如何提高TD-SCDMA網絡容量及質量

　　隨著 TD-SCDMA網絡建設在全國迅速鋪開，如何能夠進一步提高TD-SCDMA網絡容量及質量，提升用戶體驗是中國移動非常關注的問題。目前TD-SCDMA現網大規模商用的頻段為A頻段（2010-2025MHz），可用頻點共9個；由于PHS干擾等問題影響，F頻段1800-1900MHz的應用尚未大規模展開。隨著TD用戶數的不斷增多和業務量的不斷增加，現網頻率資源緊張的問題日益凸顯。為提升TD現網網絡性能，大唐移動積極探索，基于對TD-SCDMA標準的研究以及設備實現情況的分析，大唐移動配合中國移動通信集團設計院有限公司一起對TD載波間隔壓縮方案進行了相關理論分析研究及測試驗證，希望為提升TD-SCDMA網絡性能做出貢獻。之后，大唐移動又在中國移動集團公司的統一安排部署下，在云南移動和設計院全程組織和協調下，最先啟動完成了在昆明的現網擴大試點應用測試，證實了TD-SCDMA載波間隔壓縮方案在大唐移動現網應用是可行的。

　　3G系統規定信道柵度為200KHz，而距離1.6MHz最近的就是1.4MHz，因此可考慮將TD- SCDMA載波間隔縮減為1.4MHz。這樣可在2010-2025MHz的有限帶寬內增加一個新的頻點，提升系統容量，有助于降低網絡干擾，提升網絡質量。但是TD-SCDMA載波間隔是否可壓縮，現網設備是否可支持載波間隔壓縮方案、載波間隔壓縮后會給現網帶來什么影響，這一系列問題均需進行深入研究驗證才能確定載波間隔壓縮方案是否可行。

　　一、TD-SCDMA載波間隔是否可壓縮

　　TD-SCDMA正常情況下載波間隔為1.6MHz，但載波間隔并不是一成不變的。3GPP 25.105中規定，1.28Mcps TDD的信道間隔為1.6MHz，但是在一些特殊組網場景下可以通過調整來優化性能。具體規定如下：

　　? 5.4.1.2 1,28 Mcps TDD Option
?The channel spacing is 1.6MHz, but this can be adjusted to optimise peRFormance in a particular deployment scenario.

　　二、TD-SCDMA載波間隔壓縮方案

　　將TD-SCDMA載波間隔由1.6MHz壓縮為1.4MHz，可在現有的帶寬內增加可用頻點，目前現網大規模應用的A頻段（2010-2025MHz）可增加1個頻點，可用頻點由9個增至10個。根據仿真分析，載波間隔壓縮對64QAM的影響相對嚴重，考慮室外情況下應用 64QAM的概率較小，在室外進行1.4MHz的載波間隔配置對容量影響很小，建議該新增頻點用于室外組網，室內載波間隔仍設置為1.6MHz。室外應用載波由6載波增加至7載波，組網時可根據業務發展應用情況靈活配置頻率應用。如下圖所示配置，一方面可有效提升現網R4業務頻率復用系數，減小網絡同頻干擾，提升網絡質量。另一方面現網大多場景S444配置可擴容至S555，有利于TD數據業務增長需求。

　　根據大唐移動目前設備實現能力，載波間隔縮減為1.4MHz后，現網產品硬件無需任何修改，RNC和OMC版本無需任何修改，只需Node B做軟件升級即可支持1.4MHz載波間隔壓縮方案。該方案實現方便快捷，且節約成本。

　　三、TD-SCDMA載波間隔壓縮引發問題分析

　　TD-SCDMA的chip速率為1.28Mcps，帶寬為1.6MHz，目前TD-SCDMA設備基帶成型濾波器采用RRC濾波器，濾波器滾降系數為α=0.22。在不修改現有設備情況下，載波間隔從1.6MHz壓縮成1.4MHz后，不能滿足α=0.22的基帶濾波器所要求的帶寬，會影響系統鄰頻泄漏和鄰頻干擾抑制性能，鄰頻干擾有一定上升，可能無法滿足多運營商鄰頻共存的要求。此外，如果鄰頻干擾增大到一定程度，則會影響網絡性能。隨著HSPA/PA+ 的引入，高階調制逐步引入，在高C/I情況下可以有效提高數據速率。當壓縮載波間隔后，鄰頻干擾會對C/I形成一定影響。

　　1．載波間隔壓縮對運營商鄰頻共存的影響

　　對于多運營商共存共址，主要考慮鄰頻干擾，通常需要考慮發送端的鄰頻泄漏和接收端的鄰頻選擇性，衡量指標是鄰頻干擾抑制ACIR。根據3GPP 25.942（V800）中TDD系統之間干擾仿真的結果，最差環境下鄰頻共存需要的ACIR上行約為32.5dB，下行約為30.5dB。TD- SCDMA系統射頻指標在確定過程中主要考慮了運營商鄰頻共存對ACIR的需求以及設備可實現性的因素。TD-SCDMA的基本射頻指標如下：

　　根據3GPP仿真結果，以上射頻參數定義情況下，不同運營商在鄰頻共存的情況下，容量損失基本可忽略。

?　　考慮同一運營商內部的不同頻率之間的干擾時，對鄰頻干擾的要求可以適當放寬。這種情況下，存在進一步收縮載波間隔的優化空間。在3G標準制定之初即討論過這種情況，認為在同一個運營商內部可以減小載波間隔。落實到規范中也為這種應用提供了靈活性，規范中明確載波間隔在一些特殊組網場景下可以通過調整來優化性能。CCSA中也對鄰頻干擾的影響做過詳細研究，根據CCSA仿真結論，對于同一運營商的不同載波之間的干擾，當 ACIR>25dB時，容量損失很小。

　　當載波間隔壓縮后，基站和終端的射頻指標均有一定的惡化，如果對系統容量不造成明顯影響，則載波間隔壓縮可行。根據大唐移動設備測試結果，載波間隔壓縮為1.4MHz后，設備ACIR均大于25dB。該指標無法滿足多運營商鄰頻共存的要求，但是在中國移動單一運營商運營TD-SCDMA的情況下，可以考慮針對TD-SCDMA的載波間隔進行優化。

　　2．載波間隔壓縮對系統性能的影響

　　從系統仿真研究可知，對于16QAM調制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為0.5dB；對于64QAM調制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為2dB。可以看到載波間隔壓縮對64QAM的影響相對嚴重。隨著HSPA/PA+的引入以及高階調制逐步引入，壓縮載波間隔后，系統性能會受到一定影響，考慮室外情況下應用64QAM的概率較小，在室外進行1.4MHz的載波間隔配置對容量影響很小。

　　四、TD-SCDMA載波間隔壓縮方案測試驗證

　　為了驗證1.4MHz實際組網的可行性，大唐移動分別在公司內系統測試實驗室和昆明外場真實加載情況下進行了測試驗證。

　　1． 大唐移動通信設備有限公司系統測試實驗室測試

　　為了驗證1.4MHz載波間隔應用的可行性，2009年6月末，大唐移動在實驗室進行了相關測試研究，對比了TD-SCDMA載波間隔為 1.4MHz和1.6MHz情況下的載波承載容量、HSDPA用戶吞吐量能力和開機駐留時延、呼叫接續等基本功能，根據室內測試結果，在1.4MHz和1.6MHz兩種載波間隔情況下，各項指標沒有明顯區別。

　　2． 云南移動昆明TD-SCDMA網絡真實加載測試

　　為了進一步驗證1.4MHz實際組網的可行性，2009年8月，在云南移動的大力支持下，大唐移動在昆明TD-SCDMA網絡真實加載情況下進行了相關測試。在室內和室外，分別在1.6MHz和1.4MHz載波間隔下，對R4和HSDPA的性能、網絡KPI指標以及系統容量進行了測試驗證，對比載波間隔壓縮前后本小區同頻、鄰頻干擾對性能的影響，并通過KPI測試對比網絡指標。

　　昆明室內測試站點為匯都國際大廈，是典型的商務辦公樓環境。室外測試在昆明南部呈貢縣的繁華區域進行，共涉及到7個基站，10個小區的覆蓋，外圍涉及6個主要鄰小區。通過在昆明對室內和室外不同的測試場景，定點和路測不同的測試方式，R4和HSDPA不同的測試業務，上行和下行的不同指標等等各種典型用例的測試，統計結果和分析數據證明了TD-SCDMA系統載波間隔調整至1.4MHz后，不會由于鄰道干擾的增加而對現網指標造成影響，TD系統載波間隔調整至1.4M在現網應用是完全可行的。

　　3． 云南移動昆明現網擴大試點應用測試

　　通過前期協議分析、理論研究以及昆明外場的規模測試，初步驗證了TD-SCDMA載波間隔壓縮技術是可行的。在中國移動集團公司統一安排下，2009年11月2日 至 11月14日，大唐移動率先在云南昆明開展了現網擴大試點應用的測試。本次昆明現網測試是中國移動集團公司最先啟動的試點工作，本次試點主要考察采用 1.4MHz載波間隔組網后網絡KPI指標與現網1.6MHz載波間隔組網網絡KPI指標的差異，以進一步驗證TD-SCDMA載波壓縮方案在現網應用的可行性。

　　根據測試場景選擇要求以及昆明RNC分區的實際情況，本次測試選擇RNC5及RNC8為試點測試區域，分別涵蓋了密集市區和一般市區兩個典型場景。 RNC5主要覆蓋密集市區區域，包括基站82個，小區209個；RNC8主要覆蓋一般市區區域，包括基站119個，小區346個。所選區域示意圖如下：

?　　根據試點場景要求，分別統計RNC5、RNC8的網絡性能并進行對比和分析。現網統計KPI指標共涉及CS域、PS域業務以及切換成功率等，同時統計了業務量、RAB建立時間等指標作為參考。對于CS域和PS域業務的接入成功率和掉話率分別進行了統計，對于切換成功率分別統計了系統內的切換成功率和系統間的切換成功率。

　　根據兩個試點RNC的綜合指標對比得出，兩種場景下的平均網絡負荷基本一致，網絡平均指標和業務接入時延（RAB建立時延）基本一致，試點RNC在 1.4MHz載波間隔下的KPI指標整體上不差于1.6MHz下的網絡性能。一定統計時間、大量現網統計數據結果再次驗證了通過壓縮TD-SCDMA載波間隔、增加載波數量的方法在現網應用是完全可行的。

　　通過以上深入細致的研究分析及多次測試驗證， TD-SCDMA載波間隔壓縮方案在現網應用是可行的。在目前TD-SCDMA網絡建設階段，在相同頻率資源條件下，縮減TD載波間隔方案提供了更多的載波數量，可增加系統容量，有助于降低網絡干擾，快速提升TD現網網絡質量。通過TD載波間隔壓縮方式，提高了無線資源的頻譜利用率，將帶來較大的經濟效益。