摘要 TD-SCDMA标准作为中国自主研发的3G标准,其网络规划处于起步试验阶段。与其他无线网相比,TD-SCDMA网络建网目标相似。由于TD-SCDMA技术上的特点,使TD-SCDMA规划有其独特之处。考虑到已建成的GSM无线网,可以利用已有的基站及设备减少在TD-SCDMA初期建网的投资。
移动通信网络的规划由无线网络规划、传输系统规划、核心网络规划等几大部分组成,其中,无线网络规划是移动通信系统规划中最为关键的部分,从多个方面影响着网络的建设。TD-SCDMA标准作为中国自主研发的3G标准,采纳了20世纪90年代以来通信领域多项先进的技术,包括时分双工、智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、DCA等,使该网络具有领先的技术优势、高效的频谱利用率、高效支持非对称数据业务、节省系统成本等其他3G系统所没有的特点。TD-SCDMA相比WCDMA网络规划研究起步晚,但是随着TD试验网的建设和测试的进行,人们开始关注TD-SCDMA的规划,TD-SCDMA也开始了自身的中长期发展进程。
1、TD-SCDMA组网方式
现在的移动网中,连续覆盖,通信质量有保障是网络的基本和必须的条件,因此,建设和规划TD-SCDMA网络,提高信号覆盖范围和质量是争取客户的首要问题。随着客户数和话务量的增多,系统的容量成为了影响网络质量的关键因素。要做一个广覆盖、大容量、高质量的网络,必然导致设备投资的增加,营运商作为投资者,建设一个高质量的网络的最终目的是提高投资回报率,因此高性价比也是建网的目标之一。
根据国内目前TD-SCDMA的研发水平,TD-SCDMA组网方式可选择方式的比较如表1所示。
表1 组网方式的比较
权衡覆盖、容量、质量这三者与投资、性价比之间的关系,在TD-SCDMA网络建设初期,可以选择叠加组网方式。经过十几年的发展,我国已经建成了规模大、用户数多、覆盖面广的GSM网络。在GSM上叠加建设TD-SCDMA网络,具有较强的可操作性,这样也使TD-SCDMA与现有的无线网络实现互补,满足近期无线网发展的需要。
2、建网目标
在现有的GSM网络基础上,TD-SCDMA无线网络建网目标与其他无线网络是类同的。
网络覆盖目标,可从所要覆盖的区域、支持的业务类型、边缘(区域)覆盖概率三方面着手。覆盖区根据无线环境分类,分为密集市区、一般市区、郊区和乡村,在当前TD-SCDMA无线网络建设中,暂且不考虑乡村。覆盖区相应的地貌地形描述如表2所示。它的正确区分关系到网络基准的设置和传播模型的选择。
表2 地貌地形一般的取值依据
对照城市话务量和数据业务的分布,对规划区域进行划分,不同的区域有不同的地貌地形特征,有不同的无线传播环境,因此有不同的传播模型和损耗因子。不同的传播区域有不同的用户密度和业务特征。不同的用户密度关系到基站的间距和配置。
容量规划应考虑忙时平均话务量和上下行数据流量,确定用户数量以及发展趋势,规划既要满足前期网络容量、覆盖、质量的要求,同时必须兼顾后期的网络发展,便于扩容。
话音业务质量目标包括覆盖连续性、接入成功率、切换成功率和掉话率。数据业务质量目标包括传输速率和业务时延。
从性价比目标上讲,应根据覆盖目标采用合理的覆盖手段,根据不同需求合理设置基站,充分有效地利用现有GSM资源,根据地理信息进行基站的优化配置,合理进行站点共享。
3、网络规划
TD-SCDMA是集时分、码分和频分于一体的系统,与其他无线网相比,它的技术上的特点使它在建网目标的实现上,即规划上有很多不同点。
在TD-SCDMA系统中,各种业务覆盖特性相似,覆盖区域稳定,业务信道和公共信道分开,多业务基本实现均衡覆盖,使站点选择相对简单明显,简化了网络设计的难度。
TD-SCDMA系统的覆盖性能主要取决于两方面因素:一是TD-SCDMA上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制;二是TD-SCDMA系统的链路预算。现有的技术水平下,覆盖相同的面积时所需要的TD-SCDMA基站比需要的WCDMA基站多,其中上行链路是限制TD-SCDMA小区覆盖范围的主要因素。
TD-SCDMA系统的容量在密集城区中表现为干扰受限。在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为资源受限。鉴于该特点,TD-SCDMA系统容量规划应该针对不同的环境区别对待。
对于密集城区等复杂环境,容量规划和WCDMA系统类似,要综合考虑网络质量、覆盖和系统负荷三者之间的关系。通过容量和覆盖的迭代分析寻找最佳平衡点。该类区域站点很密,一般间隔不足400m,因此控制干扰是该区域TD-SCDMA系统容量规划设计的关键。
对于一般环境,TD-SCDMA系统主要表现为资源受限,在覆盖和容量可以按照网络设计目标单独规划。这一点与2G系统类似。解决容量受限的主要方法应该是小区分裂或者多载频,结合业务特点采用合适、合理的时隙比例。
进行时隙规划时,应该根据规划区域的业务流量比例,制定合理的时隙规划策略。
应针对不同业务不同的QoS要求,进行无线网上下行不对称规划。
考虑到原有的GSM网络,在规划TD-SCDMA时应注意几下:
1.GSM系统站点分布相对不规则,这与它的技术特点是相适应的。而TD-SCDMA对无线网络结构比较敏感,如果站点位置分布不理想,会使干扰增大,影响网络质量。因此在选择GSM网络中的站点作为共址站点时,应充分注意TD-SCDMA对无线网络站点的要求。
2.TD-SCDMA基站和与其共址的GSM基站在基站配套设施的共享和两个系统间的干扰规避等方面需要详细规划,两系统需要有足够的隔离度,把相互干扰限制在标准规定的范围内。
3.有数据表明,3G网络中室外的业务量(语音和数据)仅占整个网络业务的30.3%,而室内业务占整个网络业务的69.7%,这些场所主要是办公楼、车站和家庭等。因此室内覆盖将是TD-SCDMA系统规划中的一大重点。再者,TD-SCDMA室内网工作的2 GHz频段与2G网络工作的800 MHz和900 MHz频段相比,穿透能力和绕射能力都相对较差,加上TD-SCDMA系统智能天线的特点,其室内覆盖规划相对更为重要。从业务需求和覆盖特性分析,TD-SCDMA系统所需的室内覆盖站点数多于原有的GSM系统,因此,TD-SCDMA覆盖区内已有的GSM室内覆盖系统大多数需要改建。
4、结论
从建网目标上讲,TD-SCDMA与其他无线网络相似。在无线网络的具体规划上,TD-SCDMA相比有业务覆盖均衡、建网简单等优点,但也存在覆盖区域小,对无线网结构敏感等缺点。结合TD-SCDMA的技术特点根据建网目标,合理利用现有无线网的资源规划TD-SCDMA网络中是当前建设TD-SCDMA的首选方案。