TD—LTE无线网络规划关键因素分析

[摘要]本文对TD-LTE网络进行了简单的介绍，并探讨了构建TD-LTE无线网络的原则，为了实现网络的科学、合理构建，还对影响网络容量与覆盖性能的多个因素进行了分析，希望本文可以就TD-LTE网络建设提供一定的参考价值。

[关键词]TD-LTE，无线网络，规划，关键因素

[中图分类号]G250.72 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0110-02

一、TD-LTE网络的简单概述

TD-LTE即Time Division Long Term Evolution，翻译为中文为“分时长期演进”，它是新一代的移动通信网络技信，也是由阿尔卡特朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动多家公司共同开发的第四代移动通信技术，此技术一经推出，就显现出了强大的市场优势，被普遍应用于全国的电信行业中。TD-LTE通信技术开发主要经历了三个阶段：第一阶段是2009年到2010年，技术在北京完成比较完备系统的技术验证；第二阶段是2010年上海世博会期间，TD-LTE示范网建成并投入使用，TD-LTE的产业链的初步具备端到产品能力得到了体现。第三阶段，2011年至今，工信部开始打遭TD-LTE产业链和终端产品，籽TDLTE技术推向市场，开始了商业化运作进程。正是由于TD-LTE显现出了较强的市场潜力，因此，应加深对这一技术的研究、探讨与规划。

二、TD-LTE无线网络规划原则

1、分片连续覆盖

TD-LTE的使用主要是考虑其覆盖的区域与能够承接业务的容量。其覆盖区域的设定要考虑已有的网络站点的分布，整合使用配套原有电信资源，业务容量要尽量满足初期用户需求，信号的覆盖也要达到试商用要求的指标。

2、20M带宽同频组网

TD-LTE可以使用的频谱主要包括三部分，第一部分主要适用于室外，是与TD-SCDMA共用的F频段1880MHz～1915MHz；第二部分是2.6GHz独立使用的D频段2580MHz～2620MHz；第三部分是适用于室内使用的E频段2350MHz～2370MHz。通过对各个频段进行研究，最终得出同频组网谱效率是最高的，与异频组网相比，上行频谱效率高出44%，下行频谱效率高出50%。

3、确定用户的分布与覆盖

用户的分布与覆盖要借鉴2G和3G的数据业务的开展经验，利用这两项业务的特点，结合基本的网络指标要求进行建模，将公共信道的覆盖区域确定下来，再借助于对用户能够接受的不同业务类型进行分析，得出最切合实际的覆盖和容量规划方案。

三、TD-LTE无线网络规划关键因素影响分析

3.1 TD-LTE无线网覆盖规划设置分析

3.1.1 设备发射功率对覆盖的影响

常用的带苋配置方案中，1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15MHz和20MHz这6种都可以用于TD-LTE系统实现中。但是，在利用建设TD-LTE网络时，为了赢得市场，提高频谱效率和网络性能，会选择的方案至少达到10MHz，而当下的网络都在采用的多为20 MHz的带宽配置方案，那么基站的发射功率会达到40 w（46dBm）。

在网络的建设过程中，基站设备的发射功率越大，其幅射范围越大，技术的使用效果更好。但是由于TD-LTE网络采用的是同频组网方式，因此，设备的发射频率应适当，如果过大，反而会因附近基站的彼此影响，使网络的覆盖区域与容量下降，适得其反。所以，基站的发射功率在地理位置较小的范围内，不宜太大。

3.1.2 区域内的用户数量对覆盖的影响

区域内的用户数量会影响到TD-LTE技术网络的性能，通常网络的容量越大越好，但是，容量越大，其投入的成本也就越大，网络规划时，一定要找到容量设置与资本投入的最佳平衡点，才能满足小区用户系统的负荷要求，当小区内用户数量有一定增加时，也不会对小区的网络使用性能产生过大的影响。例如传输速度不会下降明显，干扰水平不会太高等。

3.1.3 RB配置对覆盖的影响

RB是指网络系统为业务信息分配的资源单元，一个RB包含数量不定的RE（资源单元），包含12个频域上的子载波和时域上一个slot周期构成。它是用来描述物理信道到资源单元的映射。不同的网络会根据性能要求对RB进行配置。RB配置会对下行覆盖性能与上行覆盖性能产生影响。在TD-LTE系统中，基站设备的发射功率在RB是均匀分配的，由于RB的配置数量与有效全面幅射功率（EIRP）成正比的，与下行信道的底噪也是成正比的，那么，可以通过提高RB数量来提高EIRP，小区的覆盖半径也会增加。同样，RB配置数量增加也会使下行信道的底噪提升，如此一来，小区的覆盖半径就不会扩大了。而RB配置数量的增加会引起上行信道的底噪提升，但是，终端的最大发射率会受有上限限制，如果设备已经是最大发射功率的，那么，RB配置数量的增加就会减小覆盖半径。

3.1.4 GP（保护间隔）配置对覆盖的影响

分析GP配置对覆盖的影响，首先要了解TD-LTE系统无线帧的组成。无线帧可以分为两个半帧，每个半帧由4个普通帧和1个特殊帧组成，4个普通帧和1个特殊帧的长度都是1ms。

特殊帧由UpPTS、GP、DwPTS三个时隙组成，其中GP为特殊时隙内上下行转换点保护间隔。

小区覆盖距离与GP之间的关系如下所示：

R=C×GP/2

其中R为小区覆盖半径；

C为光速。

3.2 TD-LTE无线网容量规划关键因素分析

3.2.1 带宽对容量的影响

如上所述，多种带宽配置适合于TD-LTE系统的建设。不同的带宽会影响到RB配置的数量，而RB配置的数量又会影响到峰值速率。带宽与RB配置的数量，RB配置的数量与峰值都是正比例关系。因此，进行TD-LTE网络规划时，要将带宽与网络容量之间的关系考虑进去，才能规划出标准的、科学的网络。

3.2.2、多天线技术对容量的影响

多天线技术（M1MO）被应用于TD-LTE系统中，这一技术的三种工作模式都会对网络容量产生影响。第一种工作模式是空间复用，它可在多信道中同时传输不同的信息，多信道同时传输，就可以将系统的峰值速率提高多倍，因此，这一技术被广泛的应用于城区集中、信号散射多的区域。第二种工作模式是传输分集，主要分为时间分集、空间分集、频率分集，这一技术可实现多信道中相同的信息同步传输，这种工作模式具有良好的信息收发可靠性和信息传播的覆盖性，如果覆盖区域是对信息传输可靠性要求较高的环境，则适合采用这一工作模式。第三种工作模式是波形赋形，它是通过一定的算法赋形将多路天线阵列转换为单路传输信道，结合对信道精确的分析，针对用户特点形成波束，可以有效的解决用户之间的干扰问题，提高了网络的覆盖面，提高了系统的信息吞吐量。

3.2.3、分组调度算法对容量的影响

在TD-LTE系统中，轮询调度算法、正比公平调度算法、最大载干比算法是常用分组调度算法，三者在系统的服务公平性、吞吐量、资源利用上各在优缺点。例如轮询算法虽然系统的资源的利用率低，吞吐量不高，但是网络服务的公平性较好。而正比公平调度算法则会平衡系统吞吐量与服务公平性。而最大载干比算法则实现了系统吞吐量的最大化，这样服务的公平性就很难得到保障了。因此，在进行网络规划时，要综合考虑不同算法的优缺点，具体情况具体分析，选择最佳的分组调度算法。

3.2.4、CP（循环前缀）配置对容量的影响

在TD-LTE系统中，CP的主要作用是解决符号间和载波间的干扰。CP的使用虽然解决了符号间和载波间的干扰，但是，却也会耗费一定量的系统资源。例如会占用一定的功率，造成功率的损失，使OFDM符号速率降低，如果信号的传输带宽没有交换，频谱效率会降低，就会使系统的带宽造成一定的损失。而CP的配置长度也要考虑系统的实际需要，既不可太长，太长会给系统带来太大的损失，而太短又会影响到功能的实现。

四、结束语

本文简要介绍了TD-LTE无线网络，并对影响网络的重要因素进行了分析。本文对如何规划好TD-LTE无线网络进行了调查研究，对影响网络规划的多方面因素进行了探讨。信息网络技术的发展与更新已进行了高速时期，因此，对新技术的研究与开发也将更加深入。

参考文献

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