TD-SCDMA系统F频段使用策略

【摘要】N频点组网是TD―SCDMA建设的一项关键因素，对网络性能有举足轻重的影响。文章首先介绍了N频点技术的主要特性，然后在TD―SCDMA网络分析的基础上引入F频段的网络策略分析，最后针对不同场景提出原则性的实施建议。

【关键词】TD―SCDMA　N频点　F频段

1　引言

TD-SCDMA网络要达到优良的覆盖水平，必须有足够强的无线信号；同时，无线信号还要具有良好的载干比，因此频率规划对网络性能有极为重要的影响。TD-SCDMA网络基于中国移动建设多年的GSM网络，站址数量多，大部分网络的无线信号覆盖电平基本可以满足要求。但囿于A频段可用带宽的限制，TD-SCDMA网络频点数量太少，限制了网络性能的提升。因此，F频段引入成为近期网络建设的重点，而从宏观层面来说，适当的F频段策略对TD-SCDMA网络发展也具有相当重要的意义。

2　N频点简介

随着移动通信技术发展和研究的深入，TD-SCDMA基于3GPP R4的第一版行业标准引入了N频点(多载频)特性，用以解决早期标准未考虑多载频配置对网络运行的影响而导致的问题。

具体来说，此前TD-SCDMA标准在Uu接口、lub接口上均是各载频分别独立进行资源的操作与配置，事实上每个载频都被当作一个逻辑小区，因而都需要配置完整的公共信道。例如一个三扇区三载频配置基站将被视为9个逻辑小区，所有逻辑小区都发送各自的导频和广播信息等公共信道，而其中的BCH、FACH和PcH等公共信道在小区覆盖区内是全向发射的。因此，前期网络普遍采用3载频配置且系统可用频点基本也限制为3个时，如果各小区的3个载频都需要发射全向的公共信道，除了对基站发射功率要求较高外，更关键的是所有TSO时隙的公共信道实际上全是同频组网，这样一来，彼此间的干扰将很突出。同时，实际网络还将出现诸如小区搜索困难、终端测量复杂、切换困难等一系列现象，导致网络性能难以提升。

为解决上述问题，针对同一扇区／小区配置多个载频，行业标准引入了N频点技术。其主要特性包括：

每小区／扇区配置N个(前期典型为3个)载频，其中一个为主载频。其它为辅载频。每小区／扇区有且只有一个主载频。

承载P―CCPCH信道的载频为主载频，不承载P-CCPCH的载频为辅载频。

同一uE所占用的上下行时隙配置在同一载频上。

所有公共信道均配置于主载频，辅载频仅配置业务信道或有条件地配置部分公共信道(如UE在切换时，可以在辅载频上使用UpPCH、FPACH信道进行上行同步建立)。

基于N频点技术的原理，上述已经的Uu接口物理层技术要求、Uu接口层3技术要求和lub接口技术要求等行业标准。相应地将N频点相关技术内容纳入，N频点技术实际也成为TD-SCDMA技术标准不可分割的组成部分。

采用N频点系统设备进行无线网络规划时。可按照相邻小区“主载频异频、辅载频可同频”原则组网。实际网络通常是以三个载频(5MHz)为最小频率单元来组网。例如，按照采用三个载频(F1、F2、F3)这种原则进行频率规划时，对于同一基站的3个小区(假设为小区1、小区2和小区3)：小区1配置F1为主载频，F2、F3为辅载频；小区2配置F2为主载频，F1、F3为辅载频：小区3配置F3为主载频，F1、F2为辅载频。从中可看出，如果站址分布比较规则，各小区的主载频将与其紧邻的第一圈邻小区的主载频原则上是异频的，从而大大减少小区间公共信道的干扰。从业务信道的角度看，各小区总体上仍是同频组网，克服同频干扰的主要技术是智能天线和联合检测。

3　当TD―SCDMA网络频率使用现状

目前TD网络使用的是A频段25MHz带宽，频率范围是2010MHz～2025MHz。具体频点定义如表1所示。

根据TD-SCDMA网络一期至三期的网络建设及优化经验，从最初普遍采用N=3的组网原则，然后根据实际网络优化的需要逐渐引入一个或几个优化主频点，直到三期开始时，大部分系统采用室外6个主频点(即表1的F4～F9)、室内3个主频点(即表1的F1～F3)的组网原则。

在当前网络负荷下，采用6个主频点的组网原则，大部分中小城市的网络性能基本达到预期目标，与2G网络各项主要运行指标基本接近。但在少数大中城市，由于站址比较密集，仍然受限于可用主频点数过少的情况。同频干扰依然比较严重，网络运行指标还不是很理想。另外，随着TD-SCDMA网络规模的进一步扩大以及用户数量的急剧增加，同频干扰对网络的影响将越来越突出，尽快引入F频段是TD-SCDMA网络发展的需要。

在三期网络建设中，已经有极少数基站支持F频段配置。由于多种因素的限制，且最主要的是支持F频段的终端数量太少，目前这些基站只是小规模开通。仅处于初期测试阶段。

4　F频段使用原则

考虑到国内PHS现状，F频段短期内将有20MHz带宽(1880MHz～1900MHz)可用。如果依然沿用A频段的频点划分原则。可以提供12个TD―SCDMA载频；几年后如果PHS完全清频，可用带宽将达40MHz(1880MHz～1920MHz)，届时F频段能够提供24个TD-SCDMA载频。对于这24个载频，初步建议每10MHz作为一组。每组的6个频点中，3个定义为主频点，承载R4业务，其它3个定义为辅频点，主要承载HSDPA及PS业务。

由于F频段频率比A频段稍低且可用频点数量较多，今后较理想的TD-SCDMA网络应是F频段用于室外宏蜂窝组网而A频段主要用于室内分布系统，这对网络覆盖及其长期发展都是有利的。为此，建议今后新建网络或网络扩容尽量采用支持F频段的设备。

另外，现有TD网络已经具备相当的规模，全部省会城市以及几乎所有一线城市网络建设基本完成，并已开始商业运行。根据中国移动公司公布的信息，到2009年底已有551万TD用户，基站8.7万。截至2010年5月底，中国移动用户总数已达到5.49亿户，其中在网TD用户总数为932万户。目前，这些网络设备以及用户终端几乎只支持A频段，要实现网络中绝大部分终端支持F频段还需要比较长的时间。当引入F频段后，为了网络平稳发展，在相当长的时间内F、A频段将会同时存在。

综上所述，F频段引入原则如下：

必须首先保持整个网络的平稳演进，以确保不会影响对用户的服务。

随着支持F频段的用户终端数量的增加，逐渐扩大F频段设备的覆盖范围及利用率，同步减少A频段设备的使用。

新增设备必须支持F频段，在网络发展时机成熟时，适当淘汰现有A频段设备。

按照以上原则，根据不同地区的网络情况，将有下文所述的网络建设策略。

5　不同情况下的F频段策略

5.1　新建TD-SCDIVIA网络

四期新建TD-SCDMA网络的策略相对简单，这时的TD-SCDMA设备应该都支持F+A频段，但因为短期内支持F频段的用户终端较少，并且为了与前几期网络保持一致性，较长时期内也将沿用A频段作为主载频开通网络运行，因此网络开始阶段完全可以借鉴其它系统前期的经验。建议原则上采用室外宏蜂窝6个主频点的组网方案，但由于该网络的所有设备具备单纯使用F频段作为主频点进行组网的条件，因而可以提前作好F频段的组网规划，并及早进行相应的测试及优化。随着F频段终端的增加及A频段终端的减少，今后可选择适当时间开启F频段的频点，同时逐渐减少室外的B频点数量，直至最终完全清除室外B频点。

5.2　已有TD-SCDMA网络郊区

主要有以下两种选择方案：

方案一：由于在较长的时间内，目前的3个或4个载频的配置能够满足TD-SCDMA网络容量的需求，尽管新增设备也支持F频段，但仍然与前期设备保持一致，因此只使用A频段频点入网，以扩展网络的覆盖区域。该方案能够使现有网络稳定发展且最大程度保护已有投资。

方案二：新增设备与方案一类似，在初期也只使用A频段频点入网以扩展网络覆盖。在适当条件下，如A频段的旧终端数量很少，那么可以首先考虑开通部分新增基站的F频段频点以优化网络覆盖。当F频段旧设备被全部替代后，可以完全清除室外A频段频点。该方案的优点是符合网络发展的远期目标，和方案一网络覆盖效果相比较优。

5.3　已有TD-SCDMA网络城区

这些区域将是今后话务增长和新业务引入的主要区域，随着网络的发展，TD-SCDMA载频数量的增加可能会比较快，并且较强的同频干扰很容易导致网络性能降低，原则上应尽快引入F频段。总体步骤如下：

(1)在最初，尽管新增设备将支持F+A频段，但短期仍应与现网保持一致，以A频段为主要工作频段。可以视情况开通少量基站的F频段频点，以进行功能验证或覆盖优化测试。

(2)及早作好计划，尽快考虑替代城区前期室外宏蜂窝的F频段旧设备(主要是BBU设备)。替换下来的旧设备可以用于郊区或室内分布系统的网络扩展覆盖。

(3)当F频段终端有较大数量增长后，且城区旧设备基本替换完成时，可以逐渐开启城区的F频段频点，以形成F、A频段对城区的双层覆盖。这时，如果系统可以指配不同频段的终端到对应的业务频点，那么对保持或提升网络性能将有较大的帮助。

(4)密切监视网络的容量变化以及A频段旧终端的变化，相应调整小区F、A频段频点数量。其趋势应该是逐渐减少A频段频点而增加F频段频点。

(5)当旧的A频段终端基本淘汰后，可以在适当时机考虑室外A频段清频，以达到最终的频率使用目标。

5.4　室内分布系统

在较长时期内大部分室内分布系统，采用目前A频段的3个或4个频点的网络容量基本足够。但对于少数大中城市或个别热点区域，如果有特别的容量需求，在最终的室外A频段清频结束前，如果设备是后期新增的，那么可选择少量F频段频点以暂时满足网络需求。当室外A频段清频后，室内分布就可以全部采用A频段频点。

6　结束语

受当前A频段频点数量的限制，TD-SCDMA网络性能提升已经遇到瓶颈，及时引入F频段是TD-SC：DMA网络发展的迫切要求。合适的频点使用策略是网络保持稳定、长远发展的关键因素，对其进行研究具有重要意义。马迎久：毕业于清华大学电子工程系通信与信息系统专业，工学学士，工程师，现任职于中国普天信息产业公司北京通信规划设计院，目前主要从事TD－SCDMA网络规划工作。

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