ＴＤ－ＳＣＤＭＡ的頻率及擾碼規劃方法探討

戈　玲　邱　杰　楊明帥　石　巖

【摘要】TD-SCDMA網絡是我國擁有知識產權的新一代網絡，TD系統可以通過頻率規劃和擾碼規劃來降低干擾程度。文章在分析網絡干擾測試數據的基礎之上，探討了在實際網絡中頻率和擾碼的配置方法，從而提升TD-SCDMA網絡性能。

【關鍵詞】TD-SCDMA 頻率 擾碼 規劃

1前言

TD-SCDMA網絡是我國擁有知識產權的新一代網絡，與CDMA2000網絡和WCDMA網絡并稱3G通信的三大制式。目前，國內幾個大城市的TD網絡均已初具規模并進入了預商用階段。TD網絡的頻率和擾碼規劃直接影響到網絡的質量，因此，如何有效并合理地配置網絡頻率和擾碼，是網絡優化人員應重點關注的問題之一。

2頻率及擾碼的干擾測試分析

由于TD的擾碼和擴頻碼很短，擴頻增益低，導致抗干擾能力弱。位于小區間重疊覆蓋區域內的用戶，在小區頻率及擾碼不同配置情況下對各種TD業務的感知如表1所示：

在同頻情況下，小區間干擾比較明顯，對TD的語音及數據業務均有一定的影響，但對數據業務的影響更顯著；在異頻情況下，無論擾碼如何配置，均無感知方面的不良影響。

本文通過實際測試，分析了同頻和異頻條件下不同網絡負荷的切換情況，測試數據如表2。可以看出，大負荷情況下，同頻切換成功率比異頻切換要低很多，這在一定程度也說明同頻情況下TD系統的干擾比較大，影響了切換性能。

小負荷指的是2個手機進行話音業務，大負荷是指的是4個手機進行視頻電話互撥，4個手機進行話音業務。

頻率和碼的干擾不但會影響用戶的感知，而且會影響到系統的切換性能。因此，對網絡進行合理的頻率、擾碼規劃是非常重要的。在規劃的時候，應盡可能增大主載頻和擾碼的復用距離。對于距離特別近的小區，盡可能的保證不同頻，這樣才能得到理想的網絡效果。

3TD的頻率規劃方法

3.1 頻率規劃思路簡介

GSM系統中所采用的頻率規劃方法，在TD-SCDMA系統的頻率規劃中可以進一步應用。頻率的復用方式有分組復用（包括：1*3，3*3，4*3，5*3，7*1，7*3的分組復用方式）、動態復用、多重頻率復用（MRP）、智能多層頻率復用等等，各種復用方式都有其優點和局限性，根據不同地區的基站布局可以選用不同的頻率規劃的方法。

TD系統目前的核心頻段共15MHz，含9個頻點，頻率規劃原則如下：

◆為了降低公共信道的干擾，為小區設置的主載波頻點復用系數越大越好。

◆為減小同鄰頻干擾，建議采用N頻點技術，每個小區內主載頻與輔載頻不能相同，同站不同小區之間的主載頻不能相同。

◆HSDPA采用與R4網絡混合組網的方式，H業務可以獨占時隙或載波，以不影響R4業務為準則，根據用戶量進行調整。

3.2常用頻點分配方案

目前，運營商一般使用15M帶寬下的9個頻點來配置網絡，以減少頻率引起的干擾。當使用9個載頻來配置網絡時，可以采用如圖1所示的分配方式：

在圖1的載頻分配方式中，整體采用頻率復用系數為1的頻率分配方式，其中主載波采用復用系數為3的分配方式，具有一定的隔離，保證了網絡中公共信道的干擾較小。但是主載波的復用距離還是不夠大，因此也可以采用如圖2所示的分配方式，采用復用系數為9的主載波分配方式：

3.3頻率規劃方案探討

可以看出，圖2的頻點分配方案，其頻率復用系數較大，能夠最大程度上滿足同頻隔離的要求。但是以上兩種頻率模板都沒有考慮室內站、微蜂窩站和HSDPA頻點的頻點配置情況。

如果為室內站和微蜂窩站特地留出2～3個頻點單獨使用，顯然能較好地避免室內、外信號的相互干擾，但是會導致本來就不寬裕的室外頻點數目更少。是通過犧牲室外頻點的數目來滿足室內、外干擾的要求，還是室內外混用頻點來提高頻點的利用效率，這是規劃人員需要考慮的問題。就目前情況來看，室內站數目有限，且室內、外信號有建筑物的隔離，某種程度上可以減小相互的干擾。因此，建議不單獨分配頻點給室內站。室內站的頻點分配可以用插花的形式：在已經配置好周邊室外站的基礎上，選取隔離度相對較大的頻點分給室內站使用。這樣一來，既保證了室外站頻點的數量，又較好地隔離了室內外信號。

對于HSDPA載波的頻點配置，基于以下幾點考慮：建議HSDPA和R4業務進行獨立時隙配置，也可以單獨配置1個或者多個載波給HSDPA，HSDPA資源的多少是根據業務量來調整的。網絡初期，為了降低規劃難度，建議每個小區均配置1個HSDPA載頻（到了后期網優時，可以根據各小區不同的業務需求進行局部調整）。對于HSDPA頻率的配置，如果單獨給HSDPA分配1個頻點，會減少網絡可用頻點的總數量。因此，建議室外站統一按照圖2的模板進行復用度較高的頻率配置，然后對于S3/3/3配置的基站，在每個扇區選取1個載頻來承載HSDPA業務。

筆者在此提供另外一個頻率規劃模板：把F5單獨拿出來給HSDPA使用，把F1留給室內站作主載頻，剩下的F2、F3、F4、F6、F7、F8和F9進行混排，具體如圖3所示：

該模板在主載頻層，F2和F6多復用了1次；在輔載頻層，F4多復用了1次。如果整網按照此模板排列的話，F2、F4、F5和F6的使用頻率會高于其它頻點，造成一定的資源利用不均衡。該頻率模板優點是既保證了室內主頻點和HSDPA頻點的獨立性，又能較好的保證室外頻點的復用距離。

4 擾碼規劃方法

TD系統的碼資源具有數量少、碼片短的特點，其碼規劃具有一定的難度，基本規劃原則如下：

◆碼規劃和頻率規劃要結合在一起來做；

◆同一小區的相鄰小區不能使用同頻同碼字，同一個基站的小區要使用不同擾碼組的擾碼；

◆碼規劃主要考慮同頻同碼字小區間的復用距離盡量大。

常見的碼規劃算法基本上分4種：常規碼規劃算法、簇復用算法、互斥性算法和干擾度約束算法。

4.1 常規碼規劃算法

常規擾碼規劃算法比較簡單，小區的規劃順序是先直接分配下行導頻碼，然后根據下行導頻碼確定擾碼組，最后進一步確定擾碼。下行導頻碼的分配流程就是：選取目標小區，在32個可用的下行導頻碼中選取鄰小區沒有使用過的分配給目標小區。然后根據下行導頻碼對應的4個擾碼，任取一個分配給小區。

這種算法是最基本的擾碼規劃算法，僅考慮了碼規劃的基本約束條件，沒有過多考慮復合碼（擴頻碼和擾碼相乘所得碼叫做復合碼）的干擾因素，只是把32個擾碼組中的擾碼分配下去，保證鄰區間不出現同頻、同擾碼。

4.2簇復用的碼規劃算法

這種算法沒有在目前的軟件中實現，可以當作是一種參考算法。

依照圖4和圖5的規劃模板，由用戶選擇復用碼組的個數，為了保證足夠的復用距離，至少選擇21個碼組作為一個復用簇，也可以選取30個碼組作為一個復用簇。

這種算法要求從32個碼組中挑選出一定數量的碼組進行復用，這些碼組的挑選依據又分為兩種：以擾碼相關性為依據篩選性能較好的擾碼進行分配和復用；以復合碼相關性為依據篩選性能較好的擾碼進行分配和復用。雖然兩種思路考察的依據不同，但最終選定的擾碼絕大多數是相同的。

4.3 互斥性碼規劃算法

考慮到復合碼的重合概率產生干擾的可能性，擾碼被分到了不同的基擾碼組中。基擾碼組是能夠產生相同復合碼的擾碼組成的集合，在SF=16的時候，有12個基擾碼組，在SF=8的時候，只有7個基擾碼組。

該方法在碼規劃中不能采用先分配下行導頻碼、后選擇擾碼的步驟，而需要優先考慮基擾碼組的分配，然后再按順序確定下行導頻碼和擾碼。流程如圖6所示：

4.4基于干擾度的碼規劃方法

該方法首先定義了一個“干擾度”的概念。干擾度是一個計算出來的互相關值，它可以反應出不同擾碼組生成的復合碼之間的相關性。

32個擾碼組兩兩之間的干擾度可以通過計算得到，由于干擾度是基于復合碼相關性計算出來的，因此與系統干擾有直接的關系。該算法以干擾度作為約束條件，把系統間所有相鄰小區之間的碼組干擾度總和最小作為最終收斂條件。

該規劃算法在進行系統規劃的時候充分考慮了復合碼相關性變化而帶來的干擾情況，以更嚴格的條件來規劃系統擾碼，以此降低同頻組網時碼字間的干擾。

4.5 各種算法的總結

以上是目前較常見的4種碼規劃方法，表3給出了各種方法的對比。

綜合考慮以上頻率及碼規劃方法，在TD實際規劃優化中，首先要重點做好頻率的規劃，因為同頻產生的干擾通過擾碼無法很好地予以消除。類似于GSM網絡的頻率規劃，保證覆蓋重疊區域大的鄰小區盡量采用異頻。擾碼規劃需要在頻率規劃好的基礎上進行：如果是小片區域的手工規劃，可以采用比較簡單的常規碼規劃算法；如果有規劃軟件輔助，利用互斥性碼規劃算法或基于干擾度的碼規劃算法，可獲得較理想的結果。

5結束語

頻率和擾碼規劃的合理程度對TD網絡質量有較大影響，與GSM系統相比，TD系統可以通過頻率規劃和擾碼規劃來降低干擾程度，因需要更多地考慮如何合理配置頻率和碼資源，才能達到最好的效果。本文首先介紹了TD網絡干擾測試的情況，然后著重討論了目前幾種主流的頻率規劃和擾碼規劃方案，并給出了筆者的推薦方案。希望文中提到的規劃方法和思路對廣大網規和網優工作者有一定的參考意義。

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