基于实测数据的TD-SCDMA无线网覆盖模型评估

刘德全，胡宪华，何志勇

（1 中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司，广州 510623；2 中国移动通信集团广东有限公司广州分公司，广州 510635）

1 引言

TD-SCDMA网络经过近几年的建设和优化，网络覆盖和网络质量不断提高，目前已进入大规模建设和优化阶段。对于中国移动，TD-SCDMA网络承前启后的角色无可替代，提高网络覆盖和质量将成为进一步提高网络竞争力的前提和关键因素。

在TD-SCDMA网络规划优化过程中，分公司常常遇到以下问题：适合于本地场景的边缘场强到底多少才合适；适合于本地场景的路径损耗和传播距离是什么关系；基于本地实际场强和实际路损情况下，各场景规划多少站点才是合适的。然而，对于分公司来说，TDSCDMA网络规划往往受限于投资或者批复规模，有时难以真正从网络具体场景的实际需求出发进行站点规划。

本文尝试从各种不同场景实测数据出发，通过对实测数据的分析，针对不同BLER门限标准，完成与之对应的边缘RSCP门限分析和C/I门限分析；根据实测数据，分析各种场景下路径损耗与传播距离的关系；结合以上指标建立模型，评估适用于本场景的TD-SCDMA无线网络覆盖站点。

2 TD-SCDMA实测数据的边缘RSCP门限分析

2.1 话音业务RSCP门限分析

BLER（Block Error Rate）为传输信道的数据块差错率，它是对单位时间内信道上接收到错误数据块的一个统计参数。由于BLER是用来衡量系统性能的一个重要指标，且与用户感知关系密切，因此，本文通过先确定BLER的感知门限，进而确定对应的规划RSCP。基于实测数据获得RSCP与BLER的关系如图1蓝色趋势线所示。

根据以上RSCP与BLER关系，结合广州移动现状，本文给出4种BLER的门限划定标准，分别介绍如下。

2.1.1 集团公司和省公司的优化要求

2013年省公司的一体化竞赛考核中，TD-SCDMA话音质量用TD-SCDMA话音BLER进行衡量，即：TD-SCDMA话音BLER=（话音业务误块率大于等于5%的采样点总和/话音业务误块率采样点总和）×100%，省公司要求小于1.2%，达到基准值，要求小于0.8%，达到挑战值。

图1 RSCP与BLER关系图

因此，误块率是否小于5%是衡量话音质量水平的重要标识，我们取TD-SCDMA话音BLER为5%时，对应的RSCP门限是-91 dBm，如图1的黑色标识部分。

2.1.2 集团公司和竞争对手的规划要求

竞争对手对其3G通信系统的BLER规划要求是10%以下，集团公司对TD-SCDMA系统的BLER规划要求也是10%以下，当取TD-SCDMA的BLER为10%时，对应的RSCP门限是-95dBm，如图1的红色标识部分。

2.1.3 实测MOS和BLER的对应关系

MOS值是衡量通信系统话音质量的重要指标，分为5个级别。集团公司要求MOS均值达到3，可满足用户通信要求。图2是实测MOS和BLER的对应关系，从,图中可以看出，如果BLER大于3.02%，MOS分将会低于3，我们取TD-SCDMA话音BLER为3.02%时，对应的RSCP门限是-89 dBm，如图1的绿色标识部分。

2.1.4 RSCP与BLER关系曲线的拐点

用多项式拟合RSCP与BLER的关系，得到式1的四阶拟合多项式。

函数存在拐点的必要条件是存在二阶导数函数，因此先分析拟合多项式的一阶、二阶导数表达式：

图2 实测MOS与BLER对应关系图

函数存在二阶导数函数，我们尝试寻找拟合曲线是否有拐点，令Y″=0，可以得到x1=-47.6，x2=-82.4，即RSCP在-47.6和-82.4处有拐点。

从数学上来说，该拟合曲线确实存在拐点，但从工程意义上来说，整条曲线大趋势在两个拐点上中并没有明显改变，只能标识曲线在局部区域的细微变化，因此不建议采用。

2.2 数据业务的RSCP门限分析

基于实测数据获得RSCP与下载速率的关系如图3中趋势线所示。

2012年集团公司以600 kbit/s作为满分门限进行TD-SCDMA下载速率的KPI考核，我们以600 kbit/s作为数据业务的感知门限。从RSCP与下载速率的关系图可知，当下载速率取600 kbit/s时，对应的RSCP为-83 dBm，我们取RSCP=-83 dBm作为基于实测数据的CBD规划门限值。

综上所述，从4种不同的依据，可以得到表1所示4组不同的BLER和RSCP门限建议取值。

3 TD-SCDMA实测数据的边缘C/I门限分析

TD-SCDMA规划阶段需要考虑RSCP门限，在优化阶段，C/I也是重要的质量水平参考。图4是实测数据的C/I与BLER关系图，由图可知，当BLER取5%时，对应C/I为-6 dB，当BLER取10%时，对应C/I为-9 dB，当BLER取3.02时，对应C/I为-2 dB。

图3 RSCP与平均下载速率关系图

图4 C/I与BLER关系图

图5是实测数据的C/I与平均下载速率关系图，如图所示，当下载速率取600 kbit/s时，对应C/I为3 dB。

综上所述，可得4种不同的RSCP门限对应4种不同的C/I建议取值，如表1所示。

因此，在规划阶段，小区边缘除了满足RSCP门限的基本条件外，在优化阶段，也必须同时满足C/I门限条件，否则，用户的业务感知将发生恶化。

4 TD-SCDMA实测数据的覆盖距离与路径损耗分析

图5 C/I与平均下载速率关系图

本文根据实测到的珠江新城TD-SCDMA数据，分析适合珠江新城区域的路径损耗与传播距离d的关系,采用线性拟合，得到式4。

可以算出，该区域的实测模型的截距为150.75，斜率为35.204。采用实测模型对链路预算进行修正，当取不同的RSCP门限时，对应的覆盖半径如表1所示。

5 典型场景分析

根据以上分析过程及结果，本文选取珠江新城作为密集商务区的典型场景，从TD-SCDMA网络覆盖现状出发，完成珠江新城TD-SCDMA站点规划需求。

5.1 密集商务区TD-SCDMA覆盖现状

以话音业务取-91 dBm和数据业务取-83 dBm作为门限为例，分析珠江新城的覆盖现状。

5.1.1 话音业务覆盖现状

根据实际测试，珠江新城TD-SCDMA话音的信号强度≥-91 dBm的区域占97.71%，弱信号区域主要在华强路、黄埔大道冼村路段、兴国路、猎德大道和黄埔大道交界处、华南快线和花城大道交界处、马场路和临江大道交界、华讯街等路段。

5.1.2 数据业务覆盖现状

根据实际测试，珠江新城TD-SCDMA数据的信号强度≥-83 dBm的区域占82.43%，弱信号区域主要在广州大道中和中山一路交界处、华强路和华穗路交界处、黄埔大道冼村路段、金穗路冼村路段、猎德大道和黄埔大道交界处、华南快线和花城大道交界处、马场路和临江大道交界、海文路与海定路交界、华讯街等路段。与话音业务相差约15个百分点，覆盖效果远不如话音业务。

表1 RSCP与C/I门限对应关系表

5.2 密集商务区TD-SCDMA站点需求分析

4个RSCP规划门限中，以“下载速率高于600 kbit/s”为最苛刻，以-83 dBm为例，分析珠江新城的站点需求。珠江新城区域约6.08 km2。覆盖距离为280 m时，考虑到重叠因素，取覆盖距离为280×0.85=238 m，根据正六边形面积计算公式，面 积 =3 3/2×b2，则单 站 覆盖面 积 =3×1.732/2×0.2382=0.147 km2，因此，整个珠江新城区域所需站点为6.08/0.147=41.3个站点。

目前珠江新城共建有TD-SCDMA室外站27个，根据当前规划，会再新增21个站点，即建设完成后会有48个站点在珠江新城区域。根据实测数据估算的需求站点41.3个比原规划到达数48个减少了大约13%，与网优部门对该区域的站点建议一致。

6 结论

本文从基于网络现状的实测数据出发，分析了适合于本地场景的话音和数据业务的边缘RSCP要求和C/I要求，并在此基础上对符合场景的路径损耗和传播距离进行了评估，选取了珠江新城商务区作为典型场景，进行了实例分析，提出了与场景相匹配的站点规划方案。本文分析方法可用于商务区、密集商业区、城中村、大学城、开发区等场景进行分析，也可以从规划的角度对密集市区、一般市区、县城城区、郊区、农村等场景进行分析，为规划和优化提供基于网络现状的站点分析。本文分析方法后期将与目前正在进行的网格化分析结合起来，针对每个网格进行规划分析，有助于提高规划站点的精准度。