论TD-LTE深度覆盖解决方案 温华斌

论TD-LTE深度覆盖解决方案温华斌发表时间：2018-01-20T18:43:52.957Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：温华斌[导读] 摘要：笔者主要从TD-LTE 宏基站深度覆盖能力分析、异构组网解决 TD-LTE 深度覆盖方案等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同学习进步。

广东海格怡创科技有限公司摘要：笔者主要从TD-LTE 宏基站深度覆盖能力分析、异构组网解决 TD-LTE 深度覆盖方案等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同学习进步。

关键词：TD-LTE；深度覆盖；异构网一、TD-LTE 网络深度覆盖需求移动互联网的发展极大推动了移动宽带需求的爆发性增长，中国移动数据流量在过去的 4 年间增长了 18 倍，室内业务发生比例也有提升的趋势。

与此相对应的是，从覆盖环境看建筑物密度及遮挡日益严重，基站选址难度也逐渐增大。

从系统覆盖能力看由于频谱资源尤其是低端频谱资源日益紧张，TD-LTE 系统的室外部署频段可能主要以 1.8GHz 及2.6GHz 甚至更高频段为主，系统覆盖能力相对较弱；从业务需求看数据业务在较高的 SINR 条件下才能达到高速数据传输的体验，单纯利用宏基站进行深度覆盖难以保证较高的 SINR 条件。

二、TD-LTE 宏基站深度覆盖能力分析链路预算中国移动 TD-LTE 系统部署候选频段包括 D、F、E 频段。

D 频段，2.570 〜 2.620 GHz，一般TD-LTE 在室外时使用 2.575 〜 2.615 GHz 频段；F 频段，1.880 〜 1.920 GHz，1.880 〜 1.900 GHz 频段用于TD-SCDMA覆盖，而PHS使用1.900〜1.920 GHz频段；（3）E频段，2.320 〜 2.370 GHz，2.320 〜 2.330 GHz频段用于 TD-SCDMA 网络室内覆盖，而 2.330 〜2.370 GHz 频段用于 TD-LTE 网络的室内覆盖。

若采用 COST-231 模型，穿透损耗为 2 dB，通过数据链路的仿真分析，TD-LTE 网络在 1.9 〜 2.6 GHz频段的覆盖范围较 TD-SCDMA 网络在 2.0 GHz 的覆盖范围如表 1 所示。

表1 TD-LTE网络较TD-SCDMA网络的覆盖范围由表 1 可知：TD-LTE 在 2.6 GHz 频段较 TD-SCDMA 网络就话音业务方面的覆盖范围减少 20%，在1.9 GHz 频段，TD-LTE 网络较 TD-SCDMA 网络就话音业务方面的覆盖范围要大 22%，而 TD-LTE 网络在 1.9 GHz 频段较 2.6 GHz 频段的覆盖范围要大 51%。

从表 1可知，TD-LTE 在高速率的情况下，仍然要面对深度覆盖的问题。

2.网络仿真分析采用网络规划仿真工具，以某城市中 TD-LTE 网络的试验网进行数据仿真，其仿真数据如表 2 所示。

仿真结果显示，在该城市中，若采用 1.9 GHz 频段建设 TD-LTE 网络，其网络深度覆盖率为 97.6%，较2.6 GHz 频段的网络深度覆盖率 91.3%，提升了 6.3%，效果显著。

很明显，采用较低频段进行网络建设，可以有效改善 TD-LTE 网络的覆盖率。

表2 TD-LTE网络覆盖能力低频段组网可以有效提升 TD-LTE 网络的深度覆盖能力，但宏蜂窝密度的增加不能无限制的提升覆盖效果。

TD-SCDMA 网络规划仿真显示，在部分站点随机分布（25% 的站点随机偏移 100 ～ 150m）情况下，400m 站间距仿真结果最好，450m 站间距与 400m性能接近，而 300m 由于其干扰相对较高，性能最差，HSDPA 每用户平均吞吐速率从 430kbit/s 下降到260kbit/s。

预期对于 TD-LTE 网络，同样存在宏站站距缩小到一定程度后，网络性能反而会恶化的情况。

三、采用异构网方式进行 TD-LTE 深度覆盖1. 异构网网络结构蜂窝网络结构从物理意义上讲分为水平与垂直结构。

水平结构是指蜂窝架构，主要包括站间距、站高、重叠覆盖、天线特性及业务分布等要素。

垂直结构是指网络的分层架构，主要取决于无线系统的多址方式：基于 FDMA/TDMA 的 GSM 系统可通过频率进行分层区分，实现以频率换取容量与质量；基于 CDMA/TDMA 的同频段组网的 TD-SCDMA 系统必须通过良好的蜂窝结构来获得良好的网络质量；基于 OFDMA的 LTE 同频系统可通过频分或时分的方式实现垂直分层结构。

一个优良的网络首先应具备优良的水平蜂窝结构，同时还应依据不同系统特性实现不同的垂直分层结构。

2.构网关键技术问题（1）干扰规避异构网的干扰特性与常规蜂窝结构不同，在同层干扰基础上增加了层间干扰，异构网干扰可以区分为多种类型，如 HeNB 干扰，不同发射功率的干扰（即高功率与低功率基站之间的干扰），多跳（Relay）部署干扰等。

如图 1 场景所示，干扰类型（a）为没有接入到CSG 小区的宏基站用户被 HeNB 干扰，干扰类型（b）为宏基站用户对 HeNB 产生严重干扰，干扰类型（c）为 CSG 用户被另外一个 CSG 的 HeNB 干扰，干扰类型（d）为基于小区路径损耗（通常使用 RSRP 偏置作为判决标准）的移动性管理可以改进上行链路性能，但会增加小区边界的非宏基站用户下行干扰。

图1 异构网干扰场景示例R10 中重点关注的干扰问题是上述的（a）和（d）。

可选的解决方案包括：R8、R9异频组网（不同层间），CA 情况下采用正交载波调度，非 CA 情况下采用频域、时域错开机制等，相关协议规范还在研究中。

（2）层间移动性管理层间移动性管理是异构网的另一个关键技术问题，比如按照话务下沉原则，应该让用户优先驻留在低层小区内，对于中高速移动性的用户，应优先驻留在高层小区以减少重选及切换频度，降低网络信令负荷。

在小区重选机制方面，TD-LTE 规范提供了基于RSRP 和 RSRQ 双重条件用于控制启动测量门限，当Srxlev>SIntraSearchP 且Squal>SIntraSearchQ，UE可以不进行频内测量，否则进行频内测量。

对于异构网场景，提供了小区优先级作为频间测量触发条件，即如果频间或 RAT 间的重选优先级高于服务小区优先级，则执行测量。

在此基础上，根据 SIB3 中定义的threshServingLowQ，下列情况下向高优先级的频间小区执行重选：1）本小区满足 Squal<ThreshServing, LowQ，并且 EUTRAN 和 UTRAN FDD 高优先级小区满足Squal>ThreshX, LowQ 。

2）本小区满足 Squal<ThreshServing, LowQ，并且 UTRAN TDD、GERAN 等高优先级小区满足Srxlev>ThreshX, LowP。

3）在当前小区已经驻留 1s 以上。

当多个小区满足条件，采用优先级高优先、系统内优先的排序原则。

规范最多可以定义 8 个层优先级，每优先级最大 16 个小区。

在切换机制方面，可以基于覆盖、容量和负载进行切换。

四、异构组网解决 TD-LTE 深度覆盖方案TD-LTE 的异构网可以定义为不同制式、不同功率等级的基站设备组成的多系统、多层次的网络结构。

以下为采用异构网组网解决TD-LTE 深度覆盖的几种方式：利用现网宏基站站址资源，由室外往室内打，天线下倾角的设计要俯仰结合，高处建站往下打覆盖中低层，中低处建站往上打覆盖高层，适当距离定向覆盖。

合理利用覆盖区域内路灯杆、监控杆、交通信号杆等资源，采用射频拉远、新建伪装灯箱等建设方式，利用高集成度、高美化度的一体化微基站产品，灵活部署灯杆站、街道站，来进行补盲和近距离精确覆盖。

在住宅小区内部，合理利用楼顶和小区内路灯杆资源，采用射灯天线等不同形式的美化天线，进行更深层次的网络覆盖。

网络异构可以在单一的目标区域，完成不同类型小区的网络部署，就好比在宏蜂窝小区范围内，可以在其中部署若干个微型小区。

它是基于 GSM 分层结构三维基础上，针对OFDM 特性，对网络结构进行优化得到，从而实现不同网络层间网络同频部署，异构网络以宏蜂窝基站作为网络的基础覆盖，以微站，飞站，皮站等方式来完成室内网络的深度覆盖，以达到增加网络容量、提高数据传输速度、提高用户感知体验的目的，新建微站，飞站，皮站可以在很大程度降低目标区域内选址难度。

下面就具体场景来分析 TD-LTE 深度覆盖方案：市内人流密集区。

城市市内人流密集区的LTE 覆盖主要是尽可能的提高网络容量，尤其是边缘用户的峰值用户速率。

该场景的 LTE 网络覆盖的原则，一般以宏基站提供基础覆盖，由小功率设备组成的微站，飞站来覆盖街道和室外集市等室外人口密集区域，从而达到对于宏站覆盖盲点和热点进行补充覆盖。

（2）住宅楼小区。

目前大多数住宅小区由混凝土框架结构构成，住宅楼内隔断较多。

室外宏站通常难以保证住宅室内的覆盖效果，这种场景下通常可以采用在小区内新建一体化微站的覆盖方案，选择园区中心区域，在楼顶安装较大功率微站设备，在室外的地面灯杆和楼体墙面部署小功率微站设备，分别解决小区的中高层和低层住宅的室内覆盖，室内其他盲区和弱覆盖区域可考虑通过传统室分系统解决。

（3）大型场馆。

这类场景一般具有较为开阔的空间，人流密度较大，容量要求高，而往往无法新建传统室内分布系统。

其中室外覆盖根据需求可选用微站来覆盖，为保证容量场馆内可考虑分布式皮站设备来覆盖。

结语总而言之，深度覆盖问题必将是 TD-LTE 网络建设的重中之重。

因地制宜结合多种手段对深度覆盖问题区域进行室内外联合规划，将可高效优质地解决网络覆盖问题。

参考文献[1] 李通, 程日涛, 王潜渊, 张新程. TD-LTE深度覆盖方案[J].电信工程技术与标准化. 2012,(7).[2] 鲁义轩. 四大策略加强TD-LTE深度覆盖[J]. 通信世界.2011,(28).[3] 罗凡云,郭俊峰. TD-LTE网络覆盖性能分析[J]. 移动通信.2010,(5).[4] 郭华, 肖荣军, 王宏图. TD-LTE异构网络覆盖研究[J]. 移动通信. 2011,(16).。