TD-SCDMA直放站对网络性能的影响

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      第三代移动通信虽然在技术先进性以及给用户带来的体验等方面都有很大进步,但是随之而来的问题也不少。面对新的网络规划、建设以及后续的优化等工作,我们在继承原有经验的基础上,也应该充分预见可能出现的困难,用最小的代价换取网络能够带来的最大价值。比如说,对于TD-SCDMA而言,直放站就有自身的特点,这些特点会给网络性能带来什么样的影响?我们应当如何应对?这些都是我们必须解决的问题。

 我们知道,TD-SCDMA直放站是用于TD-SCDMA移动通信网的全双工、线性射频放大的设备。按传输方式可分为:干线放大器、无线传输直放站和光纤传输直放站。按信道方式可以分为:宽带直放站和选频直放站。2G时代的直放站在优化补盲和室内覆盖中发挥了重要作用,人们期望TD直放站在3G发展中也能占有一席之地。但与以往的直放站相比,TD直放站具有一些新的特点,所以在其正式入网前,需要对它的网络适应性进行充分的研究和验证,在其入网后还要根据实际情况不断对其进行优化。目前,各直放站厂商基本上都已开发出各自的TD直放站产品与方案,且部分产品已经在试验网中得到了应用。2006年4月,在泰尔实验室、各系统厂商和各直放站厂商的共同努力下,完成了TD直放站标准初稿。普天等众多企业积极参与TD-SCDMA直放站标准的制订和完善工作,在促进TD-SCDMA直放站产业的快速发展方面做了大量细致的工作。

同步问题是TD直放站的关键

TD直放站不同于其它系统直放站的主要区别是同步的时分双工模式。TD直放站正常工作的前提是能够和NodeB取得同步。众所周知,TD-SCDMA是一个时分双工系统,每个子帧包括7个常规时隙、3个特殊时隙和两个时隙转换点。为使上下行信号顺利完整地通过直放站,TD-SCDMA直放站必须与NodeB保持同步关系,以进行准确的收发转换。如果TD-SCDMA直放站和NodeB失步,会使UE不能正确解调信号,NodeB间出现交错时隙,甚至导致整个网络瘫痪。

目前,TD-SCDMA直放站和NodeB保持同步的方式主要有检波同步方式、GPS同步方式、终端同步方式等。针对不同的直放站同步方式,上下行转换点的设置是可以不同的,设置的出发点还是使信号顺利完整地通过:对于检波同步方式,在检测到下行导频信号的下降沿后就可以切换到接收状态,第二个转换点可以通过理论推算获得;对于GPS同步方式,由于时间精度很高,在根据与基站的距离设置好时间偏移值后,可以与NodeB很好地同步,所以两个上下行转换点可以设置在理想的转换点上;对于终端同步方式,第一个转换点可以放在下行导频信号的下降沿后,第二个转换点可以通过读BCH信道或理论推算获得。

另外,TD-SCDMA直放站还具有时隙比例自动调整的特点。TD系统的慢速DCA能够自动调整业务时隙的上下行比例,使上下行传输能力和业务上下行负载的比例关系相匹配,避免因资源单向受限造成容量损失。在网络侧调整了时隙比例后,需要直放站能够检测出这种变化,并且自动地调整收发转换开关。对于终端同步方式,由于可以监听广播的消息,所以比较容易实现调整。

TD直放站对网络性能带来影响

直放站自身的一些特性,如传输时延、线形度等等,或多或少会对网络侧造成一定的影响。

首先,是对NodeB接收机灵敏度的影响。直放站的引入改善了NodeB接收端的噪声系数,从而改善了NodeB对底噪的影响。

其次,是对底噪的影响。直放站是一种有源放大设备,它的引入会带来底噪的提升。而影响底噪提升的因素主要是上行增益和上行链路路径损耗的差值,所以在进行室内覆盖设计时,要考虑合理的干放上行增益和上行链路路径损耗。

再次,是传输时延对基站覆盖距离的影响。直放站传输时延是指直放站输出信号对输入信号的时间延迟。目前,在TD-SCDMA直放站产品中,干线放大器的传输时延一般≤1μs,无线直放站的传输时延一般≤5μs。直放站的传输时延会对空口上实际传送的子帧结构造成一些影响。

然后,是上下行增益不平衡对接入和切换的影响。当直放站的上下行增益设置为不同的值时,对切换和接入需要以下行导频功率为参考,开环估计上行发射功率的过程来说会产生影响。一般情况下,下行增益大于上行增益,这样开环估计出的UE初始发射功率会比实际需要小。对于呼叫接入来说,当UE发现不能成功接入时,会增大发射功率重新尝试,这样增加了呼叫接入的时延。对于接力切换来说,由于没有增加发射功率的机制,很可能会导致切换的失败。而对于硬切换来说,因为UE会和目标小区重新做接入,所以问题不大,但需要注意的是,切换超时定时器不能设置得太小。

另外,对上行同步和联合检测的影响。TD-SCDMA是一个同步系统,通过上行同步控制,可以使同一时隙不同用户发送的信号的主径同时到达基站。引入直放站后,直放站带来的传输时延在上行同步控制的作用下,只是使UE的发送时间提前量比不使用直放站大了一些,用户的所有路径时延仍然能够正确地落在信道估计窗口内。联合检测算法的关键是正确地估计出用户的信道冲击响应,其前提是用户信号的同步抵达,所以上行同步的维持也保证了联合检测的正确执行,所以直放站的引入不会对上行同步和联合检测造成影响。

最后,是直放站上下行传输时延不对称对切换的影响。当UE在直放站覆盖区和目标小区基站覆盖区间切换时,如果直放站的上下行时延是不对称的,则会对TD的接力切换和硬切换造成一定的影响。

从上面的分析可以看出,TD直放站的引入会对网络性能造成一定的影响,虽然这些影响既有正面影响也有负面影响,但负面影响基本上可以通过优化来消除或减小。比如在TD-SCDMA组网过程中,应充分考虑TD直放站不同产品的特点与性能以及其低成本广覆盖的优势,在补盲和应急覆盖中,整体考虑无线直放站和光纤直放站的特点,做到优势互补,为运营商建设低成本、高质量的TD-SCDMA网络。

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