TD-SCDMA二期网建的难点与创新技术

工业和信息化部电信规划研究院郭靖黑龙江鹤岗市移动通信公司工程师郭晨峰TD-SCDMA二期建设可以在借鉴一期经验的基础上，通过一些创新点和关键技术来提升TD-SCDMA网络的质量。采用创新的关键技术，将为TD-SCDMA网络的持续发展提供有利的条件，并为TD-SCDMA的有序发展创造良好的环境。TD－SCDMA网络建设及发展TD-SCDMA一期试验网在10个城市由三大运营商承建。中国电信在保定地区建设基站240个；原中国网通在青岛建设基站413个；中国移动在包括北京、上海和广州在内的8城市共建设基站14543个。一期工程总投资约为150亿元，平均每基站投资95万元。后期又将北京、上海、天津、青岛等8个城市的TD－SCDMA网络升级到支持HSDPA（高速下行分组接入），数据传输速率提升到最高达1.6Mbit/s，增强了业务接入性能和用户业务使用感知度。TD-SCDMA二期网络建设计划再覆盖28个对数据需求高的城市，预计最快将在2009年6月底完成，共建设基站约为21600个，总投资约为210亿元。TD-SCDMA网络两期工程建设情况对比如表1所示。表1 TD-SCDMA网络两期工程建设情况对比

TD-SCDMA建设的难点及解决办法TD-SCDMA制式是中国研制的标准，目前世界上没有其他运营商使用这个标准建网，在没有任何经验借鉴的情况下，任何运营商在TD-SCDMA建设工程及未来建设中都会遇到一些困难。1.基站选址困难大由于机房条件限制、智能天线体积较大及居民环保意识增强等因素，TD-SCDMA基站站址选取难度很大。这种情况需要政府和运营商从不同角度来共同努力解决，否则会严重影响到TD-SCDMA网络的质量和建设进程。（1）政府主导，建立资源共享法规经过2G网络的大规模建设，如今我国的基站总量已达58万个，基站站址已成为稀缺资源。长期以来，政府各主管部门缺少对基站选址和建设的有效管理，产权归属不明确。政府职能应该主导、加快建立有关规范基站建设的法律法规，从根本上解决TD-SCDMA建设中基站选址的难题。综合各方意见，2008年9月28日，工业和信息化部与国资委联合下发了《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》文件，要求已有铁塔、杆路必须共享，新建铁塔、杆路必须共建，其他基站设施和传输线路具备条件的应共建共享，禁止租用第三方设施时签订排他性协议。但在实际操作中还存在共建共享定价难以操作的问题，而且有竞争关系的运营商共享基础设施还有太多的技术障碍和商业障碍。政府应该从细节上再大力推进政策的执行。（2）提高TD/GSM站址的共站率要缓解TD－SCDMA二期建设中基站选址的压力，最重要的是提高TD/GSM网基站的共站率。目前在TD－SCDMA一期工程中，基站共站率30%左右，共站址水平还有很大的提高空间。TD/GSM网共站址包括共享机房、传输、电源、天面资源(如铁塔、抱杆、室外走线架等)以及其他的一些配套设施(如监控、空调等)。机房共享要充分考虑后期的网络扩容的位置空间及机房的承重问题，传输共享可考虑共享传输综合架。机房电源以共享为主，应考虑到电源的扩容。配套共享涉及配线架、空调、市电引入和消防等，很大程度上可以共享。塔桅共享包括共享顶塔、增高架等，可满足TD－SCDMA天馈系统需求。天面是稀缺资源，不能共享塔桅的情况下，可以考虑共享天面，应考虑满足隔离度的要求。２.网络优化难度大由于网络优化测试工具不成熟、设备不稳定，运营商的TD－SCDMA网优经验不足。随着用户规模的增加、网络负荷的加大和HSDPA业务的开通，网络优化的复杂度和难度加大，出现了GSM/TD/HSPA网间互相影响的复杂情况。３.TD-SCDMA产业链发展滞后目前，TD-SCDMA系统设备在新技术上的产品研发速度滞后，终端的开发也存在诸多问题，严重影响用户的业务感受，对业务量发展造成较大的影响。同时，TD-SCDMA产品的专业测试终端也较少，对TD-SCDMA的测试和优化工作造成了影响。国家应该从政策上对TD-SCDMA产业链的各方面给予较大的优惠，让更多的设备商、开发商加入到TD-SCDMA的开发研制中来。TD-SCDMA建设的创新技术TD-SCDMA发展初期，整个网络建设规模还远远小于GSM现有网络规模，室内信号的覆盖还不很全面，网络信号的深度及广度覆盖还远远不够。TD-SCDMA二期工程的建设目标与一期不同，是最大限度地与现有GSM网络共用基础网、核心网、业务网、支撑网等网络资源，实现与2G网络平滑衔接、融合组网。新建TD-SCDMA无线网，充分发挥TD-SCDMA网络数据业务高速率和GSM网络广覆盖的优势，利用2G/3G互操作做到优势互补，重点在数据业务需求大的区域部署TD-SCDMA网络。在TD-SCDMA网络建设的每一步都提前考虑与TD-LTE的衔接，要确保TD-SCDMA向未来TD-LTE的平滑过渡，实现较长的投资收益期，最大限度地保护投资。因此，TD-SCDMA二期建设可以在借鉴一期经验的基础上，通过一些创新点和关键技术来提升TD-SCDMA网络的质量。这些创新技术主要包括几个方面：TD-SCDMA网络的干扰解决方案、TD/2G系统间双向切换、针对各种特殊场景覆盖解决方案（包括高速覆盖解决方案、海面广覆盖解决方案等）、优质TD-SCDMA室内覆盖方案、空分复用技术提升吞吐能力等能够解决TD-SCDMA系统的技术难题。下面具体介绍这几点创新技术解决方案。1.TD-SCDMA网络的干扰解决方案TD-SCDMA网络开始建设时，国内的2G网已经非常成熟，同时还有其它网络,如PHS等，这些系统对TD-SCDMA网络都会产生干扰。同时，TD-SCDMA自身制式存在系统内干扰和频率规划组网干扰，都需要根据实际情况采用不同的解决方案，使TD-SCDMA的网络质量得以提升。(1）系统内交叉时隙干扰交叉时隙干扰是TD-SCDMA系统内影响较大的干扰，由于TD-SCDMA系统的业务时隙是动态分配的，当出现在相邻小区之间或同小区频率间的上下行转换点不一致时，或者当基站之间帧信号不同步时，就会出现这种干扰。对于交叉时隙干扰，目前有多种解决方案：第一，可在不同切换点的小区之间设置一个交叉时隙隔离带，在交叉时隙中不传输数据；第二，以交叉时隙的两个基站为圆心，使用导频信号确定的两个圆形区域作为交叉时隙用户所在区域；第三，可以调整上下行时隙比例等。(2）频率规划及组网方式干扰单频点多载波组网干扰比较大，不能消除基站间公共信道干扰，但可在建网初期采用。可以使用多频点多载波技术克服这类干扰，但多频点多载波又容易引起邻小区干扰。因此，在码道规划时，尽量不要使用满码道，同时要合理规划扰码和优化天线。(3）TD-SCDMA系统外干扰目前的通信网存在多种制式系统共存的现象，且互相影响。其中影响最大的是PHS系统对TD-SCDMA系统和相同或不同运营商的TD-SCDMA系统间干扰。①PHS/TD系统间干扰目前PHS/TD的工作频率分别为1900～1915MHz/2010～2025MHz，干扰主要是两系统基站间的杂散、互调、阻塞等干扰。可根据设备性能采取增加隔离度、安装滤波器等措施来减少干扰。②TD-SCDMA系统间干扰TD-SCDMA系统间干扰主要指两个方面：一是相同运营商的TD-SCDMA系统内干扰，主要是在NodeB和UE之间；二是不同运营商系统间干扰，主要是在NodeB与UE、UE和UE、NodeB与Node B之间的干扰。这类干扰可通过加大频率保护间隔、减少系统交错时隙、根据扇区覆盖余量和无线信号损耗等条件合理规划两系统NodeB间距离、使两个系统相邻两个站间的定向天线方向一致等方式来解决。同时，设置好频率间隔可使TD-SCDMA系统与其他系统间干扰的发生几率较小。2.针对各种特殊场景的覆盖解决方案TD-SCDMA网络建设要达到较好的覆盖和较高的质量，给用户良好的感知，重点需要解决城市中的许多特殊场景，包括高话务区域解决方案、高速覆盖解决方案、海面广覆盖解决方案、地铁/隧道覆盖解决方案等。针对不同的覆盖场景，提出差异化的解决方案，通过各种方式消除网络覆盖的盲区，解决信号干扰和接通率低、马赛克等问题，来满足差异化的覆盖需求，提高TD-SCDMA网络的覆盖和容量是非常重要的。下面分别介绍一些特殊场景的覆盖解决方案。(1）奥运场馆的高话务区域奥运场馆具有话务分布不均匀的特点，有赛事期间话务量大，无赛事期间话务量相对较少。赛时人群密集度高，瞬时人均话务量高，用户对多种无线业务有需求，而且QoS要求较高，该区域内网络的容量与承载都有较高的要求。鸟巢（国家体育场）的覆盖就是个典型的场景，如图1所示。

图1 奥运场馆区域的覆盖场馆的覆盖思路是将场内部分分为若干区域，用室内分布式吸顶天线进行覆盖，将基站机房分布在若干个点，每个基站负责一定区域的覆盖和容量需求；电梯使用定向天线覆盖。对于看台区域的覆盖，可将区域划分为若干个小区域，采用微蜂窝+RRU配以室内定向板型分布天线的方式满足连续覆盖。对于新闻发布中心等容量需求高区域，采用大容量基站配合全向分布式天线的方式。对于出入口附近话务量高、人流量大的室内区域部分，利用楼层内的吸顶天线外泄来吸收部分话务量。同时，在场馆外安置若干应急通信车，吸收可能的突发高话务。(2）地铁/隧道类区域地铁/隧道处在一个相对封闭的环境里，弯道多、用户移动速度快且集中在一个狭窄线性区域内。列车行驶时，车体对信号阻挡较为严重。覆盖区域包括站厅层公共区域及出入通道口、地下站台和隧道三个部分的覆盖，如图2所示。

图2地铁/隧道类区域的覆盖对于站厅层公共区域及出入通道口，建议使用天线阵进行覆盖。对于岛式地下站台，站台部分可以通过覆盖隧道区间的泄漏电缆完成覆盖，考虑到屏蔽门对信号的阻挡以及列车进站时泄漏电缆辐射信号的衰减对系统场强的影响较大，笔者建议在站台单独布放一套天馈系统对信号进行补充覆盖，避免列车进站时信号的陡然下降对通话质量的影响。对于侧式地下站台，由于在站台区域内布放泄漏电缆存在施工难度，因此无法使用泄漏电缆覆盖，建议使用天线阵进行覆盖，天线阵辐射出的信号同时也可以覆盖在站台区间内的隧道。对于隧道区间，沿隧道横截面，用泄漏电缆进行覆盖。3.优质TD-SCDMA室内覆盖方案

在3G网络中，高价值的商用客户大多集中于室内环境，占据约80%的话务量。而室内环境相对比较复杂，因此完善的TD-SCDMA室内覆盖方案将大大提升网络竞争力。

由于TD-SCDMA系统使用2G频段，其穿透能力相对较差，在室内环境下会形成较多覆盖盲点区域。TD-SCDMA系统的室内分布结构与传统类似，可与其他系统共用相同单元，可使用BBU+RRU多通道覆盖解决方案，最大化利用现有的2G室内覆盖系统资源，快速建设3G室内覆盖系统，同时进行高质量的网化，建设优质的室内覆盖网络。

TD-SCDMA系统基带池（BBU）+射频拉远单元（RRU）多通道组网方案，将基带和射频分开，射频部分可以灵活地放置在室内任何地方，BBU集中放置可以实现共享，并通过光纤与遍布于建筑中的RRU连接，单小区支持1～8个RRU。BBU+RRU多通道方案可根据室内容量需求灵活选择BBU，根据覆盖面积合理采用不同数目的通道（RRU），方便灵活组网。同时，采用多通道算法，对RRU多个通道实行空间隔离，降低通道间的干扰。共用2G室内覆盖系统的工程改造简易，支持容量的平滑升级，支持室内HSPA容量增强解决方案。

4.TD/2G系统间双向切换

坚持2G/3G一张网，做好2G/3G网络的协同是建设TD-SCDMA的基本原则。目前，话音业务已经实现了GSM向TD-SCDMA的切换，但并未实现TD-SCDMA向GSM的系统切换。

由于系统切换需要占用系统资源，在目前TD-SCDMA覆盖不够的情况下，TD-SCDMA向2G系统切换将会影响网络通话质量。对延时要求较低的数据业务可以在TD-SCDMA与2G之间相互平滑切换。

在TD-SCDMA二期工程中，随着TD-SCDMA网络的覆盖率逐渐增加，将逐步实现话音业务在TD/2G系统间的双向切换。而大范围实现还要依靠TD-SCDMA网络的大范围覆盖，以及覆盖质量的大幅提升。

5.空分复用技术提升吞吐能力

3G数据业务需要占用比2G纯语音大得多的带宽，而TD-SCDMA室内数据业务的应用是个较大难题。使用TD-HSPAMX倍速（空分复用）技术，可将网络同等带宽的吞吐能力成倍地提高。HSPAMX倍速技术在无需增加载波资源、无需修改用户终端、无需调整网络规划、仅需软件升级的条件下，可将TD-HSPA系统的吞吐量提升2倍，解决室内应用数据业务的问题。网络测试结果表明，室内小区吞吐量能提高2倍，室外小区吞吐量也可提高1.3～1.5倍，可将每bit数据业务的成本降低约35%。这项技术将会对TD-SCDMA的产业化产生较大的带动作用。