TD—LTE深度覆蓋方案研究

陳志德

【摘要】 本文對TD-LTE深度覆蓋的場景要求進(jìn)行了全面分析，給出了不同場景下的解決方案。并對3GPP R10協(xié)議中的HetNet深度覆蓋方案進(jìn)行了研究，對其需要注意的關(guān)鍵問題進(jìn)行了全面的分析，為中國移動深度覆蓋方案提供了參考。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 深度覆蓋 場景分析及解決方案 HetNet

覆蓋好壞是衡量移動網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的最基礎(chǔ)性指標(biāo)，是用戶最為直觀的感受。TD-LTE深度覆蓋能力是影響TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素。通過對某個城市建設(shè)初期TD-SCDMA投訴原因分析，可以看到54%基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)投訴來自于深度覆蓋不足，從而造成初期用戶在使用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)時感知不好，網(wǎng)絡(luò)效能沒有得到充分發(fā)揮。因此，在TD-LTE階段，需要充分考慮不同場景下的深度覆蓋方案，并針對TD-LTE頻段較高的問題，引入如HetNet等新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，保證網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋性能。

一、TD-LTE深度覆蓋場景要求及解決方案

根據(jù)擴大規(guī)模試驗網(wǎng)對覆蓋場景的劃分，需要考慮深度覆蓋的場景主要包括：商業(yè)區(qū)、高校區(qū)、科技園區(qū)和居民區(qū)等。通過對這些場景下無法滿足深度覆蓋的原因進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，主要存在以下幾點問題：（1）無法建傳統(tǒng)宏站；（2）覆蓋補盲目標(biāo)不明確；（3）區(qū)域遮擋與盲區(qū)；（4）傳輸無法進(jìn)入；（5）建站時間不足；（6）弱覆蓋區(qū)域零散；（7）室分成本過高等。

通過對不同場景的深度覆蓋分析，本文提出了針對不同建筑物場景的深度覆蓋業(yè)務(wù)特點及其解決方案建議：

高端寫字樓，由于其樓層高，多為玻璃外墻，內(nèi)部隔間多，公共區(qū)域在樓層中部，電梯數(shù)量多。因此，建議采用室外8通道宏站+室內(nèi)分布系統(tǒng)，對全樓進(jìn)行連續(xù)覆蓋。對于話務(wù)量大的樓宇可以按樓層垂直劃分小區(qū)，電梯和低層共小區(qū)。

高檔綜合住宅小區(qū)，該場景建筑風(fēng)格各異，占地面積大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樓層分別屬于不同的私人住戶，住戶對信號幅射及環(huán)境要求比較高。深度覆蓋方案可采用（1）采用室內(nèi)和室外分布協(xié)同覆蓋，并注意信號過度外泄對室外造成干擾；（2）采用小型化天線，隱蔽安裝、結(jié)合建筑特色進(jìn)行偽裝。

校園，按功能區(qū)劃分，每個功能區(qū)為一個建筑群；樓層一般不高，大部分區(qū)域通過室外基站能保證良好的覆蓋。其深度覆蓋需考慮：（1）從室外覆蓋室內(nèi)；（2）宿舍樓區(qū)域為高話務(wù)區(qū)，采用室外分布系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，細(xì)分小區(qū)，2-3層樓一個小區(qū)。

二、基于HetNet深度覆蓋解決方案

Heterogeneous Network，即異構(gòu)網(wǎng)，指將微站（LPN）部署在宏站覆蓋區(qū)域，微站主要用于補盲（對宏站覆蓋盲區(qū)進(jìn)行補充覆蓋）及熱點話務(wù)吸收（在宏站話務(wù)熱點進(jìn)行同覆蓋的話務(wù)吸收）。LPN主要指低功率基站設(shè)備，如Micro站、Pico、Relay以及Femto等。

圖1為一個典型的HetNet組網(wǎng)方案，其中宏站用于保證覆蓋，LPN用于補盲或吸收話務(wù)、提升容量。在HetNet中采用的新技術(shù)包括eICIC，宏微站識別，移動性、負(fù)荷均衡和綠色節(jié)能等。

采用HetNet進(jìn)行組網(wǎng)時，通常需重點考慮以下幾個關(guān)鍵因素，及準(zhǔn)確性，即準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)熱點區(qū)域；便利性，輕松方便部署LPN站點；抗干擾性，即干擾抑制技術(shù)；協(xié)同性，包括系統(tǒng)內(nèi)、系統(tǒng)間、宏微層間的移動性協(xié)同以及宏微站負(fù)荷均衡的協(xié)同等。以下我們將對其進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 HetNet選址準(zhǔn)確性及安裝便利性

準(zhǔn)確性主要是話務(wù)地圖準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)熱點區(qū)域，在進(jìn)行TD-LTE擴大規(guī)模試驗網(wǎng)規(guī)劃時，也采用了相類似的方案進(jìn)行數(shù)據(jù)熱點區(qū)域的選擇進(jìn)而選取覆蓋區(qū)域。準(zhǔn)確性的核心是要能夠更貼近用戶，從用戶感知出發(fā)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

便利性主要是指能夠快速安裝。HetNet中的新型設(shè)備同傳統(tǒng)宏站建設(shè)的一個重要區(qū)別在于其體積更為小巧，對快速安裝的要求更高。目前常見的安裝方式包括掛墻集成天線、掛桿集成天線、室外分離天線以及室內(nèi)分離天線等。

2.2 HetNet抗干擾特性

在HetNet中，主要干擾場景包括（1）case a：微站CSG（Closed Subscriber Group閉合用戶組）小區(qū)下行干擾宏站的UE下行鏈路；（2）case b：微站CSG小區(qū)上行干擾宏站UE上行鏈路；（3）case c：微站CSG小區(qū)干擾微站CSG小區(qū)下行鏈路；（4）case d：宏站下行干擾微站非CSG小區(qū)下行鏈路。其中，R10協(xié)議主要研究case a和case d。

為了解決干擾問題，在R10協(xié)議中引入了CRE和eICIC技術(shù)，以下本文將對兩種技術(shù)進(jìn)行簡單描述：

為了盡量利用部署小基站之后帶來的頻率復(fù)用增益，提高整網(wǎng)的性能，特別是當(dāng)小基站部署在宏站近中點的時候，希望小基站盡可能吸收較多的UE，增加小基站的覆蓋范圍，因此R10協(xié)議引入了CRE功能。CRE功能的原理是：不改變小站的發(fā)射功率，而是通過配置小區(qū)選擇/重選和切換參數(shù)，在相應(yīng)的門限上再加入一個偏置，小區(qū)選擇時，讓UE優(yōu)先駐留到小基站，切換時使UE更容易切換到小基站以及更難切出小基站。

2.3 HetNet移動性管理

在HetNet中，需要使得高速用戶駐留宏站，降低切換，提升業(yè)務(wù)感知。Macro和微站異頻組網(wǎng)，且分別連續(xù)覆蓋，若UE接入在微站中，微站通過判決條件認(rèn)為該UE為高速用戶，則啟動UE對Macro小區(qū)進(jìn)行異頻測量，若Macro小區(qū)滿足異頻切換條件，則觸發(fā)切換至Macro中；若UE接入在Macro中，Macro通過判決條件認(rèn)為UE為低速用戶，則啟動異頻微站測量，并觸發(fā)切換至微站中。

引入HETNET后，存在宏微站協(xié)同組網(wǎng)，故需考慮宏站與微站間的負(fù)荷均衡。

當(dāng)微基站與宏網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)，微基站的主要作用是熱點容量提升、室內(nèi)覆蓋和補盲覆蓋。其中，希望以微基站作為熱點容量提升節(jié)點時，需要把系統(tǒng)的部分負(fù)荷，盡量分配到微基站，使得微基站能夠發(fā)揮其吸收話務(wù)的能力。

三、總結(jié)

本文通過對TD-LTE深度覆蓋方案進(jìn)行了全面分析和研究。通過對需要考慮深度覆蓋的主要場景，如商業(yè)區(qū)、高校區(qū)、科技園區(qū)、居民區(qū)等的深度覆蓋分析，提出了針對不同建筑物場景的深度覆蓋業(yè)務(wù)特點及其解決方案建議。此外，文章對3GPP R10協(xié)議中的HetNet深度覆蓋方案進(jìn)行了研究，對其需要注意的選址準(zhǔn)確性、安裝便利性、抗干擾技術(shù)以及移動性管理等進(jìn)行了全面的分析，為未來應(yīng)用更多新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方法提供了參考。