奥运中心区ＴＤ－ＳＣＤＭＡ网络规划及优化解决方案

汪　颖　汤利民　王　韬

【摘要】文章系统分析介绍了奥运中心区室外公共区TD网路规划设计的背景、目标、思路、方案、优化手段等，总结归纳了本类场景规划设计和网络优化时采用的经验方法，可为其他大型赛事TD网络的规划设计工作提供借鉴和参考。

【关键词】TD-SCDMA 奥运中心区 覆盖 容量 干扰

2008年北京奥运会是一项具有重大政治意义、经济意义和社会效益的体育盛事，为北京奥运会提供3G移动通信服务是中国政府的郑重承诺；而应用具有我国自主知识产权的TD-SCDMA技术不仅可以为用户提供高质量的3G体验，同时也突出了“科技奥运”的亮点，实践了“自主创新”的科学发展观精神。

1 奥运中心区室外公共区介绍

北京奥林匹克公园地处城市中轴线北端，包括森林公园和奥运中心区等区域。其中奥运中心区指的是北四环路、北辰东路、北辰西路和科荟路之间的区域，长约2.4km，宽约1.4km。在中心区内，集中了国家体育场、国家体育馆、国家游泳中心等重量级竞赛场馆和国家会议中心等非竞赛场馆，另外还有中国科技馆、文物资料馆等文化设施，龙形水系和绿化广场等景观设施，空间开阔、环境优美。

按照建筑物或室外空间区分，中心区又分为室内和室外两大类场景：室内部分包括场馆、办公、会议、商业和运营建筑；室外公共区包括广场、停车场、交通枢纽和景区，担负着重要的人群集散和流动通路的任务，并且兼具景观和休闲的作用，其规划设计的合理性对整体方案的衔接贯通起着举足轻重的作用。

2 规划目标

由于奥运中心区的重要性，加上其具有高话务密度（预测赛时日峰值观众达到26万人次，短时间内可能大量聚集）、高流动性的话务特征，网络规划需要同时兼顾覆盖和容量需求，建设一个容量充足、质量优良、功能丰富的网络，在提供完善覆盖的基础上最大程度地满足容量需求。

根据中国移动通信集团的明确要求，奥运中心区总体规划目标如下：

覆盖目标：实现中心区室外区域的全覆盖；

容量目标：尽可能利用所有可争取资源，使用当前技术所能达到的极限容量进行设计，并在设计时充分考虑网络的可扩展性。

3 规划重点考虑的问题

奥运中心区室外公共区规划时应重点考虑以下问题：

（1）注意和场馆覆盖区域的衔接

各场馆内均需建设室内覆盖系统，场馆出入口等邻近区域的规划策略是由室内信号进行覆盖，采用这样的设计可以避免在场馆出入口出现频繁切换的情况，并且可以充分共享场内的资源。因此，室外公共区的覆盖范围应以到达场馆外围一定区域为宜。

（2）避免室外信号对室内的影响

当使用室外宏基站实现大范围覆盖时，对室内会形成较强渗透，其频率设置需与室内异频，以避免干扰；在中轴广场这样容量需求大而空间较开阔的区域，天线设置形式尽量以小范围覆盖为主，以精确地控制覆盖，减少对室内的干扰，提升网络质量和容量。

（3）充分考虑网络的灵活调整性

由于话务量预测存在风险（设备容量有可能调整），网络规划时应提供快速调整无线资源的可能性，对话务模型估算偏差进行补救；另外应考虑到奥运赛时与赛后覆盖、容量方案的灵活调整，当赛后容量变少时，小区可以重组以便基站的容量解放出来用于其它途径或移走。

4 规划设计方案

为保证规划目标的实现，综合考虑以上重点问题，同时结合中心区可利用的资源和建设情况，对奥运中心区室外公共区的TD设计方案进行如下分析。

4.1 单独应用宏基站方案可行性分析

即利用景观信息柱建设宏基站，同时结合中心区周边宏基站共同进行覆盖。TD宏基站可以通过使用智能天线，有效地减少用户间干扰，提高上行和下行的接收灵敏度，增加系统的覆盖和容量；加之频率规划较为简单，直接使用N频点组网方式即可。但由于受资源限制，站址选择受限，中心区内只能利用呈“一”字型分布的信息柱建设宏站，有别于常规组网；而且外围宏站选址也异常困难，较难选到理想位置，因此部分区域可能覆盖不足，而部分区域由于无线环境的复杂性，可能出现宏小区越区覆盖而导致信号杂乱、存在导频污染以致影响网络性能的情况。

在单独应用宏基站方案条件下所作的仿真如图1所示：

可以看出，虽主干道覆盖较好，但高建筑物周围或建筑物之间的小路上信号强度较弱，并且中心区东、西两侧区域弱覆盖较多。

另外由于美化要求，信息柱宏站只能应用小尺寸的双极化智能天线；而当时双极化天线正处于测试验证阶段，在高密度高话务场景下赋形效果和干扰抑制能力还有待检验，容量能否能达到理想状况也有待考证。并且景观大道、中心区西南主出入口及中心区东面等区域为高话务区，容量压力较大，需重点保障；而当时受设备能力及频率资源限制，单小区的最大容量仅为3载波，即仅靠单层宏站小区难以满足容量需求。

从覆盖和容量角度可见单独实施宏基站方案无法满足设计要求。

4.2 单独应用微分布方案可行性分析

即利用相关的信息柱及灯杆将TD RRU和2G光远端机合路后馈入到微分布系统进行覆盖。覆盖示意图见图2：

本方案规划较为灵活，可在宏站覆盖难以达到的地区进行补盲，同时对容量需求高的区域进行补热。另外多小区共BBU设置，可以实现载频池的功能，通过调配BBU和RRU的连接方式，实现灵活的小区分裂或重组，以控制网络容量。但本方案在实施过程中，由于部分灯杆设备安装空间有限，不足以加装RRU设备，即只能选择有条件的灯杆安装TD RRU和合路设备；另外由于分布系统采用的是普通室分板状天线，无法使用TD赋形天线，因此若微分布小区按照连续覆盖形式设置，则无法满足同频干扰的要求，即某些区域必须通过适当收缩小区范围来避免同频干扰。

该方案只能定位于作宏基站覆盖的补充，进行重点区域的补盲和补热。

4.3 宏基站和微分布混合组网方案分析

根据以上分析，宏基站方案和微分布方案独立实施均存在较大问题，因此必须将二者结合起来，互为补充，才能最大程度地保障中心区TD网络的覆盖和容量需求。

最终室外公共区采用了三层网络设计方案，以实现整体全面的保障：

宏基站层。利用信息柱宏站和中心区周边宏站共同进行“伞型覆盖”，以满足中心区的基本覆盖和通信需求。

微分布层。建设微分布小区，满足部分区域补盲需求和重点区域容量需求。

应急层。利用TD应急车做后备，对可能出现的网络中断、突发大话务量区域进行应急保障。

本方案综合利用了宏基站和微分布方案的优点，设计网络容量可等效为多个微小区和宏小区容量的叠加，如能理想实施则可以全面保证奥运中心区的覆盖质量并有效提高重点区域的通信容量。但两个方案的同时存在也带来了一些问题，如要顺利实施则必须解决以下难点：

（1）高、低两层网的话务分担问题。虽然当时主设备已支持HCS（两层网并存时的话务调度策略）功能，但基于前期测试结果发现终端支持还有问题，因此中心区尚无法开启HCS功能。只能通过分别对宏站和微站设置一定场强偏置的重选和切换偏移，让用户优先驻留在微站，再通过负荷均衡策略，在微站容量达到一定门限后，将部分用户均衡到宏站上。

（2）需要进行周密的频率规划。本方案室外宏基站使用3个频点，微分布小区和场馆室分系统共同使用其余的6个频点，因此相邻微分布小区间必须异频设置以避免干扰；同时加上国家体育场和水立方膜结构对无线信号传播的通透性，在人群密集的庆典广场等地必须进行精细的频率规划。

（3）由于TD和2G微分布系统采用合路和共用天线方式，因此调整天线方位角、下倾角时必须同时兼顾两个系统的性能，需尽量保证两个系统均能达到最优。

（4）需要合理控制各宏站小区的覆盖范围，避免越区覆盖、切换过于频繁等问题。

这些难点还需要在后期网络优化时通过反复调整解决。

5 网络优化

5.1 网络优化前测试指标

5.2 存在问题分析

（1）部分区域C/I较差

主要是有些站点频率规划有问题，使部分地区存在同频干扰现象。

（2）部分区域越区覆盖现象严重，个别区域切换频繁、有导频污染

主要是由于测试时有些外围站点尚未调整方向角、下倾角等，在中心区范围内覆盖比较混乱；另外部分站点的邻区关系配置不够合理，还需进一步调整。

5.3 优化措施

（1）调整中心区周围宏站天线的方向角和下倾角，同时个别站点降低发射功率，以达到消除宏站越区覆盖的现象。

（2）合理配置邻区，减少终端的切换次数。

（3）修改个别站点频点配置减少同频干扰。

5.4 网络优化后测试指标

6 总结

经过全面系统的规划和适当有效的优化，本规划设计为奥运中心区室外公共区的TD网络提供了完善的设计解决方案，极好地满足了中心区覆盖要求高、话务容量大等需求。根据奥运会期间的网络性能统计，中心区TD-SCDMA网络运行状况良好，各项网络指标正常，用户体验认可度高，实现了原定的奥运TD-SCDMA网络建设目标，支持了国家TD-SCDMA扩大规模网络技术应用试验网工程，并为我国具有自主知识产权的TD-SCDMA技术走向世界提供了极佳的展示平台。