TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能分析

虞疆 劉遠(yuǎn)彬

摘? 要：無線網(wǎng)絡(luò)性能包含覆蓋、質(zhì)量和容量;影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋的因素包含頻率、小區(qū)發(fā)射功率、手機終端靈敏度等;影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的因素包含網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機制等;影響網(wǎng)絡(luò)容量的因素包含信道帶寬、上下行子幀配比、具體的業(yè)務(wù)類型、頻率組網(wǎng)方式等。本文主要從TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及業(yè)務(wù)模型等方面對影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的因素進行分析，分析出TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)建議，以確保基礎(chǔ)配置能夠滿足網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求，促進網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：TD-LTE;網(wǎng)絡(luò)性能;ICIC;業(yè)務(wù)模型

中圖分類號：TN929.533? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）08-0064-03

Abstract：Wireless network performance includes coverage，quality and capacity;network coverage factors include frequency，cell transmission power，mobile terminal sensitivity;network quality factors include network topology，inter-cell interference coordination mechanism;network capacity factors include channel bandwidth，up-down subframe configuration，specific business types，frequency networking mode，etc. This paper mainly analyses the factors affecting the performance of TD-LTE network from the aspects of the principle and business model of TD-LTE network technology，and analyses the suggestions for the construction of TD-LTE network，so as to ensure that the basic configuration can meet the requirements of network construction and promote the development of the network.

Keywords：TD-LTE;network performance;ICIC;business model

1? TD-LTE簡介

TD-LTE是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)。它吸納了TD-SCDMA的主要技術(shù)元素，體現(xiàn)了我國通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無線移動通信領(lǐng)域的最新自主創(chuàng)新成果。2013年12月4日，工信部給中國移動、中國電信、中國聯(lián)通均發(fā)放了TD-LTE牌照，拉開中國LTE商用序幕。

2? TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)

由于LTE網(wǎng)絡(luò)相比于2G、3G無CS域，能夠為用戶提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)也發(fā)生了一些變化，網(wǎng)絡(luò)性能關(guān)鍵指標(biāo)也由原來的覆蓋指標(biāo)（重點強調(diào)接收電平）向用戶感受（上下行吞吐量）轉(zhuǎn)變。現(xiàn)階段主要關(guān)注RSRP、SINR及上下行吞吐量。

2.1? RSRP

RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）是LTE網(wǎng)絡(luò)中可以代表無線信號強度的關(guān)鍵參數(shù)以及物理層測量需求之一，RSRP主要衡量從基站至用戶終端處的信號衰減情況。由于TD-LTE上下行共用同一頻率，故同樣可衡量上行鏈路損耗。

2.2? SINR

SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號與干擾加噪聲比）是接收到的有用信號的強度與接收到的干擾信號（噪聲和干擾）的強度的比值。SINR主要衡量信道的純凈程度，代表業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量并直接決定了業(yè)務(wù)速率，是影響LTE網(wǎng)絡(luò)性能的決定性因素。

2.3? 上下行吞吐量

上下行吞吐量可以衡量用戶對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的感知速率，是衡量網(wǎng)絡(luò)性能好壞的最直觀的指標(biāo)。較高的上下行吞吐量可以縮短用戶的下載時間，保證用戶在碎片化時間內(nèi)得到高速率體驗從而提升單用戶數(shù)據(jù)流量，極大地提高收入。

3? 影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的因素

網(wǎng)絡(luò)性能包含：覆蓋、質(zhì)量和容量等，對網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響因素主要包含頻率、小區(qū)發(fā)射功率、手機終端靈敏度等;對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響因素主要包含網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機制等;對網(wǎng)絡(luò)容量的影響因素主要包含信道帶寬、上下行子幀配比、特殊子幀配比、控制信道開銷、具體的業(yè)務(wù)類型、頻率組網(wǎng)方式等。下文將針對部分因素進行分析。

3.1? 頻率

頻率資源是移動通信中最寶貴的資源，頻率的高低直接影響到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本與后期網(wǎng)絡(luò)運行的質(zhì)量。低頻段繞射能力差、空間傳播損耗大，單基站覆蓋半徑較小，設(shè)置覆蓋基站數(shù)較多，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較大;高頻段繞射能力強，空間傳播損耗較小，單基站覆蓋半徑較大，設(shè)置覆蓋基站數(shù)較少，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較小。

在3GPP協(xié)議中，TD-LTE的頻率范圍主要為2G、3G等高頻段。我國TD-LTE頻段劃分情況如表1所示。

從分配頻段來看，中國移動共獲得130M帶寬，中國電信、中國聯(lián)通各獲得40M帶寬。中國移動獲得頻段較寬，網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)勢較明顯，可以在一定程度上彌補由于頻段較高導(dǎo)致的覆蓋弱勢。

針對現(xiàn)有TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)使用A、F頻段的情況，可以在郊區(qū)及話務(wù)需求不大的區(qū)域使用F頻段實現(xiàn)與TD-SCDMA相同覆蓋，在話務(wù)需求較大的區(qū)域使用D頻段，滿足對后期容量的需求。

3.2? 信道帶寬

LTE系統(tǒng)支持動態(tài)帶寬配置，有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MH、15MHz、20MHz共六種配置模式。系統(tǒng)可以配置的上下行信道帶寬關(guān)系如表2所示。

隨著信道帶寬的增加可使用的RB數(shù)依次增加，小區(qū)的吞吐量也直接增加。在20M信道帶寬情況下，傳輸帶寬可使用的RB數(shù)最大為100。

在實際網(wǎng)絡(luò)中可以根據(jù)各區(qū)域?qū)Ω采w和容量需求的不同，分別設(shè)置不同的信道帶寬，如密集市區(qū)容量需求較大，可以將信道帶寬設(shè)置為20M，部分區(qū)域使用載波聚合技術(shù)，實現(xiàn)多載波高速率滿足用戶容量需求;對于農(nóng)村及部分邊緣容量較小的區(qū)域，通過使用小信道帶寬（如5M）異頻組網(wǎng)，滿足這些區(qū)域的覆蓋需求。

3.3? 時隙配比

TD-LTE為時分雙工，TD-LTE每個10ms無線幀包括2個長度為5ms的半幀，每個半幀由4個數(shù)據(jù)子幀和1個特殊子幀組成，特殊子幀包括3個特殊時隙：DwPTS，GP和UpPTS，總長度為1ms，TD-LTE幀結(jié)構(gòu)可以靈活的支持不同配置的上下行業(yè)務(wù)。

TD-LTE不同配置的上下行時隙配比如表3所示。

3.4? 業(yè)務(wù)模型

業(yè)務(wù)模型，就是將用戶所使用的各業(yè)務(wù)類型在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時進行定義，包括業(yè)務(wù)類型、用戶行為、終端等。業(yè)務(wù)模型主要影響網(wǎng)絡(luò)容量情況，精準(zhǔn)的業(yè)務(wù)模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測未來的容量需求情況。

業(yè)務(wù)模型包含如下主要指標(biāo)：

（1）會話時長：每個PPP會話的持續(xù)時間長度;

（2）會話任務(wù)比率：每個PPP會話的數(shù)據(jù)傳輸率;

（3）BLER/PER：塊誤碼率/包誤碼率;

（4）承載速率：業(yè)務(wù)應(yīng)用層（IP）承載速率;

（5）業(yè)務(wù)滲透率：使用該業(yè)務(wù)的用戶比例;

（6）BHSA（Busy Hour Session Attempts for single user）：單用戶忙時會話嘗試次數(shù);

（7）峰均比：為用戶的突發(fā)業(yè)務(wù)需求保留的余量。

業(yè)務(wù)模型如表4所示，由于現(xiàn)有TD-LTE網(wǎng)絡(luò)用戶較少，用戶的行為不具有代表性，建議網(wǎng)絡(luò)用戶增加后對業(yè)務(wù)模型進行更新。

4? TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)建議

頻率方面：對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)來說，D頻段一般適用于話務(wù)需求大的區(qū)域，可以較好地支持后期容量需求。F頻段一般適用于話務(wù)需求不大的縣城和郊區(qū)。

在進行網(wǎng)絡(luò)實際設(shè)置時，覆蓋和容量應(yīng)根據(jù)實際情況進行配置，設(shè)置相應(yīng)的信道帶寬，密集市區(qū)一般需要設(shè)置20M帶寬，部分區(qū)域使用載波聚合技術(shù)滿足高速率多載波用戶需求;農(nóng)村和郊縣，一般采用5M信道帶寬，通過異頻組網(wǎng)的方式進行覆蓋。

時隙配比方面：考慮到與TD-SCDMA時隙配比情況，建議F頻段時隙上下行配比設(shè)置為1：3，對于D頻段時隙配置設(shè)置為2：2，后期可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠脩魧嶋H使用情況調(diào)整時隙配比。

5? 結(jié)? 論

隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)商用情況的發(fā)展，及時對商用網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)性能因素進行分析總結(jié)與反饋，及時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃參數(shù)，保證后期網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 戴源，朱晨鳴，王強，等.TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計 [M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2] 朱晨鳴，李新.TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)性能研究 [J].現(xiàn)代傳輸，2012（2）：67-70.

[3] 丁秀鋒，顧丁烽.TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋及容量估算 [J].山東通信技術(shù)，2012，32（4）：25-28.

作者簡介：虞疆（1980-），男，漢族，江西吉安人，設(shè)計所所長，高級工程師，本科，主要研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化及設(shè)計;劉遠(yuǎn)彬（1984-），男，漢族，廣東河源人，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師，本科，主要研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化及設(shè)計。