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江西理工大学应用科学学院毕业设计(论文)外文资料翻译系：专业：班级：姓名：学号：附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

指导教师评语：签名：年月日外文资料翻译译文之一TD-SCDMA无线网络规划中若干问题的探讨1 引言TD-SCDMA技术近年来在社会各界的共同努力下，产业化进程不断加快。

中国移动的TD-SCDMA网络和业务已进入了大规模建设和发展时期。

本文结合笔者研究和参与试验的实践与思考，对TD-SCDMA无线网络规划优化中的几个技术问题进行了探讨，旨在说明做好TD-SCDMA网络规划不是一蹴而就的，需要厘清关键技术问题，集中、持续地结合实践开展攻关，为TD-SCDMA网络质量的提升以及后续演进技术TD-LTE 的发展奠定基础。

2 对TD-SCDMA技术特点的认识TD-SCDMA的技术特点可以概括为：TDD双工方式、智能天线的采用和短码字CDMA技术。

TDD与FDD是通信系统实现双向通信的两种不同方式，各有优缺点[1~3]。

传统观点从降低技术和设备复杂度的角度出发，认为FDD方式适合连续覆盖，TDD方式仅适合热点且用户低速运动场景的覆盖[1]。

但在频率资源日益紧张、载波带宽不断增加的今天，TDD方式以其具有的双向信道性能互易、频率配置灵活等优势促使业界不断推动相关技术和产业的发展[3,4]。

对于我国这样人均频率资源占有率低下的人口大国，TDD 方式更具有特别的战略和现实意义。

但TDD方式在降低终端发射信号峰均比、提升时间效率、复杂环境下保证发射端的信道状态信息CSIT（channelstateinformation at the transmitter）准确性等方面存在一定的技术挑战[2, 4, 5]。

笔者认为，相比FDD方式而言，采用TDD方式规模组网最大的技术挑战之一就是交错时隙干扰（cross-slot interference）抑制。

虽然同一运营商的网络内可以实现基站同步和邻小区采用相同的上下行时隙分配比例，但是仍会出现信号传播时延造成的基站与基站之间以及终端与终端之间的同信道干扰。

例如，2006年厦门等三地规模试验网中曾出现距离22.5 km的基站下行导频信号（DwPTS）干扰本小区上行导频信号（UpPTS）基站接收，造成小区内所有用户起呼困难的情况，后引入UpPTS滑动功能解决。

随着TD-SCDMA网络和业务的深入发展，预计将出现其他形式的“交叉时隙干扰”故障，如可能出现对流层散射、大气波导效应导致的超远距离基站间干扰等。

这需要我们在控制基站功率避免“过覆盖”的同时，积极探索各种灵活、有效的无线资源管理算法（如时隙分组[2]、频率分组等）来有效应对。

智能天线与MIMO技术同属于多天线预编码技术，其技术原理是：将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准目标用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。

把智能天线引入移动通信领域源于20世纪90年代，目前处于技术和产业走向成熟阶段[5]。

智能天线技术的引入有效弥补了TDD方式接收机灵敏度较低以及覆盖范围相对FDD方式偏小的缺点，使其规模连续组网成为可能[6]。

有专家甚至认为TD-SCDMA是以智能天线为中心的第三代移动通信系统[7]。

但是，从组网的角度来看，智能天线能够发挥干扰抑制作用至少需要具备两个前提条件：一是用户分布分散，以便智能天线发挥“空间滤波”作用；二是信道多径信号的角度扩散要求较小（15°以内），在室内、闹市区甚至山区这些多径信号角度扩散较大的场景中，智能天线不能充分发挥甚至不能发挥干扰抑制作用。

另外，智能天线在有效抑制系统内干扰的同时，改变了网络系统内干扰的分布结构，增加了干扰的波动性，使得系统内的干扰值离散化。

在网络规划与优化中应充分考虑到以上条件限制，从而采取适宜的措施，需要注意的主要有以下几个方面：·在规划中预留足够的资源，为多种无线资源的联合调度优化提供可能；·恰当选择基站高度，防止站址过低，导致多径信号角度扩散过大；·尽量把站址选择在话务热点；·注意智能天线电气和机械性能指标，妥善处理降低工程实施难度和保证网络性能之间的关系，尽量采用标准8阵元天线。

TD-SCDMA是一种比较特殊的CDMA技术，一方面继承了CDMA的固有特点（如远近效应和呼吸效应），另一方面采用扩频因子为16的信道化码和扰码，小于CDMA常用扩频因子[8]。

短码的使用带来了如下结果。

·便于实现计算量大的联合检测技术。

试验表明，加上TDD要求的上行同步技术增益，在基站侧采用最小均方误差－线性块均衡（MMSE-BLE）联合检测算法后，小区内60%～80%的码间干扰（ISI）和多址干扰（MAI）可以消除。

·短码扩频导致信号扩频后白化性能下降。

TD-SCDMA所采用的扰码是历史原因形成的特殊128个16位码字，不是通过移位寄存器产生的PN码。

研究表明两个不同复合码（复合码为扰码与信道化码的乘积，其互相关特性如图1所示）序列相关值在多径传播环境下甚至出现完全相关的情况[9]，这意味着位于不同小区采用相同的扩频码的两个用户将会因不同小区扰码强相关而出现数据无法解调的现象。

外场实测表明基站复合扰码扩频后的TD-SCDMA信号频谱白化特性相对较弱，多址干扰值离散性强、平稳性弱。

（a）复合码2、4互相关性好（b）复合码3、7互相关性差图1 复合码的互相关特性为了有效解决小区内OVSF短码多径传播时延导致码间正交性变差问题，在网络规划中邻小区间码字选择必须结合研究和试验结果。

关于大规模组网条件下相关扰码规划方法及扰码可用数量尚无定论，还需要专题研究，并在大网实际加载环境下验证。

应当澄清的是，仅因为采用短扩频码而不是长扩频码就认为TD-SCDMA系统抗干扰能力较其他CDMA系统差的观点是片面的、不准确的，移动通信系统的抗干扰能力是多种因素综合作用的结果。

试验表明，通过应用智能天线和联合检测技术，在很多场合下TD-SCDMA较其他CDMA系统具有更强的抗干扰能力。

3 TD-SCDMA系统内干扰的特点根据TD-SCDMA的固有技术特点和相关研究、试验，我们发现TD-SCDMA系统内干扰具有以下5个显著特点。

（1）TDD方式引入了交错时隙干扰，一旦发生下行信号干扰上行导频信号，信号就会阻断；一旦发生下行信号干扰上行业务信号，该上行时隙解调性能就会显著下降甚至无法使用。

导频信道与业务信道的时域自适应滑动虽然可以减小控制信道的交叉时隙干扰，但会降低系统频率和时间利用率。

（2）控制信道采用广播方式，无法进行波束赋形，所受到的同频干扰较业务信道恶劣。

根据蜂窝小区拓扑学公式（n为传播指数，R为小区半径，D为使用同频主载波的小区基站间最小距离）和相关参数计算，当主载波复用系数为6～7，且0时隙用到8个左右BRU 时，网络最小载干比可以满足1dB的PCCPCH解调要求（见表1）；对于业务信道，研究和试验表明，当智能天线正常工作时，基本可以做到同频复用。

表1 中N表示主载波复用系数，即每N个频点作为一组，分别对应N个相邻小区的主载波频点；Q=D/R，表示同频信道复用比。

表1 不同主载波复用系数与信号质量关系（3）TD-SCDMA系统内干扰具有一定的波动性。

首先，智能天线的引入在抑制干扰的同时也改变了系统干扰的分布结构，用户密集区域，智能天线的空间滤波作用减弱甚至完全不起作用，用户分布变化将导致干扰发生较大的波动，如图2所示。

另外，参考文献[10]亦提出并分析了作为短码CDMA系统的TD- SCDMA在用户数较少时的干扰波动性问题。

（4）传统CDMA系统的小区间与小区内干扰比值一般认为是0.6左右[8,11]，而TD-SCDMA采用了联合检测和智能天线技术，小区间干扰一般会明显高于小区内干扰。

图3是在用户均匀分布场景（每时隙4个用户）和常用条件假设下邻小区干扰与本小区干扰比值的概率密度曲线，其均值达到8左右。

另外，仿真表明当用户集中在小区边缘而其他条件不变时，邻小区与本小区干扰比值的均值大于10，超过100的概率达到5%左右。

这也就是说，决定本小区系统内总干扰的一般不是本小区干扰，而是邻小区干扰，这与其他CDMA系统迥然不同。

（a）用户平均分布（b）用户集中分布图2 智能天线系统小区内干扰分布示意图3 小区间与小区内干扰比（5）TD-SCDMA系统内干扰情况复杂，干扰值与用户数量、用户分布及行为、智能天线性能、功率控制、地理环境等因素密切相关。

图4所示为用户在小区内均匀分布、用户集中在小区边缘（图中标示为场景一）和用户集中在小区中心（图中标示为场景二）3种场景下，TD-SCDMA系统的上行底噪抬升与用户加载之间的关系（ρ为集中区域与其他区域用户密度之比）。

从图4可以看出，当单时隙接入6 个用户时，3种场景上行底噪抬升的平均值分别是12dB、22dB和3dB；当单时隙用满所有码字资源即接入8个用户时，3种场景上行底噪抬升的平均值分别是16 dB、28 dB和6 dB。

参考文献[12]详细分析了智能天线旁瓣抑制、功率控制等因素对系统干扰和容量的影响。

图4 3种场景下上行底噪抬升与用户加载关系另外，值得说明的是TD-SCDMA的邻频抑制能力远高于GSM，邻频信道干扰抑制比（ACIR）达到35dB以上（GSMACIR为18dB）。

理论和试验证明，TD-SCDMA邻频干扰远远低于同频干扰（保证小区间上/下行时隙切换点相同的情况下），传统GSM网络规划设计中对邻频干扰的抑制方法（如邻小区一般不应使用邻频等）在TD-SCDMA 网络规划设计中无需考虑。

4 TD-SCDMA系统的容量与覆盖系统内干扰决定了系统容量。

TD-SCDMA系统容量估算必须放到大规模网络的角度进行考量，小规模组网测试结果并不具有通用性。

目前，对于规模网络环境下TD-SCDMA的容量估算虽然有一些研究[12~14]，但尚无定论，需要紧密结合工程实际和具体场景探索。

研究和试验证明，TD-SCDMA在一定的无线环境和覆盖范围内确实表现出无线码道资源受限的特性。

TD-SCDMA系统内干扰或者说容量与智能天线性能、覆盖面积、用户分布、终端发射功率、电波传播环境等因素密切相关。

这里给出一个以TD-SCDMA 工作原理为依据相对简单的容量估算公式推导。

智能天线对干扰的抑制作用可以等效为一个空间滤波器，该滤波器对其他用户的干扰起到抑制作用。

通过大量测试统计能够得到一个平均的干扰抑制因子，联合检测能够消除本小区其他用户的干扰，通过大量测试统计得到一个平均的联合检测干扰消除因子，则TD-SCDMA系统上行平衡方程为：（1）其中，分母的第一项为本小区其他用户干扰；第二项为邻小区干扰，为邻小区干扰与本小区干扰比，与传播模型和小区半径等因素相关；第三项为热噪声功率。