TD-LTE无线网络规划优化设计及方法研究

苏耀星



TD-LTE无线网络规划优化设计及方法研究

苏耀星

中睿通信规划设计有限公司，广东 广州 510000

随着4G网络技术的不断发展，TD-LTE无线网络成为了信息化时代的中流砥柱，其在为社会发展做贡献的同时也暴露出了一些不容忽视的问题。围绕TD-LTE无线网络相关内容展开，分析了TD-LTE无线网络规划的核心技术，并探索了无线网络规划设计体系和优化方法，以促进我国TD-LTE无线网络技术的进一步发展。

TD-LTE；无线网络规划设计；优化方法

引言

移动通信技术随着社会经济的快速发展已经经历了四代。当前，移动动性技术进入了TD-LTE发展阶段，顺应着“互联网+”时代的发展。传输速度快、覆盖范围广、安全性能高的TD-LTE无线网络承载着智能游戏与社交学习等多种业务功能，并推动了智能手机和笔记本电脑等终端设备的发展[1]。

1 TD-LTE无线网络内容简介

Time Division-Long Term Evolution的缩写便是TD-LTE，TD-LTE的汉语言意思是分时长期演进。具体而言，TD-LTE包含了包括阿尔卡特朗讯、中国移动、大唐电信、华为技术等在内的所有4G通信技术和标准。随着信息化社会的不断向前推进和人们对于物质文化生活要求的不断提升，TD-LTE也已经发展成为了具有多种类型的宽带配置的技术。1.4 MHz，3 MHz，10 MHz，20 MHz等宽带配置都能够灵活运用于TD-LTE技术中。并且经过实践证明，当所配置的宽带为20 MHz时，TD-LTE的上行速率、最大速率以及控制面延长时间能够保持在50 Mbit/s、100 Mbit/s和100 ms内，部分用户可以保持在5 ms内。TD-LTE技术的进一步发挥在那极大的提高了网络用户的体验度和满意度，为人们的日常生活和工作都带来了极大便利[2]。

TD-LTE技术在向人们提供100kbit/s的接入服务时需要用户移动终端的运行速度达到350km/h，这是提供100kbit/s的接入服务的前提条件，否则便不能。再者TD-LTE能够取消CS域，并将其转化在PS域内，这种转变能够在最大限度上简化系统建构并降低建网成本。

现如今，TD-LTE虽然已经形成了产业链趋势，并且其各派生系统都已经具备了端产品能力，但TD-LTE技术的网络设备与终端芯片仍然在内容上存在问题，其功能作用的发挥仍然受到这两方面的影响和限制。在新常态经济发展新时期，为了积极应对大数据时代的挑战。各科研部门必须强化终端芯片与设备的优化与开发，缩短产品成熟周期，提升TD-LTE产业发展速度，以促进其商业化价值的实现。我国的TD-LTE规模网络主要建立在广、沪、杭州以及南京等经济发展水平高的城市，经过6年的发展，TD-LTE成熟程度有所提升，能够发挥的功能作用也更大了。

2 TD-LTE无线网络规划的核心技术分析

TD-LTE无线网络规划的核心技术主要有网络层、物理层两方面，从网络层规划技术来看，TD-LTE无线网络在接入传统的3G网络时会缺少RNC节点，这种单层结构的网络层主要是由 NodeB构成的。在进行此层面的技术规划时，要特别注意这个问题，虽然其能够简化网络并降低网络复杂程度，但是其仍需要采取措施进行优化设计处理，使其结构类似于IP宽带网络，以优化此网络层规划技术。TD-LTE的物理层规划技术既包括基本传输技术和多址技术，又包括编码调制技术、MIMO 技术和帧结构。在规划物理层技术时，OFDM 调制技术是常用的传输技术，其能够将无线线道多径时延展时间的弥散性影响降低到最小，以保证系统的稳定性。TD-LTE无线网络的信道编码规划主要是 Yurbo 码，并且其能够使用MIMO 技术来适应微小区、宏小曲和热点环境。TD-LTE内的物理层子帧都有长度规定限制，通常情况下其子帧的长度为0.5 ms，而长度为0.675 ms的子帧则能够与 TD-SCD-MA兼容。网络层规划技术与物理层规划技术都是TD-LTE无线网络规划的核心技术，在对此技术产业链进行规划设计和优化处理时，要紧紧围绕这两层核心技术展开，以提升网络设备和终端芯片的性能[3]。

3 TD-LTE无线网络规划设计体系分析

TD-LTE无线网络规划设计体系包括PCI规划、网络规划、容量规划和频率规划，这些都是影响TD-LTE无线网络规划的决定性因子[4]。在对TD-LTE进行无线网络规划优化设计时，一定要做好这些规划板块的工作。只有这样，才能全面提升TD-LTE无线网络规划网络设备和终端芯片的性能，促进TD-LTE无线网络的持续化发展。

3.1 PCI规划

PCI标示是为终端设备提供服务的，当LTE物理小区在对其他不同小区进行无线信号区分时，PCI标示能够为其提供依据和便利。基于PCI标示的性能和作用，在对TD-LTE无线网络规划进行优化设计时要对PCI中的每一个小区的覆盖区域进行唯一的PCI定性，并保证所有就近区域的PCI类型处于不同状态。只有这样，才能完全发挥PCI的功能作用，进一步优化TD-LTE无线网络规划设计体系。简单、清晰、容易扩展等原则是规划PCI时所必须要遵循的，处于同一个PCI组的所有PCI必须来自同一个站点，而不能出现其他站点的PCI，这是保证终端设备无线信号精确的前提。同一站点的PCI也必须全部处于统一PCI组，而不能分散于其他类型的PCI组，以保证无线信号识别的精确性。在进行PCI规划的优化设计时，还要特别考虑室内无线的覆盖情况，在对室内情况进行实际分析后，再决定是否要采用分开规划的方法。分开规划方法的采用必须建立在实际需要的基础上，而不能仅凭主观猜测。

3.2 网络规划

TD-LTE体系中的网络规划与2G、3G系统规划在某些方面是相似的，TD-LTE的拓展结构过程也类似于2G、3G系统，TD-LTE的网络类型仍然是蜂窝型。相同的网络类型使得TD-LTE的网络规划优化设计流程与2G、3G系统相同，只不过其在进行网络架构和调度算法时会采用不同的技术。这些不同技术的采用使得TD-LTE的网络规划得以跳出传统模式，使其赋予更多新的东西。FDD以及TDD模式在TD-LTE网络规划总占据着重要位置，其能够为TD-LTE提供双工方式和帧结构，并让TD-LTE的其他关键技术与传统系统区别开来。在规划TD-LTE的网络结构时要额外考虑其网络类型的特点，并严格控制其网络规划的合理性与可行性，以便经过优化设计后的网络规划能够发挥实际作用，对TD-LTE无线网络作用的发挥提供帮助。

3.3 容量规划

影响TD-LTE无线网络容量规划的因子众多，常见的影响因子有天线技术、时隙配置方式、网络结构以及资源调度算法等。系统仿真方法是常用的TD-LTE容量规划方法，此方法不仅能够计量各种无线场景下的小区吞吐量，而且还能计量小区边缘的吞吐量。在对容量规划进行优化设计时，可以采用合适的站距并就近规划蜂窝结构，设置出容量达到理想最大值的站点规划方案，为TD-LTE无线网络规划的优化设计奠定基础。容量规划与TD-LTE无线网络规划息息相关，如果没有理想状态的网络容量值，TD-LTE无线网络也无法发挥出理想状态的作用[5]。

3.4 频率规划

同频与异频是TD-LTE无线网络频率规划的两种不同组网方式，整个小区都是用相同的频率便是同频组网。同频对各子信道之间的正交性要求较高，其能够利用各子信道之间较高的正交性来抵抗各种频率干扰方式并提升频谱的利用率。同频在抵抗频率干扰时采用的范式是干扰消除、干扰随机化以及干扰协调，这些方式都能够在一定程度上发挥作用，保证同频组网功能作用的发挥[6]。整个小区使用的频率不同的情况便为异频组网，异频组网能够降低邻近小区所受到的干扰程度，其采用的算法是RRM算法，这种算法操作简单，计算速率快，能够帮助异频组网发挥其应有的作用。但异频组网的频谱利用率较低并且容易受到诱发干扰的控制，会产生频带使用平衡问题。在进行优化设计时要尽可能的提升其频率规划的合理性，减少频带资源对其功能作用发挥的影响，提升其网络抗干扰性能。对TD-LTE无线网络进行频率规划优化设计时，其重点应该放在对异频组网的优化上，要尽可能地提升异频组网的抗干扰性能。

4 TD-LTE无线网络优化方法分析

4.1 TD-LTE无线网络规划优化内涵简析

根据用户群体需求对各类无线参数数据和系统数据进行调整以提高用户满意率即为TD-LTE无线网络优化。TD-LTE无线网络优化的出发点是用户群体需求，目的是提高用户满意率，采用的方法是调整无线参数和系统数据。TD-LTE无线网络系统从本质上来说是一个动态发展的系统，对其进行优化处理需要花费一定周期的时长，在优化时必须对其网络建设阶段进行分析。通常情况下，完整的TD-LTE网络优化过程包括工程和运维优化两个阶段，单站验证、县市网络优化与全网优化是工程优化阶段的主要内容。运维优化主要是通过采集网络数据，分析网络质量影响因素的方式来提升网络性能，对网络进行日常优化处理。

4.2 天馈优化

TD-LTE无线网络规划的优化重点是天馈优化，天馈优化的主要工作原理是调整天线的方向角和下倾角以及其他天馈参数，并以此来改变干扰区域的信号强度，以达到提高TD-LTE无线网络抗干扰性能的目的。利用天馈优化方法调整参数时需要遵循强化主覆盖扇区电平的原则，并与此同时弱化其他扇区的电平，使该区域内的信号分布情况发生改变。天馈优化能够有效解决覆盖不合理问题和信号频繁切换问题，并能够在一定程度上消除弱覆盖和越区覆盖等不规范现象。

4.3 功率调整

TD-LTE无线网络的功率调整通常是与天线调整配合起来发挥作用的，功率调整能够满足各小区的覆盖要求。将其与天线调整配合使用后，其能够使各小区之间的信号切换关系达到预期目的并从一定程度上提升TD-LTE无线信号的质量。

4.4 邻区优化

在站与站之间进行重选、切换时，为了保证其顺利进行，通常需要使用到邻区优化方法，邻区优化能够重新分析全网的邻区关系，并在此基础上漏配邻区和冗余小区进行调整以优化邻区关系，提高站与站之间的重选率和切换率等网络指标。

4.5 小区PCI优化

调整邻区之间的PCI能够降低不合理规划中的PCI指数，降低PCI对各邻区之间的信号干扰，强化用户感知，达到提升TD-LTE无线网络整体质量的目的。

4.6 重选、切换参数优化

优化重选参数能够调整用户的Idle态过程，满足不同用户群体的需求并提升无线网络接入的成功率。优化切换参数能够保证用户的起呼过程，增强用户感知和提升用户业务的连续性。

4.7 特性算法应用

准入控制、负载控制、抗干扰的ICIC算法以及BF算法都是用来提升网络整体性能的常用特性算法，这些算法大多用于网络基础优化完成之后，其能够降低干扰提升用户的吞吐量。

5 结语

对TD-LTE无线网络规划进行优化设计和方法研究，需要对整个无线网络基础系统进行科学、合理规划，做好PCI规划、网络规划、容量规划和频率规划等方面的工作并将天馈优化方法、功率调整、特性算法应用、重选、切换参数优化方法、小区PCI优化方法以及邻区优化方法等结合起来，以提升TD-LTE无线网络设备和终端芯片的整体性能。

[1]郭小光.基于TD-LTE的网络优化设计与应用[D].洛阳：河南科技大学，2015.

[2]赵远波.TD-LTE无线网络规划设计研究[D].兰州：兰州交通大学，2015.

[3]吕晨光.TD-LTE无线网络规划研究[D].北京：北京邮电大学，2012.

[4]张斌.TD-LTE无线网络规划关键技术研究[D].南京：南京邮电大学，2012.

[5]郑国惠.TD-LTE无线网络规划设计与优化方法分析[J].互联网天地，2015（2）：32-35.

[6]林斌，蔡丹森.TD-LTE无线网络规划设计[J].硅谷，2011（8）：9.

TD-LTE Wireless Network Planning Optimization Design and Method Research

Su Yaoxing

China Communications Planning and Design Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

With the continuous development of 4G technology，TD-LTE wireless network has become the mainstay of the information age，which contribute to society development has also exposed some problems that can not be ignored. This article focuses on the TD-LTE wireless network related content，analysis of the core technology of TD-LTE wireless network planning，and explore the system of wireless network design and optimization method，to promote the further development of TD-LTE wireless network technology in china.

TD-LTE；wireless network planning and design；optimization method

TN929.5

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1009-6434（2017）01-0133-03