TD-SCDMA基站能力分析
2006年1月20日,TD-SCDMA正式成為中國3G行業標準。作為中國具有自主知識產權的3G標準,TD-SCDMA成為國家標準后,中國的整個通信產業鏈都會受到良性的促進和刺激。畢竟,TD-SCDMA對中國電信界的意義已經超越了這項技術本身,它是中國電信史上第一個完整的通信技術標準,它的出現打破了歐美在高技術領域內的標準壟斷,其成功與否直接關系到中國在未來國際高技術領域的發言權。當前,TD-SCDMA的發展仍存在一些問題,主要可以總結為:產業鏈需要進一步完善、國際化有待進一步努力以及沒有成熟的規模商用網絡。直接原因在于TD-SCDMA的技術研發進程比其它3G通信系統,如WCDMA、CDMA2000要晚許多。這也使得當前業界對于TD-SCDMA設備技術能力不了解,以致于TD-SCDMA的商用進程嚴重受到影響。
本文引用地址://tjguifa.cn/article/82342.htm基于這種情況,下面從覆蓋和容量兩方面詳細分析TD-SCDMA基站的能力,為TD-SCDMA后期大規模的試驗及商用提供理論指導依據。而智能天線、聯合檢測等關鍵技術大大降低了TD-SCDMA系統的干擾,從而使得TD-SCDMA小區呼吸效應不像WCDMA系統這樣明顯。相對于WCDMA 的覆蓋和容量緊密關系,TD-SCDMA在覆蓋和容量上相對獨立,兩者相互關聯性較弱,因此,在分析基站能力時,完全可以單獨考慮TD-SCDMA的覆蓋能力及容量大小。
TD-SCDMA基站覆蓋能力跟鏈路預算指標息息相關,鏈路預算也是無線網規劃的一個重要環節。鏈路預算分為上行和下行,下行鏈路預算非常復雜,從無線電波傳輸的角度來看,一般基站的發射功率遠大于手機的發射功率,因而小區的有效覆蓋半徑一般取決于上行鏈路的最大允許路徑損耗,所以一般通過計算上行鏈路來確定小區覆蓋半徑。因此,本文只給出TD-SCDMA的上行鏈路預算,以作為TD-SCDMA的覆蓋能力依據。
根據CDMA(碼分多址)系統特征,影響系統容量的因素非常多。比如,當傳播環境和業務模型發生變化時,將直接影響系統的容量大小;由于 CDMA系統是自干擾系統,當系統的質量要求降低時,相當于系統允許干擾在某種程度上的增加,因此也會影響系統的容量;用戶分布情況也影響智能天線賦形和聯合檢測的效果,從而影響系統容量。
因此,嚴格意義上說來,很難用一個簡單的公式來計算TD-SCDMA系統的容量。在建網初期,在沒有完善的業務模型作為支撐的情況下,即使運用系統仿真的手段,也不可能完全正確地預測出系統容量,而且仿真結果不具有普遍意義,無法直接運用到其他規劃中。在工程中,為了便于計算和容量控制,對TD -SCDMA容量估算作簡化處理。具體簡化為:TD-SCDMA采用的多項技術使得其上下行容量接近碼道極限;系統無線資源按理想方式調配,不浪費任何時隙和碼道的無線資源;在某一片區域內,TD-SCDMA系統上下時隙分配可以進行靈活的設置;TD-SCDMA各種業務對資源的占用是以時隙和碼道為單位的。定義一個時隙的擴頻因子為16的碼道為一個BRU,所有業務對資源的占用都用BRU來衡量。
同時還對容量分析作進一步的假設:
按用戶使用數據業務的需求和行為的不同將需要覆蓋的區域進行劃分;取定各區域/模型中可能使用數據業務(使用64k CS/PS、128k PS、384k PS)的用戶比例ka,該值與數據用戶的滲透率有關;取定可能使用數據業務的用戶在忙時實際使用非語音的比例kb,該值取決于用戶的行為;由于下行數據業務的用戶行為通常較易描述,因此先取定用戶使用下行64k CS/PS、128k PS、384k PS RAB的比例Kc1~Kc4;市區部分區域能夠提供PS384kbps數據業務,其他區域最大只支持PS64kbps數據業務;上下行數據業務比例為 1∶4;上下行時隙分配方式為3∶3;為了確保系統容量和網絡安全,數據業務按實時業務處理(數據業務分為實時與非實時兩種,其中非實時數據業務是以“盡力而為”的方式進行傳送的,在容量估算時可以不為非實時業務預留系統容量);多載波基站中,同一扇區不同載頻之間的干擾可以忽略;為了確保系統容量和網絡安全,市區話務容量按照網絡負荷70%設計,郊區道路話務容量按照網絡負荷50%設計。
將區域類型分為市區和郊區道路兩種,業務模型如表1所示。
表1典型區域業務模型

根據TD-SCDMA無線資源分配原理,當上下行時隙分配為3∶3時,每一種業務的資源占用情況如表2所示。

由于上下行業務非對稱性,在3∶3的正常時隙分配情況下,導致系統下行資源首先受限,基站容量按照下行資源受限進行計算。根據每一種業務無線資源占用情況和假定的業務模型,可以得到典型區域的單載扇信道容量,如表3所示。

多載波多扇區基站的數據吞吐率和載扇數 有線性比例關系,話務信道數則根據ErlB表得到各種站型的話音容量,如表4所示。

通過仔細分析TD-SCDMA基站的能力,可以發現TD-SCDMA設備在覆蓋及容量存在的優勢及不足。為了提高TD-SCDMA基站的覆蓋能力,可以考慮降低TD-SCDMA基站的底噪、提高其處理增益以及智能天線的賦形增益等。而為了提高基站的數據吞吐量,可以考慮引入多載波或者一些新技術,比如N頻點等。
對TD-SCDMA基站能力有了定性的了解以后,也可以為今后TD-SCDMA的無線規劃提供強有力的保證,為促進TD-SCDMA的產業化、加快3G網絡在我國的實施添磚加瓦。
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