TD-LTE网络性能分析

虞疆 刘远彬

摘  要：无线网络性能包含覆盖、质量和容量;影响网络覆盖的因素包含频率、小区发射功率、手机终端灵敏度等;影响网络质量的因素包含网络拓扑结构、小区间干扰协调机制等;影响网络容量的因素包含信道带宽、上下行子帧配比、具体的业务类型、频率组网方式等。本文主要从TD-LTE网络技术原理及业务模型等方面对影响TD-LTE网络性能的因素进行分析，分析出TD-LTE网络建设建议，以确保基础配置能够满足网络建设的要求，促进网络的发展。

关键词：TD-LTE;网络性能;ICIC;业务模型

中图分类号：TN929.533      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）08-0064-03

Abstract：Wireless network performance includes coverage，quality and capacity;network coverage factors include frequency，cell transmission power，mobile terminal sensitivity;network quality factors include network topology，inter-cell interference coordination mechanism;network capacity factors include channel bandwidth，up-down subframe configuration，specific business types，frequency networking mode，etc. This paper mainly analyses the factors affecting the performance of TD-LTE network from the aspects of the principle and business model of TD-LTE network technology，and analyses the suggestions for the construction of TD-LTE network，so as to ensure that the basic configuration can meet the requirements of network construction and promote the development of the network.

Keywords：TD-LTE;network performance;ICIC;business model

1  TD-LTE简介

TD-LTE是我国具有自主知识产权的新一代移动通信技术。它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素，体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。2013年12月4日，工信部给中国移动、中国电信、中国联通均发放了TD-LTE牌照，拉开中国LTE商用序幕。

2  TD-LTE网络性能指标

由于LTE网络相比于2G、3G无CS域，能够为用户提供高速数据服务，TD-LTE网络性能指标也发生了一些变化，网络性能关键指标也由原来的覆盖指标（重点强调接收电平）向用户感受（上下行吞吐量）转变。现阶段主要关注RSRP、SINR及上下行吞吐量。

2.1  RSRP

RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）是LTE网络中可以代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一，RSRP主要衡量从基站至用户终端处的信号衰减情况。由于TD-LTE上下行共用同一频率，故同样可衡量上行链路损耗。

2.2  SINR

SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比）是接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号（噪声和干扰）的强度的比值。SINR主要衡量信道的纯净程度，代表业务信道的质量并直接决定了业务速率，是影响LTE网络性能的决定性因素。

2.3  上下行吞吐量

上下行吞吐量可以衡量用户对TD-LTE网络的感知速率，是衡量网络性能好坏的最直观的指标。较高的上下行吞吐量可以缩短用户的下载时间，保证用户在碎片化时间内得到高速率体验从而提升单用户数据流量，极大地提高收入。

3  影响TD-LTE网络性能的因素

网络性能包含：覆盖、质量和容量等，对网络覆盖的影响因素主要包含频率、小区发射功率、手机终端灵敏度等;对网络质量的影響因素主要包含网络拓扑结构、小区间干扰协调机制等;对网络容量的影响因素主要包含信道带宽、上下行子帧配比、特殊子帧配比、控制信道开销、具体的业务类型、频率组网方式等。下文将针对部分因素进行分析。

3.1  频率

频率资源是移动通信中最宝贵的资源，频率的高低直接影响到网络建设的成本与后期网络运行的质量。低频段绕射能力差、空间传播损耗大，单基站覆盖半径较小，设置覆盖基站数较多，网络建设成本较大;高频段绕射能力强，空间传播损耗较小，单基站覆盖半径较大，设置覆盖基站数较少，网络建设成本较小。

在3GPP协议中，TD-LTE的频率范围主要为2G、3G等高频段。我国TD-LTE频段划分情况如表1所示。

从分配频段来看，中国移动共获得130M带宽，中国电信、中国联通各获得40M带宽。中国移动获得频段较宽，网络容量优势较明显，可以在一定程度上弥补由于频段较高导致的覆盖弱势。

针对现有TD-SCDMA网络使用A、F频段的情况，可以在郊区及话务需求不大的区域使用F频段实现与TD-SCDMA相同覆盖，在话务需求较大的区域使用D频段，满足对后期容量的需求。

3.2  信道带宽

LTE系统支持动态带宽配置，有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MH、15MHz、20MHz共六种配置模式。系统可以配置的上下行信道带宽关系如表2所示。

随着信道带宽的增加可使用的RB数依次增加，小区的吞吐量也直接增加。在20M信道带宽情况下，传输带宽可使用的RB数最大为100。

在实际网络中可以根据各区域对覆盖和容量需求的不同，分别设置不同的信道带宽，如密集市区容量需求较大，可以将信道带宽设置为20M，部分區域使用载波聚合技术，实现多载波高速率满足用户容量需求;对于农村及部分边缘容量较小的区域，通过使用小信道带宽（如5M）异频组网，满足这些区域的覆盖需求。

3.3  时隙配比

TD-LTE为时分双工，TD-LTE每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成，特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms，TD-LTE帧结构可以灵活的支持不同配置的上下行业务。

TD-LTE不同配置的上下行时隙配比如表3所示。

3.4  业务模型

业务模型，就是将用户所使用的各业务类型在网络规划时进行定义，包括业务类型、用户行为、终端等。业务模型主要影响网络容量情况，精准的业务模型能够准确预测未来的容量需求情况。

业务模型包含如下主要指标：

（1）会话时长：每个PPP会话的持续时间长度;

（2）会话任务比率：每个PPP会话的数据传输率;

（3）BLER/PER：块误码率/包误码率;

（4）承载速率：业务应用层（IP）承载速率;

（5）业务渗透率：使用该业务的用户比例;

（6）BHSA（Busy Hour Session Attempts for single user）：单用户忙时会话尝试次数;

（7）峰均比：为用户的突发业务需求保留的余量。

业务模型如表4所示，由于现有TD-LTE网络用户较少，用户的行为不具有代表性，建议网络用户增加后对业务模型进行更新。

4  TD-LTE网络建设建议

频率方面：对于TD-SCDMA网络来说，D频段一般适用于话务需求大的区域，可以较好地支持后期容量需求。F频段一般适用于话务需求不大的县城和郊区。

在进行网络实际设置时，覆盖和容量应根据实际情况进行配置，设置相应的信道带宽，密集市区一般需要设置20M带宽，部分区域使用载波聚合技术满足高速率多载波用户需求;农村和郊县，一般采用5M信道带宽，通过异频组网的方式进行覆盖。

时隙配比方面：考虑到与TD-SCDMA时隙配比情况，建议F频段时隙上下行配比设置为1：3，对于D频段时隙配置设置为2：2，后期可以根据当地的用户实际使用情况调整时隙配比。

5  结  论

随着TD-LTE网络商用情况的发展，及时对商用网络中的网络性能因素进行分析总结与反馈，及时调整网络规划参数，保证后期网络的运行质量。

参考文献：

[1] 戴源，朱晨鸣，王强，等.TD-LTE无线网络规划与设计 [M].北京：人民邮电出版社，2012.

[2] 朱晨鸣，李新.TD-LTE无线网络组网性能研究 [J].现代传输，2012（2）：67-70.

[3] 丁秀锋，顾丁烽.TD-LTE网络覆盖及容量估算 [J].山东通信技术，2012，32（4）：25-28.

作者简介：虞疆（1980-），男，汉族，江西吉安人，设计所所长，高级工程师，本科，主要研究方向：无线网络规划、优化及设计;刘远彬（1984-），男，汉族，广东河源人，网络规划工程师，本科，主要研究方向：无线网络规划、优化及设计。