳細(xì)分析和提出合理化建議?？偰繕?biāo)，證明該方案是可行的。

　　

【正文】 技術(shù)。 LA 技術(shù)包括 AMC、HARQ、 動態(tài)功率控制等技術(shù)。 1. AMC AMC 技術(shù)針對時刻變化的信道條件，能夠動態(tài)地、選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼方式。AMC 技術(shù)使系統(tǒng)適應(yīng)時刻變化信道條件的能力得以加強，在 LTE FDD 中，信道條件是根據(jù)接收機的反饋信息進行評估的； 而在 TDLTE 系統(tǒng)中，可根據(jù)信道的互易性，直接將上行估計結(jié)果用于下行鏈路。 為了優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)射機和接收機必須收集一系列隨時間變化的信道統(tǒng)計參數(shù)，如自動增益的控制、調(diào)制和編碼格式、信道估值濾波器、信號功率以及信號帶寬等。如果信道變化太快，選擇的信道參數(shù)將不能匹配信道實際情況，所以信號變化緩慢是自適應(yīng)傳輸方案實施的前提。因此，該技術(shù)僅可用于多普勒擴展不大的情況。 AMC在 OFMC這樣一個多載波系統(tǒng)中應(yīng)用時，還需要考慮這樣一個重要的問題，是否需要對一個用戶的不同頻率資源塊采用不同的 AMC（ RBdependent AMC） 理論上，考慮到頻率選擇性衰落的影響，相比在所有頻率資源上采用同等 AMC 配置，這種方法理論上能取得更好的性能。但在系統(tǒng)假設(shè)和實際的評估模型下，通過仿真發(fā)現(xiàn)，這種方法不僅沒有帶來的顯著增益，反而有額外的信令開銷。因此， TDLTE 最終采RBdependent AMC 的方式。也就是說，在一個 TTI(Transmission Time Interval)內(nèi)，對于某一用戶的某一數(shù)據(jù)流，一個層 2 的 PDU 應(yīng)只使用一種調(diào)制和編碼格式，當(dāng)然，在 MIMO 的不同流情況下，可以采用不同的 AMC 組合。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 需要說明的是 ， AMC 的操作和頻率調(diào)度、功率控制、 HARQ、 MIMO 預(yù)編碼等技術(shù)是密不可分的，它們都是為了適應(yīng)信道的變化、提高系統(tǒng)容量而采用的自適應(yīng)技術(shù)。它們可以共享一部分反饋信息。例如，在 AMC 和頻域調(diào)度都可以基于信道質(zhì)量信息（ CQI 反饋來實現(xiàn)）。 2. HARQ 通過采用基于自動重傳請求（ ARQ）和前向糾錯（ FEC）等差錯控制方法，可以降低系統(tǒng)的誤碼率，從而能夠克服無線移動多徑衰落和信道時變對信號傳輸?shù)挠绊?，確保服務(wù)質(zhì)量。 FEC 方案相比于 ARQ 方案，其產(chǎn)生的時延較小，但降低了系統(tǒng)吞吐量； ARQ 方案相比于 FEC 方案，其編碼雖 不冗余，但其產(chǎn)生的時延較大，不利于提供實時服務(wù)。通過比較分析，克服兩者的缺點，合并兩者的優(yōu)點，就產(chǎn)生了 HARQ方案； HARQ 方案使一個 FEC 子系統(tǒng)存在于一個 ARQ 系統(tǒng)中，如果 FEC 子系統(tǒng)的糾錯能力可以實現(xiàn)糾錯功能，則不需啟用 ARQ 系統(tǒng)；當(dāng) FEC 子系統(tǒng)不能正常糾錯時，ARQ 系統(tǒng)反饋信道請求重發(fā)錯誤碼組。 HARQ 方案具有更高的系統(tǒng)性和更高的系統(tǒng)吞吐量。 四、 小區(qū)間干擾控制 LTE 系統(tǒng)下行 OFDMA 多址方式使本小區(qū)內(nèi)的用戶信息均承載在相互正交的不同載波上，因此，大部分干擾都來自于其他小區(qū)。 對于小區(qū)中心的用戶來說， 其本身離基站的距離就比較近，而外小區(qū)的干擾信號距離又較遠，則其信干比（ SIR）相對較大；但是對于小區(qū)邊緣的用戶，由于相鄰小區(qū)占用同樣載波資源的用戶對其干擾比較大，加之本身距離基站較遠，其信干比相對就較小。這就導(dǎo)致了雖然小區(qū)整體的吞吐量較高，但是小區(qū)邊緣的用戶服務(wù)質(zhì)量卻較差，吞吐量較低。因此，在 LTE 系統(tǒng)中，十分重視小區(qū)間干擾問題的解決。 3GPP 討論的 LTE 系統(tǒng)小區(qū)間干擾抑制技術(shù)主要有 3 種解決方式，即小區(qū)間干擾隨機化、小區(qū)間干擾刪除和小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)與避免。 小區(qū)間干擾隨機化就是要將干擾信號隨機化，這種隨機 化不能降低干擾的能量，但是能夠通過加擾的方式將干擾信號隨機化為“白噪聲”，從而抑制小區(qū)間干擾。因此，又稱為“干擾白化”。干擾隨機化主要包括小區(qū)專屬加擾和小區(qū)專屬交織兩種方法。小區(qū)專屬加擾即在信道編碼后，對干擾信號隨機加擾。小區(qū)專屬交織，即在信道編碼后，對傳輸信號進行不同方式的交織，也稱為交織多址技術(shù)（ IDMA）。對于干擾隨機化而言，小區(qū)專屬交織和小區(qū)專屬加擾可以達到相同的系統(tǒng)性能。此外，還可以考慮在不同小區(qū)采用不同的跳頻圖案來取得干擾隨機化的效果。經(jīng)過多次討論，LTE 系統(tǒng)最終決定采用 504 個小區(qū)擾碼進行干擾 隨機化。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 小區(qū)間干擾刪除的原理是對小區(qū)內(nèi)的干擾信號進行某種程度的解調(diào)甚至解碼，然后利用接收機處理增益從接收信號中消除干擾分量。 LTE 系統(tǒng)主要考慮了干擾抑制合并（ IRC）和基于交織多址（ IDMA）的迭代干擾刪除兩種干擾刪除方法。 IDMA 干擾技術(shù)的主要優(yōu)勢在于，對小區(qū)邊緣的頻率資源沒有限制，相鄰小區(qū)即使在小區(qū)邊緣也可以使用相同的頻率資源。因此，系統(tǒng)可以獲得更高的小區(qū)邊緣頻譜效率和總頻譜效率。其局限性主要在于小區(qū)間必須保持同步，目標(biāo)小區(qū)必須知道干擾小區(qū)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，以完成干擾信號的信道估計。對于要進行小區(qū)間干擾刪除 的用戶，必須給其分配相同的頻率資源。因此， LTE 標(biāo)準(zhǔn)最終沒有采用 IDMA 這種技術(shù)，而僅僅考慮了采用 IRC 接收這種不需要標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)以獲取基本的干擾刪除效果。 干擾協(xié)調(diào)又稱為“軟頻率復(fù)用”或“部分頻率復(fù)用”。這種方法是將頻率資源分為若干個復(fù)用集，小區(qū)中心的用戶可以采用較低的功率發(fā)射和接收，即使占用相同的頻率也不會造成較強的小區(qū)間干擾（ ICI），因此被分配在復(fù)用系數(shù)為 1 的復(fù)用集；而小區(qū)邊緣的用戶需要采用較高的功率發(fā)送和接收，有可能造成較強的 ICI，因此被分配頻率復(fù)用系數(shù)為 N 的復(fù)用集。軟頻率復(fù)用技術(shù)能夠有效解決干 擾協(xié)調(diào)與避免的問題，但是這種技術(shù)的缺陷主要體現(xiàn)在小區(qū)邊緣的頻率資源的復(fù)用效率受到限制，難以支持大量用戶和很高的數(shù)據(jù)速率。 對比上面介紹的幾種對于 LTE 系統(tǒng)的干擾抑制方案進行如下比較：（ 1）干擾隨機化技術(shù)繼續(xù)沿用 CDMA 系統(tǒng)成熟的加擾技術(shù)，比較簡單可行。但面臨的問題是將干擾視為白噪聲處理，可能會造成由于統(tǒng)計特性不同而帶來的測量誤差。 （ 2）干擾刪除技術(shù)可以顯著改善小區(qū)邊緣的系統(tǒng)性能，獲得較高的頻譜效率，但是對于帶寬較小的業(yè)務(wù)（如 Volp）則不太適用。 （ 3）干擾協(xié)調(diào) /避免則是目前研究的一項熱門技術(shù)，其實現(xiàn)簡單 ，可以應(yīng)用于各種帶寬的業(yè)務(wù)，并且對于干擾抑制有很好的效果，適合于 OFDMA 這種特定的接入方式，但是在提高小區(qū)邊緣用戶性能的同時會帶來一定的小區(qū)整體吞吐量損失。 上述 3 種小區(qū)間的干擾抑制方法可以相互結(jié)合，相互補充，以獲得更高的系統(tǒng)增益。 五、 多媒體廣播業(yè)務(wù) 廣播和多播是從一個數(shù)據(jù)源向多個目標(biāo)傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。在傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)廣播業(yè)務(wù) （ Cell Broadcast Service， CBS） 將低比特率數(shù)據(jù)通過小區(qū)共享廣播信道發(fā)送給所有用戶，但越來越多的多媒體業(yè)務(wù)，如視頻會議、視頻點播、網(wǎng)上教育、電視點播等，要求 多個用戶能同時接收相同數(shù)據(jù)。相比于一般數(shù)據(jù)，這些多媒體業(yè)務(wù)具有數(shù)據(jù)量大、持續(xù)時間長、時延敏感等特點，但由于移動網(wǎng)絡(luò)具有特定的功能實體、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及無線接口，傳統(tǒng)的 IP 組播技術(shù)并不適用于移動網(wǎng)絡(luò)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 為了有效地利用移動網(wǎng)絡(luò)資源， 3GPP 在 3G 標(biāo)準(zhǔn)的 R6 標(biāo)準(zhǔn)中引入了多媒體廣播多播業(yè)務(wù) （ Multimedia Broadcast Multicast Service， MBMS） ，在移動網(wǎng)絡(luò)中提供一個數(shù)據(jù)源向多個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的點到多點業(yè)務(wù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，尤其是空中接口資源。在 R6/R7 中， MBMS 功能是通過在 3G 系統(tǒng)中增加新的功能實體廣播組播業(yè)務(wù)中心 （ BMSC） 來提供與管理 MBMS 業(yè)務(wù)，并在已有的功能實體上（包括 GGSN， SGSN， BSC/RNC 和 UE）增加對 MBMS 業(yè)務(wù)的支持，因此只是對 3G 系統(tǒng)的一種功能擴展。 在 3GPP 的 R9 版本中，對增強型 MBMS(eMBMS)進行了標(biāo)準(zhǔn)化，定義了完整的邏輯架構(gòu)。完整的 eMBMS 架構(gòu)包括 MBMS 邏輯實體和動態(tài)管理 （ MCE） 功能實體，以及相關(guān)的控制面、用戶面接口，其中 MBMS 邏輯實體在核心網(wǎng)中定義，動態(tài)管理（ MCE） 功能實體在接入網(wǎng)中定義。這種完整而獨立的邏 輯架構(gòu)，對于靈活部署MBMS 各部分功能方便易行，對 MBMS 的性能提升及資源優(yōu)化有一定幫助。 第三節(jié) TDLTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點 TDLTE 與 2G/3G 系統(tǒng)相比，無論是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、物理層技術(shù)、調(diào)度算法等都發(fā)生了巨大變化，這些變化也導(dǎo)致它和以往的 3G 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有所不同。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的流程與 3G 系統(tǒng)相似，但 TDLTE 在網(wǎng)絡(luò)需求分析、頻率規(guī)劃、規(guī)模估算（包括覆蓋和容量估算）、網(wǎng)絡(luò)仿真和參數(shù)規(guī)劃方面與 3G 存在較大差異， TDLTE 的技術(shù)特點在小區(qū)邊界用戶頻率規(guī)劃、用戶和業(yè)務(wù)模型以及仿真上體現(xiàn)較為明顯。 一、 需求分析 2020 年是 4G（既 LTE）高速發(fā)展的時期，各個運營商都拿到了 4G 運營牌照。都開始建設(shè) 4G 網(wǎng)絡(luò)，以滿足市場對信息交換的需求。 在 TDLTE 引入時，既有的 2G/3G 網(wǎng)絡(luò)正在為公眾提供成熟的移動服務(wù)。與新建一張移動通信網(wǎng)不同， TDLTE 不是對原有網(wǎng)絡(luò)的替代，在規(guī)劃時就必須考慮與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同關(guān)系。在引入初期， TDLTE 的定位首先是解決熱點區(qū)域的高速、大流量的業(yè)務(wù)需求；另外，規(guī)劃 TDLTE 的覆蓋區(qū)域不宜太零散，應(yīng)保證一定區(qū)域內(nèi)連續(xù)覆蓋，避免用戶使用業(yè)務(wù)時過多的系統(tǒng)間交互。在 TDLTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，需要考慮以下 幾點： ① 部署場景，覆蓋區(qū)域選擇應(yīng)結(jié)合室內(nèi)和室外熱點區(qū)域，綜合考慮確定 TDLTE覆蓋區(qū)域，優(yōu)先考慮室外熱點區(qū)域和室內(nèi)熱點區(qū)域重合的區(qū)域。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 ② 新業(yè)務(wù)引入， TDLTE 的高速、高清、高帶寬和大容量等性能，使得諸多在 3G時代不可能完成的任務(wù)也可以承載如高清視頻下載、 3D 高清游戲等，實現(xiàn)視頻傳送、集團客戶應(yīng)用等新業(yè)務(wù)的引入需要在 TDLTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段予以考慮。 ③ 新 KPI要求， TDLTE無線信號電平覆蓋指標(biāo)常采用參考信號 接收功率來表征，除信號電平、信號質(zhì)量與數(shù)據(jù)速率外，由于同頻組網(wǎng)時小區(qū)間的干擾對處于小區(qū)邊緣的用戶影響較大，小區(qū)邊緣用戶速率也成為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時重點關(guān)注的指標(biāo)。 ④ 用戶模型，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展以及智能終端的普及，寬帶業(yè)務(wù)呈現(xiàn)移動化趨勢。 LTE 網(wǎng)絡(luò)將承載更多的高帶寬業(yè)務(wù)，單用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量比現(xiàn)有2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中的單用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量會有明顯的提升。 ⑤ 多模終端， TDLTE 的顯著優(yōu)勢在于提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，然而對語音業(yè)務(wù)的支持卻在發(fā)展初期時考慮 不足。多模終端的成熟商用進程會影響到 TDLTE 用戶（尤其是手持終端用戶）的發(fā)展，在業(yè)務(wù)規(guī)劃中需要加以考慮。 二、 頻率規(guī)劃 3 種主流的 3G 制式都是基于 CDMA 的的系統(tǒng)， CDMA 技術(shù)通過碼字來區(qū)分用戶、讓用戶共享載頻資源；而 TDLTE 系統(tǒng)則是基于 OFDM/OFDMA 多載波調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)，通過時間或頻率子帶來區(qū)分用戶。因此， TDLTE 系統(tǒng)要解決小區(qū)間的干擾，其頻率規(guī)劃就一定要考慮到如何將有限的頻段合理分配和復(fù)用。 協(xié)議規(guī)定 TDLTE 系統(tǒng)可支持 、 3MHz、 5MHz、 10MHz、 15MHz、 20MHz帶寬的靈活配置。因此，與固定帶寬的 3G 網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃不同， TDLTE 網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃首先要確定系統(tǒng)工作帶寬。使用較大的帶寬有利于優(yōu)化 OFDM 的多用戶頻選調(diào)度性能，因此在頻譜資源允許的情況下，首先考慮采用大帶寬進行組網(wǎng)部署。另一方面，TDLTE 可選工作頻段較多，在建網(wǎng)初期即可能使用多個分離的頻段，部分頻段與TDSCDMA 共用，因此在頻率規(guī)劃中需要考慮與 TDSCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)的頻率協(xié)調(diào)與干擾問題。截至 2020 年 3 月底， 75 個國家的 196 個運營商計劃部署 LTE 網(wǎng)絡(luò)，包括 140 個商用網(wǎng)絡(luò)和 56 個試驗網(wǎng)絡(luò)。已經(jīng)部 署的 LTE FDD 商用網(wǎng)絡(luò)共有 18 個（位于 12 個國家）， TDLTE 網(wǎng)絡(luò)共 4 個。 FDD 網(wǎng)絡(luò)主要集中在 頻段（ 11 個）、700/800MHz(4 個 )，少數(shù)運營商使用了 1800MHz（ 3 個）。 TDLTE 網(wǎng)絡(luò)主要占用、 、 。國內(nèi) TDLTE 在應(yīng)用初期，使用 2570~2620MHz 之間共50MHz 的頻率。由于需在頻譜兩端各留出保護帶，實際可用頻譜僅 40MHz。在 40MHz帶寬下，依據(jù)大帶寬組網(wǎng)部署的建議，有同頻組網(wǎng)及異頻組網(wǎng)兩種方式。 TDLTE 采用 OFDM 技術(shù)，若采用 同頻組網(wǎng)方案，則系統(tǒng)中標(biāo)過的干擾主要來源于小區(qū)間干擾。如何解決同頻組網(wǎng)下的小區(qū)間干擾，是需要在規(guī)劃中考慮的問題。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 三、 覆蓋規(guī)劃及鏈路預(yù)算特點 1. 頻段對覆蓋的影響 TDLTE 主要工作在 ~ 頻段，該頻段頻率高，電波在空間傳輸過程中衰減大，穿透能力差，會顯著影響 TDLTE 的覆蓋范圍與傳輸速率。在 2G/3G 規(guī)劃中廣泛使用的經(jīng)驗傳播模型 OkumuraHata與 COST231Hata僅適用于 150~2020MHz，在 2020MHz 以上頻段使用時必須通過細(xì)致的測試修正才能用于對傳播損耗的估計。室內(nèi)覆蓋 也是類似的