TD-SCDMA的频率及扰码规划方法探讨

1、1  前言 TD-SCDMA网络是我国拥有知识产权的新一代网络，与CDMA2000网络和WCDMA网络并称3G通信的三大制式。目前，国内几个大城市的TD网络均已初具规模并进入了预商用阶段。TD网络的频率和扰码规划直接影响到网络的质量，因此，如何有效并合理地配置网络频率和扰码，是网络优化人员应重点关注的问题之一。2  频率及扰码的干扰测试分析由于TD的扰码和扩频码很短，扩频增益低，导致抗干扰能力弱。位于小区间重叠覆盖区域内的用户，在小区频率及扰码不同配置情况下对各种TD业务的感知如表1所示：表1    在小区频率及扰码不同配置下的用户感

2、知频率扰码CS12.2K影响CS64K影响PS384K影响HSDPA影响同频相关性弱不明显不明显明显明显相关性强有一定有一定很明显很明显异频任何情况无无无无在同频情况下，小区间干扰比较明显，对TD的语音及数据业务均有一定的影响，但对数据业务的影响更显著；在异频情况下，无论扰码如何配置，均无感知方面的不良影响。本文通过实际测试，分析了同频和异频条件下不同网络负荷的切换情况，测试数据如表2。可以看出，大负荷情况下，同频切换成功率比异频切换要低很多，这在一定程度也说明同频情况下TD系统的干扰比较大，影响了切换性能。表2   同频和异频条件下不同网络负荷的切换情况及用户感知

3、0;测试条件切换次数测试手机掉话数商业手机掉话次数测试手机掉话率异频切换，大负荷，主频优先10010.0%同频切换，大负荷，主频优先1062460.0%同频切换，小负荷，主频优先5000.0%同频切换，大负荷，平均分配用户171235.9%小负荷指的是2个手机进行话音业务，大负荷是指的是4个手机进行视频电话互拨，4个手机进行话音业务。频率和码的干扰不但会影响用户的感知，而且会影响到系统的切换性能。因此，对网络进行合理的频率、扰码规划是非常重要的。在规划的时候，应尽可能增大主载频和扰码的复用距离。对于距离特别近的小区，尽可能的保证不同频，这样才能得到理想的网络效果。3  TD的频率规划

4、方法3.1 频率规划思路简介GSM系统中所采用的频率规划方法，在TD-SCDMA系统的频率规划中可以进一步应用。频率的复用方式有分组复用（包括：1*3，3*3，4*3，5*3，7*1，7*3的分组复用方式）、动态复用、多重频率复用（MRP）、智能多层频率复用等等，各种复用方式都有其优点和局限性，根据不同地区的基站布局可以选用不同的频率规划的方法。TD系统目前的核心频段共15MHz，含9个频点，频率规划原则如下：为了降低公共信道的干扰，为小区设置的主载波频点复用系数越大越好。为减小同邻频干扰，建议采用N频点技术，每个小区内主载频与辅载频不能相同，同站不同小区之间的主载频不能相同。HSDPA采用与

5、R4网络混合组网的方式，H业务可以独占时隙或载波，以不影响R4业务为准则，根据用户量进行调整。3.2  常用频点分配方案目前，运营商一般使用15M带宽下的9个频点来配置网络，以减少频率引起的干扰。当使用9个载频来配置网络时，可以采用如图1所示的分配方式：图1  15M带宽频率分配方法示意图（一）在图1的载频分配方式中，整体采用频率复用系数为1的频率分配方式，其中主载波采用复用系数为3的分配方式，具有一定的隔离，保证了网络中公共信道的干扰较小。但是主载波的复用距离还是不够大，因此也可以采用如图2所示的分配方式，采用复用系数为9的主载波分配方式：图2  15M带宽频率

6、分配方法示意图（二） 3.3  频率规划方案探讨可以看出，图2的频点分配方案，其频率复用系数较大，能够最大程度上满足同频隔离的要求。但是以上两种频率模板都没有考虑室内站、微蜂窝站和HSDPA频点的频点配置情况。如果为室内站和微蜂窝站特地留出23个频点单独使用，显然能较好地避免室内、外信号的相互干扰，但是会导致本来就不宽裕的室外频点数目更少。是通过牺牲室外频点的数目来满足室内、外干扰的要求，还是室内外混用频点来提高频点的利用效率，这是规划人员需要考虑的问题。就目前情况来看，室内站数目有限，且室内、外信号有建筑物的隔离，某种程度上可以减小相互的干扰。因此，建议不单独分配频点给室内站。室内

7、站的频点分配可以用插花的形式：在已经配置好周边室外站的基础上，选取隔离度相对较大的频点分给室内站使用。这样一来，既保证了室外站频点的数量，又较好地隔离了室内外信号。对于HSDPA载波的频点配置，基于以下几点考虑：建议HSDPA和R4业务进行独立时隙配置，也可以单独配置1个或者多个载波给HSDPA，HSDPA资源的多少是根据业务量来调整的。网络初期，为了降低规划难度，建议每个小区均配置1个HSDPA载频（到了后期网优时，可以根据各小区不同的业务需求进行局部调整）。对于HSDPA频率的配置，如果单独给HSDPA分配1个频点，会减少网络可用频点的总数量。因此，建议室外站统一按照图2的模板进行复用度较

8、高的频率配置，然后对于S3/3/3配置的基站，在每个扇区选取1个载频来承载HSDPA业务。笔者在此提供另外一个频率规划模板：把F5单独拿出来给HSDPA使用，把F1留给室内站作主载频，剩下的F2、F3、F4、F6、F7、F8和F9进行混排，具体如图3所示：  图3.  预留室内频点的室外频率分配示意图该模板在主载频层，F2和F6多复用了1次；在辅载频层，F4多复用了1次。如果整网按照此模板排列的话，F2、F4、F5和F6的使用频率会高于其它频点，造成一定的资源利用不均衡。该频率模板优点是既保证了室内主频点和HSDPA频点的独立性，又能较好的保证室外频点的复用距离。

9、4 扰码规划方法TD系统的码资源具有数量少、码片短的特点，其码规划具有一定的难度，基本规划原则如下：码规划和频率规划要结合在一起来做；同一小区的相邻小区不能使用同频同码字，同一个基站的小区要使用不同扰码组的扰码；码规划主要考虑同频同码字小区间的复用距离尽量大。常见的码规划算法基本上分4种：常规码规划算法、簇复用算法、互斥性算法和干扰度约束算法。4.1 常规码规划算法常规扰码规划算法比较简单，小区的规划顺序是先直接分配下行导频码，然后根据下行导频码确定扰码组，最后进一步确定扰码。下行导频码的分配流程就是：选取目标小区，在32个可用的下行导频码中选取邻小区没有使用过的分配给目标小区。然后根据下行导

10、频码对应的4个扰码，任取一个分配给小区。这种算法是最基本的扰码规划算法，仅考虑了码规划的基本约束条件，没有过多考虑复合码（扩频码和扰码相乘所得码叫做复合码）的干扰因素，只是把32个扰码组中的扰码分配下去，保证邻区间不出现同频、同扰码。4.2  簇复用的码规划算法这种算法没有在目前的软件中实现，可以当作是一种参考算法。依照图4和图5的规划模板，由用户选择复用码组的个数，为了保证足够的复用距离，至少选择21个码组作为一个复用簇，也可以选取30个码组作为一个复用簇。    图4.  规划模板一  图5 规划模板二这种算法

11、要求从32个码组中挑选出一定数量的码组进行复用，这些码组的挑选依据又分为两种：以扰码相关性为依据筛选性能较好的扰码进行分配和复用；以复合码相关性为依据筛选性能较好的扰码进行分配和复用。虽然两种思路考察的依据不同，但最终选定的扰码绝大多数是相同的。4.3 互斥性码规划算法考虑到复合码的重合概率产生干扰的可能性，扰码被分到了不同的基扰码组中。基扰码组是能够产生相同复合码的扰码组成的集合，在SF=16的时候，有12个基扰码组，在SF=8的时候，只有7个基扰码组。该方法在码规划中不能采用先分配下行导频码、后选择扰码的步骤，而需要优先考虑基扰码组的分配，然后再按顺序确定下行导频码和扰码。流程如图6所示：

12、  图6  TD-SCDMA码分配的流程4.4  基于干扰度的码规划方法该方法首先定义了一个“干扰度”的概念。干扰度是一个计算出来的互相关值，它可以反应出不同扰码组生成的复合码之间的相关性。32个扰码组两两之间的干扰度可以通过计算得到，由于干扰度是基于复合码相关性计算出来的，因此与系统干扰有直接的关系。该算法以干扰度作为约束条件，把系统间所有相邻小区之间的码组干扰度总和最小作为最终收敛条件。该规划算法在进行系统规划的时候充分考虑了复合码相关性变化而带来的干扰情况，以更严格的条件来规划系统扰码，以此降低同频组网时码字间的干扰。4.5 各种算法的总结以上是目

13、前较常见的4种码规划方法，表3给出了各种方法的对比。表3   4种码规划算法对比 算法特点常规码规划算法约束条件最少，最容易实现，干扰抑制的效果一般。簇复码规划用算法算法类似于GSM频率复用方法，干扰抑制效果取决于复用码组的选择，目前软件未实现。互斥性码规划算法约束条件较严格，算法较复杂，干扰抑制效果好基于干扰度的码规划算法约束条件较严格，算法较复杂，干扰抑制效果较好综合考虑以上频率及码规划方法，在TD实际规划优化中，首先要重点做好频率的规划，因为同频产生的干扰通过扰码无法很好地予以消除。类似于GSM网络的频率规划，保证覆盖重叠区域大的邻小区尽量采用异频。扰码规划需要在频率规划好的基础上进行：如果是小片区域的手工规划，可以采用比较简单的常规码规划算法；如果有规划软件辅助，利用互斥性码规划算法或基于干扰度