TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn)論文
【摘要】本文首先介紹TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃特點(diǎn)，介紹了其中所運(yùn)用的核心技術(shù)，簡(jiǎn)單分析了規(guī)劃的過(guò)程，并重點(diǎn)對(duì)參數(shù)規(guī)劃、規(guī)劃仿真、網(wǎng)絡(luò)容量、鏈路預(yù)算、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)頻率等規(guī)劃內(nèi)容展開(kāi)了分析，最后結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的仿真應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】優(yōu)化辦法；規(guī)劃設(shè)計(jì)；仿真應(yīng)用
引言
TD-LTE是一項(xiàng)由我國(guó)主導(dǎo)并擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)線通訊技術(shù)。通常情況下，我們會(huì)采取全網(wǎng)引入和重點(diǎn)引入的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)TD-LTE的引入，其中全網(wǎng)引入是指將TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署于整個(gè)區(qū)域，這樣雖然能惠及更多的用戶(hù)，但是卻容易造成運(yùn)營(yíng)成本增加，因此需要我們結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)最大效益的投入產(chǎn)出比。
一、TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)
TD-LTE中包括多種核心技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境被簡(jiǎn)化，信號(hào)延遲情況被大大緩解，可以極大的推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，突出4G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。編碼調(diào)制、MIMO、多址技術(shù)等都是物理層核心技術(shù)。無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響，而LTE中的OFDM調(diào)制技術(shù)，能夠有效緩解這一影響。在信道編碼方面，采用MIMO技術(shù)，可以規(guī)定子幀長(zhǎng)度，能夠在各種環(huán)境下發(fā)揮效應(yīng)。
二、TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn)
由于LTE網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)特性和使用的技術(shù)與2G、3G網(wǎng)絡(luò)有很大差異，因此規(guī)劃建設(shè)又有獨(dú)特的特點(diǎn)。首先是頻率規(guī)劃，LTE網(wǎng)絡(luò)頻率組成是同頻組網(wǎng)，因此在實(shí)際頻率規(guī)劃時(shí)應(yīng)將規(guī)劃的重點(diǎn)由頻率復(fù)用轉(zhuǎn)到小區(qū)間的同頻率干擾問(wèn)題上。其次是網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面，LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)速率的要求極高，它會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體覆蓋性能產(chǎn)生直接影響，因?yàn)長(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的業(yè)務(wù)主要以高速數(shù)據(jù)為主。小區(qū)邊緣的速率目標(biāo)不斷增加，則網(wǎng)絡(luò)的覆蓋半徑就會(huì)越小。再次是網(wǎng)絡(luò)的容量，影響LTE網(wǎng)絡(luò)容量的參數(shù)較多，而各參數(shù)之間又互相作用、互相制約，因此小區(qū)的吞吐量不易通過(guò)理論數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)。在進(jìn)行容量規(guī)劃時(shí)，可通過(guò)仿真來(lái)獲得小區(qū)的邊緣吞吐量數(shù)值。
三、TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是工程實(shí)施的指導(dǎo)以及基礎(chǔ)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要任務(wù)是根據(jù)無(wú)線接入網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)、射頻要求、無(wú)線傳播環(huán)境等條件，運(yùn)用一系列規(guī)劃方法，設(shè)計(jì)出合適的基站位置、基站參數(shù)配置、系統(tǒng)參數(shù)配置等，以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量等方面的要求。
3.1TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程
根據(jù)TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)，TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要包括5個(gè)階段：需求分析、預(yù)規(guī)劃、站址規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)仿真、無(wú)線資源及參數(shù)詳細(xì)規(guī)劃。
3.2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃
鏈路預(yù)算是通信系統(tǒng)用來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主要手段。鏈路預(yù)算通過(guò)對(duì)搜集到的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的設(shè)備參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)及各種余量進(jìn)行處理，得到滿(mǎn)足系統(tǒng)性能要求時(shí)允許的最大允許路徑損耗，取上下行允許最大路損中較小者作為最終的路損值。利用鏈路預(yù)算得出的最大路徑損耗和相應(yīng)的.傳播模型可以計(jì)算出特定區(qū)域下的小區(qū)覆蓋半徑和單基站覆蓋的面積，再計(jì)算在密集城區(qū)、普通城區(qū)和郊區(qū)的基站的數(shù)目。
3.3TD-LTE網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃
TD-LTE容量規(guī)劃目標(biāo)是使系統(tǒng)可提供最大的吞吐數(shù)據(jù)量，使用戶(hù)體驗(yàn)到最高速率的吞吐量，支持最大的用戶(hù)數(shù)目。容量仿真的實(shí)現(xiàn)需要基于用戶(hù)分布和用戶(hù)信道實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)度，以獲得網(wǎng)絡(luò)容量的實(shí)際情況。TD-LTE系統(tǒng)容量評(píng)估指標(biāo)主要有調(diào)度用戶(hù)數(shù)、連接用戶(hù)數(shù)、激活用戶(hù)數(shù)、VoIP用戶(hù)數(shù)、平均吞吐量以及邊緣吞吐量。調(diào)度用戶(hù)數(shù)，TD-LTE系統(tǒng)中，多用戶(hù)調(diào)度共享上下行業(yè)務(wù)信道進(jìn)行傳輸，因此對(duì)于不要求GBR和延遲性能的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，理論上系統(tǒng)所支持的用戶(hù)數(shù)目是不受限制的，受限制的是一個(gè)TTI內(nèi)同時(shí)得到調(diào)度的用戶(hù)數(shù)目。TD-LTE連接和激活用戶(hù)數(shù)，取決于小區(qū)放號(hào)用戶(hù)數(shù)量以及用戶(hù)的使用行為，根據(jù)國(guó)外運(yùn)營(yíng)商的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，連接用戶(hù)數(shù)大約是放號(hào)用戶(hù)數(shù)的10%左右。TD-LTEVoIP用戶(hù)數(shù)，VoIP容量定義為：某用戶(hù)在使用VoIP進(jìn)行語(yǔ)音通信過(guò)程中，若98%的VoIP數(shù)據(jù)包的L2時(shí)延在50ms以?xún)?nèi)，則認(rèn)為該用戶(hù)是滿(mǎn)意的；如果小區(qū)內(nèi)95%的用戶(hù)是滿(mǎn)意的，則該小區(qū)容納的VoIP用戶(hù)總數(shù)就是該小區(qū)的VoIP容量。小區(qū)平均吞吐量及邊緣吞吐量，從結(jié)果分析各廠家系統(tǒng)仿真的結(jié)果還是差異較大的：2天線情況下，小區(qū)平均吞吐量上下行分別為7.8Mbps和16.4Mbps，邊緣用戶(hù)吞吐量上下行分別為0.2Mbps和0.4Mbps；8天線情況下容量性能有所提升，小區(qū)平均吞吐量上下行分別為11.7Mbps和21.4Mbps，邊緣用戶(hù)吞吐量上下行分別為0.5Mbps和Mbps。
3.4站址選擇
TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G相比對(duì)信號(hào)質(zhì)量更為敏感，對(duì)提升SINR的需求很迫切，規(guī)劃應(yīng)從傳統(tǒng)注重場(chǎng)強(qiáng)的思路向更注重信號(hào)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，站址規(guī)劃時(shí)，應(yīng)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)高站、偏離度較高的站址進(jìn)行詳細(xì)排查分析，當(dāng)共站達(dá)不到規(guī)劃要求時(shí)應(yīng)新建站，盡量保證基站建設(shè)符合蜂窩結(jié)構(gòu)。采用現(xiàn)有方式規(guī)劃站址：資源不定、速率不定、邊界不定。過(guò)分的復(fù)雜，造成很多不確定因素，導(dǎo)致單純依賴(lài)鏈路預(yù)算結(jié)果的站址規(guī)劃，并不能完全匹配網(wǎng)絡(luò)的需求。因此在實(shí)際規(guī)劃中根據(jù)覆蓋類(lèi)型和話務(wù)分布以及現(xiàn)在站址資源，可以簡(jiǎn)化鏈路預(yù)算模型，減輕新站址建設(shè)壓力，采用共建的方式，準(zhǔn)確評(píng)估基于現(xiàn)有站址建設(shè)可達(dá)到的性能。3.5TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真完成初步的站址規(guī)劃后，需要進(jìn)一步將站址規(guī)劃方案輸入到TD-LTE規(guī)劃仿真軟件中進(jìn)行覆蓋及容量仿真分析（流程包括規(guī)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入、傳播預(yù)測(cè)、鄰區(qū)規(guī)劃、時(shí)隙和頻率規(guī)劃、用戶(hù)和業(yè)務(wù)模型配置以及蒙特卡羅仿真），仿真結(jié)果直接反應(yīng)出基于TD布站情況TD-LTE性能指標(biāo)，對(duì)以后建站有一定意義。規(guī)劃人員完成該區(qū)域站點(diǎn)仿真并檢驗(yàn)規(guī)劃方案是否滿(mǎn)足規(guī)劃目標(biāo)、達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。
四、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)仿真應(yīng)用
工程中的Opentune、UNET、Atoll等都支持TD-LTE網(wǎng)路的仿真，本文以Atoll為例介紹TD-LTE網(wǎng)絡(luò)仿真的應(yīng)用。Atoll軟件是當(dāng)下比較常用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真軟件，支持2G、3G、4G多種技術(shù)。這里舉某地2017年TD-LTE網(wǎng)絡(luò)工程為例，該仿真設(shè)計(jì)中所涉及的主要參數(shù)信息為：收發(fā)為2端口，增益17.5dBi，水平半功率角為65°的普通天線；11dBi的BCH增益，8端口的TD-LTE智能天線；2:2幀配置的TD-LTE轉(zhuǎn)換周期；上下行均為50%的靜態(tài)業(yè)務(wù)負(fù)載；43dBm小區(qū)發(fā)射功率；23dBm手機(jī)發(fā)射功率；5m精度仿真地圖。本次仿真利用5m高精度地圖，采用CrossWave模型進(jìn)行室外及室內(nèi)的高精度仿真，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)的工參，評(píng)估仿真區(qū)域內(nèi)室外和室內(nèi)的覆蓋水平以及覆蓋質(zhì)量，找出仿真區(qū)域內(nèi)的覆蓋弱區(qū)和SINR較差的區(qū)域，為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)后續(xù)的站點(diǎn)建設(shè)以及優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)和指導(dǎo)。
五、結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，規(guī)劃先行。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃意識(shí)，從參數(shù)規(guī)劃、規(guī)劃仿真、網(wǎng)絡(luò)容量、鏈路預(yù)算、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)頻率等多個(gè)方面加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，消除影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響因素，為T(mén)D-LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行營(yíng)造相對(duì)干凈良好的環(huán)境，從而優(yōu)化用戶(hù)對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的使用體驗(yàn)，推動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)信息技術(shù)的健康發(fā)展。
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