TD-LTE網絡覆蓋和容量性能研究

劉 釗

（廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司，珠海 519000）

伴隨著我國通信技術的發展，人們越發依賴通信網絡帶來的便利，TD-LTE技術作為當今主流的技術之一，對我國通信發展史來說具有里程碑意義。網絡覆蓋和容量性能作為影響TD-LTE網絡的基本性能和網絡質量的重要指標，本文通過對網絡覆蓋和容量性能的深入研究分析，提出對TD-LTE網絡建設的些許建議，希望可以為TD-LTE網絡建設提供技術參考。

1 影響TD-LTE網絡覆蓋的因素分析

1.1 設備發射功率

在不考慮其他因素的條件下，基站的覆蓋半徑由設備的發射功率決定。在LTE協議中，共有1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz六種帶寬配置，當下行采配置20MHz帶寬的時候，基站的最大發射功率可達40W。但在實際組網建設中，小區之間的干擾是不可忽略的要點之一，因此，設備的發射功率需要根據實際情況調整。

1.2 GP配置

TD-LTE的可支持覆蓋半徑與幀結構中的GP配置長度有關，最大覆蓋距離MaxD=CxGP/2，其中C為光速，表1為不同特殊時隙對應的最大覆蓋距離。

表1 不同特殊時隙的最大覆蓋距離

1.3 RB配置

所謂RB，即LTE網絡系統中的資源塊，在實際的網絡建設中，運營商配置不同的RB值以對應不同的系統帶寬需求，具體的RB配置見表2。

表2 TD-LTE系統典型帶寬下RB數量配置方案

（1）RB配置對下行覆蓋的影響：增加RB數量增加可使有效全向輻射功率提高，增加覆蓋半徑；同時，增加RB數量增加會使下行通道底噪聲提高。由于有效全向輻射功率提高和下行通道底噪聲提高程度成正比，故而RB配置數量不會影響下行覆蓋小區的半徑。

（2）RB配置對上行覆蓋的影響：同理，RB配置數量增加同樣會提高上行通道底噪聲，而我們的終端最大功率是固定的，所以RB配置數量增加會導致上行覆蓋小區半徑減小。

1.4 頻率復用系數

頻率復用系數越大，有助于減小相鄰小區之間的干擾，改善覆蓋性能、增加覆蓋半徑。考慮頻率資源使用情況，運營商可以在建網初期，使用異頻組網的方式（復用系數為3），來增加小區覆蓋半徑，隨著頻率資源使用率的增加，可以采用同頻組網方式（復用系數為1），來節省自身在頻率資源的支出費用。

1.5 覆蓋小區的用戶數量分析

小區用戶數量增加使系統負荷上升，系統干擾水平隨之上升，需要的干擾余量越大，小區的覆蓋半徑越小

2 影響TD-LTE容量性能的因素

2.1 帶寬配置

上面我們提到TD-LTE網絡支持6種帶寬配置，系統峰值速率是和帶寬配置成正比的，也就是說要想增加接入用戶量和用戶吞吐量，就需要給系統配置更高的帶寬，這樣才會有更多的RB數量供其調用；反之，帶寬越小，容量越小。

2.2 發射功率

基站的覆蓋范圍越大系統容量就越大，而基站發射功率是決定基站覆蓋范圍的主要因素之一。就郊區和鄉村而言，適當的增加發射功率，可以在一定程度上增加系統容量；可相對密集城區而言，增加發射功率反而有可能導致重復覆蓋等情況出現，影響整個系統容量。

2.3 天線配置

MIMO技術作為TD-LTE乃至下一代通信計算的關鍵技術，可以通過空間復用、波束賦形等多種技術，有效改善系統容量及其性能。

2.4 時隙配置

TD-LTE的特殊子幀中，DwPTS和UpPTS的長度是可配置的，DwPTS、GP、UpPTS總長度為1ms，共定義了9種特殊時隙配置；TD-LTE系統還支持5ms和10ms2種切換點周期，共支持7種上下行時隙配置；靈活的進行時隙配置組合，上下行的吞吐量的差異也會比較大。

2.5 調度和算法

在TD-LTE中引入了兩種調度模式：動態調度和半持續調度。動態調度以按需分配為原則，每次都進行信令交互，在不考慮信令的前提下，能確保資源利用率最大化，但由于信令資源使用較多，降低了系統容量；半持續調度是動態調度和持續調度的結合，在首次資源分配時采用動態調度，后續分配時則采用持續調度，這樣能有效的節省信令資源，但是持續調度不夠靈活，導致資源利用率不高。

TD-LTE主要使用三種分組調度算法，分別為最大C/I算法、輪詢算法和正比公平算法。其中最大C/I算法最不公平，對C/I差的用戶造成很大影響，但是能使系統得到最大的吞吐量；輪詢算法最為公平也最為中庸，資源利用率和系統吞吐量都比較一般；正比公平算法相對公平，能實現用戶信道條件和用戶間的公平服務，對用戶間的公平服務和系統吞吐量進行有效的折中。

3 結束語

TD-LTE作為第四代移動通信的主流技術之一，其發展前景十分巨大。TD-LTE的網絡建設對我國通信事業發展具有長遠意義，因此，通信行業的就業者們，應該結合TD-LTE的網絡技術特點，對TD-LTE的網絡覆蓋和容量性能進行深入的研究分析，不斷改善TD-LTE的網絡質量，使TD-LTE技術得到更好的發展。