TD_LTE重叠覆盖及解决方案分析

图5 TD-SCDMA与TD-LTE切换带差异
时间
盖情况的排查分析，可以通过全网遍历拉网测试方式 准确得到，排查的准确性与遍历的精细程度相关。
在TD-LTE网络建设阶段，TD-LTE网络还未形 成区域覆盖，无法通过对TD-LTE网络遍历测试的方 式来评估网络重叠情况和对网络性能的影响程度。由 于TD-SCDMA的工作频点和TD-LTE F频段工作频段 较为接近，可以认为两个系统的传播损耗具有很强的 相似性。 那么，如果TD-LTE与现有TD-SCDMA网 络共站建网，就可以通过对TD-SCDMA现网的遍历 测试结果来初步预估TD-LTE网络的重叠状态。
不过，这样做的前提条件是TD-SCDMA网络和 TD-LTE网络覆盖基本一致。为此，首先要确认TDLTE天线权值配置，天线权值配置决定广播信道的天 线方向图，F频段TD-LTE和TD-SCDMA频段接近， 两者权值配置应相同；另外，TD-LTE的功率配置 趋势与TD-SCDMA现网的功率设置趋势也应基本一 致。
由图1可知，重叠小区个数每增加一个，会导致终 端用户的CRS-SINR下降1.4~3dB，用户的下行吞吐 量下降20%~40%。由定点的测试结果可以看出，同频 网络中的重叠覆盖对性能影响非常严重，需要严格控 制重叠覆盖的程度和范围。
以片区拉网遍历测试结果统计如图2所示，与定点 测试结果基本一致。随着重叠覆盖小区的逐渐增加， 终端用的吞吐量和SINR迅速下降，当在网络中重叠覆 盖影响占比过大时，会导致网络性能无法满足规划指 标要求。
而实际网络中的天线挂高、站间距、角度以及站 址分布很难达到理想网络结构要求，其重叠覆盖程度 会高于仿真结果，如与理想网络环境相近的实际区域 B，重叠覆盖比例在2.3%左右，见表1。
表1 不同区域重叠覆盖统计
重叠小区数目 区域A覆盖率/% 区域B覆盖率/% 区域C覆盖率/%
1
42.71
54.11
45.25
18
2013年 第2 1 期
“LTE技术与产业”专题
高10%~15%。如图3所示，每增加一个强邻区，TDLTE性能下降20%~40%，TD-SCDMA性能下降 10%~30%。
因此，与TD-SCDMA网络相比，TD-LTE需要 更加严格控制网络的重叠覆盖范围和程度。
3 重叠覆盖问题的来源
3.1 网络结构影响 不同的区域重叠覆盖的程度存在很大差异，重叠覆
下压俯仰角
上调俯仰角
图4 倾角变化对重叠覆盖影响
表2
TDL现网俯仰角 TDL俯仰角下压2o TDL俯仰角上调2o
俯仰角对吞吐量影响 下行吞吐量/Mbps 20.05 21.43 18.11
吞吐量差异 N/A 6.92%
-15.51%
TD-LTE F频段采用与TD-SCDMA共天馈时， 由于TD-SCDMA系统和TD-LTE系统的差异， TDSCDMA系统切换过程所需要的时间远大于TD-LTE 系统所需时间，如图5所示，为保证移动性能，TDSCDMA小区间的切换带需要比TD-LTE更宽。采用 TD-SCDMA现网的俯仰角，对于TD-LTE网络来 说将可能增加重叠覆盖问题影响范围。在保障TDSCDMA网络性能的前提下，降低天线的俯仰角有助于 改善TD-LTE网络重叠覆盖印象，提升网络性能。
除利用工程参数优化调整规避网络重叠覆盖影响 外，还可以开启TD-LTE设备特有的抗干扰技术，如 开启ICIC、FSS等干扰规避或干扰消除技术对抗小区 间的同频干扰。
5 网络结构问题验收方法
对于与重叠覆盖相关的网络性能验收，除了考虑 多个低于服务小区6dB以内的强干扰邻区造成的重叠覆 盖影响之外，还需要考虑其他两种情况：第一要考虑 少量强电平邻区影响，这里的强电平邻区指的是信号 强度接近服务小区或者高于服务小区的情况，这种强 干扰的同频邻区严重影响服务小区性能；第二要考虑 弱电平邻区的累积影响，这种类型的邻区在单独评估 时对服务小区基本没有影响，但如果有多个弱电平邻 区累积影响时，如有超过6个比服务小区电平弱10dB以 内的邻区影响区域，也会引起服务小区性能下降。
2
33.27
35.05
26.74
3
16.92
8.55
15.99
4
5.01
1.59
7.96
5
1.58
0.55
2.88
6
0.48
0.12
0.87
7+
0.04
0.03
0.31
网络中的高站、过近/过远站点的存在是重叠覆盖 的重要来源之一，如表1中的区域A和区域C，区域A和 区域C超过50m的过高站比例为15%，重叠覆盖影响范 围达到7%和12%，较网络结构相对理想的区域B所受影 响更大。
4 重叠覆盖的解决方案
4.1 重叠覆盖问题排查 在已经完成覆盖建设的TD-LTE网络，对重叠覆
2013年 第2 1 期
19
“LTE技术与产业”专题
电平 RSCP1/RSRP1
RSCP2/RSRP2
在TD-SCDMA切换带LTE SINR较差
LTE切换带
TTT
切换
3dB
TTT
切换
TD-SCDMA切换带
网络验收时对强干扰邻区、重叠覆盖邻区以及弱 干扰邻区的指标要求目前仍在研究摸索中。
6 结束语
不同于以往的GSM和TD-SCDMA系统，重叠覆
盖对同频组网的TD-LTE网络性能影响较大。重叠覆 盖对于网络的影响是多方面的，最主要的是对网络吞 吐量的影响。TD-LTE网络重叠覆盖排查和解决是排 查网络问题和提升网络性能的重要内容，也是TDLTE网络建设和网络优化期间的重要工作。
盖的影响范围和程度与测试环境的网络结构密切相关。 理论仿真分析表明，理想网络结构时，TD-LTE天线 高度不宜过高，在站间距为400~500m时，天线挂高建 议为30~35m，或与整网平均站高基本保持一致，站点 分布尽量均匀。TD-LTE天线方位角尽可能120°三等 分，同站两扇区夹角不小于100°，不大于150°。天线 主瓣方向无明显阻挡，也不要与街道的走向平行；天线 下倾角不宜设置过小，需要结合站高、站间距、周边地 理环境综合考虑，且机械下倾角设置不超过10°，防止 天线方向图形状发生畸变。在这种理想网络结构下，重 叠覆盖所影响的区域只有1%左右。
收稿日期：2013-07-06 责任编辑：左永君 zuoyongjun@mbcom.cn
响，甚至无法达到网络建设的规划指标，极大影响用 户使用体验。
在TD-LTE同频网络中，将弱于服务小区信号强 度6dB以内且CRS RSRP大于-110dBm的重叠小区数 目超过3个（含服务小区）的区域，作为重叠覆盖区域 考虑。从规模试验网中抽样统计结果表明，与未受到 重叠覆盖影响的区域相比，重叠覆盖区域存在70%以 上的性能损失，且随着重叠覆盖程度加深，同频干扰 造成的性能损失会进一步加大。从重叠覆盖的影响范 围上看，不同场景所占的比例有所不同。
（b）SINR 图2 重叠覆盖影响——片区拉网遍历结果
常采用多个不同频率的载波来承载HSPA数据业务，相 比于同频组网的TD-LTE系统，TD-SCDMA受重叠 覆盖同频干扰的影响较小。
实际测试数据统计表明，当存在相同数目的重 叠覆盖强邻区时，TD-LTE性能下降较TD-SCDMA
图3 TD-SCDMA和TD-LTE速率随重叠覆盖下降比例
“LTE技术与产业”专题
TD-LTE重叠覆盖及解决方案分析
崔航，王四海，李新，杨光 （中国移动通信集团公司研究院，北京 100000）
【摘 要】 【关键Fra Baidu bibliotek】
TD-LTE的F频段设备与TD-SCDMA共天线组网时，如何解决因利用原有TD-SCDMA网络结构而形成的网络重叠 覆盖问题是目前关注的主要内容之一。分析介绍了重叠覆盖对网络的影响、重叠覆盖的来源以及重叠覆盖的解决 方案，给出了TD-LTE网络重叠覆盖的验收建议。
4.2 重叠覆盖解决和规避方法 （1）更换站址 通过对TD-SCDMA现网的遍历，收集各点信号
电平强度及邻区电平强度，通过折算预测共天馈的 TD-LTE网络的重叠覆盖情况，筛选出受重叠覆盖影 响较大区域，并分析干扰来源，按照干扰贡献排序， 重点分析对干扰贡献较大的站址，按照理想网络结构 站址选择原则，重新选址，改善网络性能。
规模试验网测试结果表明，对于同频组网的TDLTE系统，重叠覆盖问题是影响网络性能指标的因素 之一，也是TD-LTE在建设和优化阶段需重点考虑 的。本文通过对重叠覆盖问题的成因来源、影响程度 和解决方案的介绍，探讨如何规避重叠覆盖对网络性 能的影响。
2 重叠覆盖对网络性能的影响
TD-LTE网络中存在的重叠覆盖是TD-LTE网 络建设和网络优化面临的主要问题之一。在重叠覆盖 影响严重的区域，终端用户的吞吐量性能受到很大影
3.2 天馈倾角影响 对于同频TD-LTE网络，天线俯仰角的变化会引起
重叠覆盖范围变化。如图4所示，天线倾角下压时小区 间的切换带变窄，重叠覆盖的影响范围和强度均降低； 天线倾角上调时，小区间的切换带变宽，重叠覆盖的影 响变大，如表2。规模试验网某区域倾角变化对性能影 响的结果表明，下压倾角时TD-LTE室外道路覆盖性能 提升7%，而上调倾角后导致15%的性能损失。
除此之外，严重的重叠覆盖还会带来TD-LTE小 区间PCI的模3干扰，这种干扰会对用户移动性造成一 定影响，特别是在网络载荷较轻时更加明显。
2.2 对TD-SCDMA和TD-LTE影响的差异 TD-SCDMA是N频点异频组网方式，每个小区通
dB
Mbps
123456 重叠小区个数
（a）吞吐量
123456 重叠小区个数
2013年 第2 1 期
17
“LTE技术与产业”专题
Mbps
dB
25
20
15
10
5
0
城市1
城市2
城市3
1个重叠小区 2个重叠小区 3个重叠小区
（a）用户吞吐量 （50%加扰）
10
8
6
4
2
0
城市1
城市2
城市3
理论值
1个重叠小区 2个重叠小区 3个重叠小区
（b）SINR（50%加扰）
图1 重叠覆盖影响——定点性能变化
下面通过研究重叠覆盖影响的大小和范围，来寻 找解决重叠覆盖问题的方法。
2.1 对TD-LTE性能的影响 实际网络中的站址高度和站址距离均不同于理想
蜂窝网络，此外覆盖范围内的建筑起伏不定，对信号 的传播影响多种多样，重叠覆盖问题在这种网络中必 然存在。
重叠覆盖对TD-LTE的影响可以通过测试评估。 随着重叠覆盖范围的增加，终端用户的吞吐量变化情 况见图1：
在网络结构不理想引起的重叠覆盖问题中，过高 站址造成的重叠覆盖问题是非常明显的，对杭州某区 域测试统计发现，高站对周围邻区的同频强干扰导致 该区域吞吐量下降高达40%。可见，对于影响网络性 能的超高站址的排查和更换会显著提升网络质量。
（2）天馈调整 在优化与TD-SCDMA共天线的TD-LTE系统 时，规模试验网测试证明，在理想网络结构下，两系 统优化时对天馈的调整具有协同性，即在优化TDLTE网络指标而调整天线角度时，共天线的TDSCDMA网络指标基本没有影响；但在非理想网络结 构下，两个系统的优化具有互斥性，即按照TD-LTE 优化要求调整天线角度后，会引起TD-SCDMA的无 线指标明显恶化。在这种情况下优化TD-LTE网络的 重叠覆盖时，天馈调整要兼顾TD-SCDMA的指标变 化。 另外，当TD-LTE的F频段设备与TD-SCDMA设 备未完全共站时，网络结构将会更加复杂，重叠覆盖 造成的同频干扰更是难以评估，两张网络对天馈的方 位角和下倾角需求差异很大，这种场景建议采用独立 天线来满足网络的覆盖要求。 （3）更改频段 对于通过遍历测试发现的问题站点，比如过高站 和过密站点造成的重叠覆盖影响，客观上无法通过改 变站址规避，可以将F频段设备更换成D频段插花方式
TD-LTE F频段 重叠覆盖 同频组网 吞吐量
中图分类号：TN929.53 文献标识码：B 文章编号：1006-1010(2013)-21-0017-05
1 引言
TD-LTE采用同频组网，如在F频段（1 880~ 1 920MHz），全网小区使用相同频点，每个小区内的 终端用户都会受到来自其他小区的同频干扰。通常把 受到较多的同频邻区干扰影响且干扰较大的区域称之 为重叠覆盖区域。
20
2013年 第2 1 期
“LTE技术与产业”专题
保证连续覆盖，更换后，可以规避原有的重叠覆盖引 起的同频强干扰，如图6所示：
F频段
重叠覆 盖区域
F频段 D频段
图6 更换频点规避重叠覆盖问题
由于重叠覆盖影响较大的区域通常也是业务量 需求较大的区域，随着业务需求的迅速增加，多层网 络出现后，通过更换频点解决的重叠覆盖问题将会再 现；所以不同频段的混合组网，仅能解决网络建设初 期在业务量需求较低时的重叠覆盖问题。