3、容量受限問題

　　3.1　碼道資源受限容量分析

　　從圖1可以看出，TD載頻分為7個(gè)時(shí)隙，其中時(shí)隙0為下行公共時(shí)隙，以12.2 kbit/s語音業(yè)務(wù)為例，由于12.2 kbit/s語音業(yè)務(wù)為上下對稱業(yè)務(wù)，因此時(shí)隙1、2、3為上行業(yè)務(wù)時(shí)隙，時(shí)隙4、5、6為下行業(yè)務(wù)時(shí)隙。每個(gè)碼道的速率為：?

　　其中：B是TD的碼片速率，為1.28 Mchip/s；T時(shí)隙是TD的時(shí)隙長度，為0.675 ms；Kc為信道碼數(shù)；R為編碼效率；Q為每符號碼片數(shù)，當(dāng)采用QPSK時(shí)，Q=2，T子幀為TD的子幀長度等于5 ms。

　　所以當(dāng)Kc=16時(shí)：R取1/3，碼道速率為7.2 kbit/s；R取1/2，碼道速率為10.8 kbit/s。如果進(jìn)行12.2 kbit/s的語音業(yè)務(wù)，需要兩個(gè)碼道，因此單時(shí)隙最大支持12.2 kbit/s的語音用戶數(shù)為8個(gè)，考慮到上行時(shí)隙2需要配置隨機(jī)接入信道、上行共享信道等公共信道，需要占用一定碼道資源。從碼道資源角度看，實(shí)際單時(shí)隙支持的最大用戶數(shù)會更少。

　　3.2　干擾受限容量分析

　　用戶個(gè)數(shù)的增加導(dǎo)致了在基站每個(gè)用戶受到的總干擾增加，為了維持一定的信號干擾比以保證通話質(zhì)量，每個(gè)用戶必須增大發(fā)射功率，在用戶處于最大發(fā)射功率條件下，導(dǎo)致用戶個(gè)數(shù)無法再增加，此時(shí)的容量稱為干擾受限極限容量。

　　TD-SCDMA采用聯(lián)合檢測技術(shù)和智能天線技術(shù)相結(jié)合，能夠增加系統(tǒng)的容量，TD-SCDMA在多小區(qū)情況下，小區(qū)的上行單時(shí)隙極限容量可表示為式（2）：?

　　其中K為用戶信噪比和業(yè)務(wù)激活因子的乘積；β為多用戶檢測因子，目前廠商推薦值為0.8左右；j為小區(qū)外干擾和小區(qū)內(nèi)干擾之比。

　　如果考慮多系統(tǒng)的干擾且假定系統(tǒng)完全同步，在宏蜂窩環(huán)境下，j的取值在TDD方式下比FDD（頻分復(fù)用）略高，本文定為0.75，因此當(dāng)語音業(yè)務(wù)Eb/No為8 dB時(shí)。通過式（2）計(jì)算可得上行極限容量為2.57，式（2）中沒有考慮智能天線的賦形增益，假定智能天線帶來6 dB增益，相當(dāng)于Eb/No為2 dB時(shí)，上行極限容量為9.62，高于碼道數(shù)所限制的單時(shí)隙8個(gè)語音用戶的極限容量。

　　高速率業(yè)務(wù)下極限碼道容量更少，在聯(lián)合檢測和智能天線發(fā)揮較好的情況下，同樣可以得到碼道受限的結(jié)果，確切地說，在聯(lián)合檢測和智能天線技術(shù)保障下，TD-SCDMA容量表現(xiàn)為碼道資源受限。

　　干擾受限的系統(tǒng)在具體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，主要體現(xiàn)在鏈路預(yù)算中干擾余量的預(yù)留。考慮到TD系統(tǒng)為碼道資源受限，而非干擾受限系統(tǒng)，一般上下行小區(qū)負(fù)荷采用廠商推薦值。分別采用37%和50%的負(fù)荷因子，對應(yīng)地，干擾受限的WCDMA系統(tǒng)上下行分別為50%和75%的負(fù)荷因子。此外，TD系統(tǒng)的小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯，使得無線規(guī)劃可將覆蓋和容量分開考慮，類似于GSM系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多次規(guī)劃、分層建設(shè)。

4、可變切換點(diǎn)問題

　　由于TD-SCDMA系統(tǒng)支持不對稱業(yè)務(wù)，6個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙可以根據(jù)上下行的負(fù)荷，規(guī)劃上下行時(shí)隙的切換點(diǎn)，一般而言對于語音業(yè)務(wù)為主或者數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷較少的地區(qū)，采用3：3的上下行時(shí)隙比例，而對于不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)較多的地區(qū)，采用2:4或者1:5的上下行時(shí)隙比例。

　　如圖4所示，當(dāng)設(shè)在區(qū)域A（語音業(yè)務(wù)為主）中采用3:3的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙配置方式，而相鄰區(qū)域B（數(shù)據(jù)下載類業(yè)務(wù)為主）中采用2:4的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙配置方式，區(qū)域A中的小區(qū)a與區(qū)域B中的小區(qū)b相鄰，不難看出在業(yè)務(wù)時(shí)隙Ts3處，小區(qū)b的Node B在發(fā)送信號時(shí)。小區(qū)a的Node B正處于接收信號狀態(tài)，因此小區(qū)b的Node B的發(fā)送信號必會對其鄰小區(qū)a的Node B的接收機(jī)產(chǎn)生干擾；同樣在業(yè)務(wù)時(shí)隙Ts3處，小區(qū)a的用戶設(shè)備在發(fā)送信號時(shí)，小區(qū)b的用戶設(shè)備正處于接收信號狀態(tài)，則小區(qū)a的用戶設(shè)備的發(fā)送信號勢必也會對小區(qū)b的用戶設(shè)備的接收機(jī)產(chǎn)生干擾，在上述兩種干擾情形下，由于小區(qū)b的Node B的發(fā)送信號功率為其所有下行鏈路信號功率之和，且若小區(qū)a的某一用戶設(shè)備與小區(qū)b的另一用戶設(shè)備均處于小區(qū)a與小區(qū)b的交界處，則上述兩種干擾均為強(qiáng)干擾。

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圖4　非對稱切換點(diǎn)配置

　　針對上述問題，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，可以將兩相鄰小區(qū)中的任一小區(qū)對業(yè)務(wù)時(shí)隙Ts3的使用禁止，而兩相鄰小區(qū)中另一小區(qū)的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙配置方式保持不變，從而避免了所述不同區(qū)域中的相鄰小區(qū)之間因此而產(chǎn)生干擾。進(jìn)一步地，即便對于這些切換點(diǎn)不一致的相鄰小區(qū)，也可以不禁止Ts3，而采用無線資源管理的方法，通過終端和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)測量，得到該時(shí)隙的干擾信息，從而由網(wǎng)絡(luò)來決定是否將用戶分配到該時(shí)隙。

5、引入HSDPA后的TD網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃考慮

　　HSDPA技術(shù)是3GPP在無線部分的增強(qiáng)與演進(jìn)，其數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)超IMT2000的2 Mbit/s的要求，被視為超3G的3.5G技術(shù)。它不但支持高速率不對稱數(shù)據(jù)服務(wù)。而且在增大網(wǎng)絡(luò)容量的同時(shí)還能使運(yùn)營商成本最小化。從無線幀結(jié)構(gòu)來看，HSDPA所引入的TDMA+CDMA思想和TD系統(tǒng)不謀而合，同時(shí)通過在新增的業(yè)務(wù)信道上采取擴(kuò)頻因子固定、多碼并行傳輸?shù)姆绞絹硖峁┎煌燃壍臄?shù)據(jù)速率，并且自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)（AMC）、混合自動重傳（HARQ）和快速資源調(diào)度算法來代替功控技術(shù)，并將重傳與資源調(diào)度從RNC移植入Node B中新增的MAC-hs功能實(shí)體上[1]，從而盡可能地提高下行分組數(shù)據(jù)速率和減少處理時(shí)延的目的。

　　引入HSDPA后的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的影響首先應(yīng)當(dāng)考慮其與R4網(wǎng)絡(luò)的合/分載頻設(shè)置的選擇，規(guī)劃時(shí)通常通過上下行負(fù)荷計(jì)算來判定載頻的配置方案，參考文獻(xiàn)[2]上給出了較為詳盡的分析方法。但是，引入HSDPA的TD不僅僅是網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的提升，還會涉及到TD系統(tǒng)所獨(dú)具的多頻點(diǎn)、上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)配置問題。TD-HSDPA的引入可采取“分步實(shí)施、平滑升級”的演進(jìn)策略，首先在話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域啟用TD-HSDPA與R4 TD-SCDMA的合載頻設(shè)置，同時(shí)依據(jù)語音及數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量需求配置合適的上下行切換點(diǎn)，而在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激增階段，多頻點(diǎn)的引入及兩者間分載頻設(shè)置更為可取，此時(shí)需要注意的是為避免異頻間的上下行時(shí)隙交叉干擾，各自載頻的上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)最好設(shè)為一致。但它的弊端是數(shù)據(jù)和語音上下行容量需求不一，若單純以某一業(yè)務(wù)為各載頻上下行時(shí)隙配置依據(jù)，則會造成另一業(yè)務(wù)的受限，系統(tǒng)資源利用也非最佳，因此，實(shí)際TD-SCDMA引入HSDPA后的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模式還需結(jié)合具體網(wǎng)絡(luò)情況作進(jìn)一步調(diào)整。圖5為網(wǎng)絡(luò)初期和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激增的網(wǎng)絡(luò)成熟期建議采用的合/分載頻方案。

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圖5　R4和TD-HSDPA合/分載頻建議配置

　　參考文獻(xiàn)

　　1　3GPP Technical Report 25.848.Physical layer aspects of UTRA high speed downlink packet access，version 4.0.0，March 2001

　　2　梅瓊.金亮等.HSDPA無線網(wǎng)絡(luò)合/分載頻規(guī)劃方案的研究(上/下).郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2006(4/5)