DTM1614103100TDSCDMA系统频率和码资源规划技术规范书.docx
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DTM1614103100TDSCDMA系统频率和码资源规划技术规范书
TD-SCDMA系统邻区、频率和码资源规划技术规范书
项目名称
规划技术研究
文档编号
DTM1.614.103
版本号
IUSV1.0.0
作者
潘荣伟、李谏、梁宁
版权所有
大唐移动通信设备有限公司
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2008-2-14
潘荣伟
AFIV1.0.0
创建
2008-2-29
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据评审建议修改
2008-3-5
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改
2008-3-6
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改
2008-3-7
潘荣伟
AFIV1.0.0
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2008-3-10
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改
2008-3-18
潘荣伟
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修改
2008-4-2
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据第二次评审建议修改
2008-4-16
潘荣伟
AFIV1.0.0
最后一遍更新完善
2008-6-5
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据评审修改
2008-6-6
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据评审意见继续修改
2008-6-10
潘荣伟
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2008-6-13
潘荣伟
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修改频率规划相关内容
完善全文
2008-6-13
潘荣伟
IUSV1.0.0
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目录
TD-SCDMA系统邻区、频率和码资源规划技术规范书1
1引言5
1.1编写目的5
1.2预期读者和阅读建议5
1.3参考资料5
1.4缩写术语5
2无线资源规划概述5
3邻区规划6
3.1邻区规划概述6
3.2邻区规划原则6
3.3TD-SCDMA和GSM共网邻区规划策略6
3.4邻区规划工具7
4频点规划9
4.1频点规划原理9
4.2中国移动频点划分方案10
4.3N频点规划原则10
4.4频率规划方案10
4.4.1室内外异频10
4.4.2频点不预留（10M频率组网）11
4.4.3频点预留（5M频率组网）12
4.5频率规划工具13
4.5.1簇频率规划13
4.5.2分组频率规划14
4.5.3动态频率规划15
5码资源规划17
5.1码资源规划原理17
5.1.1扩频码17
5.1.2midamble码18
5.1.3扰码18
5.1.4下行同步码SYNC_DL18
5.1.5上行同步码SYNC_UL18
5.1.6码组的定义18
5.2码资源规划方法19
5.2.1互斥性码规划19
5.2.2非互斥性码规划20
5.3码资源规划注意事项20
5.3.1簇复用的码规划算法21
5.3.2码资源预留21
5.4码资源规划工具21
5.4.1自动码规划21
5.4.2手动码规划24
6室内室外协同规划注意事项25
6.1邻区规划25
6.2频率规划25
6.3码资源规划25
7邻区、频率和码规划实例25
7.1上海TD试验网25
7.1.1邻区规划25
7.1.2频率规划28
7.1.3码资源规划30
1引言
1.1编写目的
在移动通信系统中，频率资源一直是非常有限的，故频率的规划在移动通信网络的规划中非常重要，如果对网络进行整体规划时频率规划得不好，会造成整个网络建成或扩容后某些性能指标比较差的结果。
CDMA技术的发展，为移动通信的资源提供了另一个维度，这就是码资源，无论是TD-SCDMA系统还是WCDMA、CDMA2000系统，由于无一例外地采用了CDMA技术，故在网络建设过程中，除了频率的规划外，还要进行码规划。
由于不同系统采用的制式和技术不同，所需要的频率资源特性和能提供的码字特性各不相同。
TD-SCDMA系统由于采用了时分双工技术，上下行可以使用相同的频率资源，通过时间片进行区分，满足正常的上下行数据传输，具有高效的频谱利用率。
而由于所采用技术的特点，该系统提供了用于区分小区、用户、信道等的码字。
本文将针对TD-SCDMA系统的频率规划、码特点和码规划方法进行阐述，用于帮助工程师了解TD-SCDMA频率资源、码分配的特点，并用于指导工程的使用。
由于频率规划和码规划与邻区规划相结合的比较紧密，所以文中也对邻区规划作一些介绍。
1.2预期读者和阅读建议
预期读者应该包括:
网络规划设计工程师,对外技术支持工程时,工程项目经理,,市场部相关人员.建议规划人员和对外技术支持人员全部阅读,项目经理部分阅读.
1.3参考资料
1.《TD-SCDMA频率规划与码规划》，大唐内部资料
1.4缩写术语
略
2无线资源规划概述
毫无疑问，在移动通信系统中基站和终端之间交互的各种数据的载体是载波，无论是以语音业务为主的2G系统，还是数据业务越来越强大的3G系统。
而在整个移动通信系统中频率资源是有限，而使用无线网络系统的用户却在不断增加，如何有效地利用频率资源满足越来越多的用户各种业务的需求，是运营商、设计院、设备提供商、第三方网优公司所关注的内容，这就要采用相应的频率规划、码规划方法，提高频谱利用率。
TD-SCDMA系统自身的特点已经决定了具有较高的频谱利用率。
对于像GSM或UTRA-FDD的技术，需要在上下行使用不同的频段，而基于TDD的技术则可以在上下行使用相同的频段。
数据业务经常表现为非对称性，例如因特网业务在上下行就具有不同的数据流量，TD-SCDMA系统可以很好地支持这样的非对称性业务。
TD-SCDMA技术还可以动态地分配上下行无线资源，从而提高频谱效率。
故在TD-SCDMA系统中，通过采用适当的频率和码分配方法可以进一步提高频谱的利用率。
在TD-SCDMA系统中，频率和码规划往往和邻区规划相结合，频率和码规划的一些原则和受限条件是受邻区关系影响的。
所以，要讲频率和码规划，也需要把邻区规划加进来。
下面，分别就邻区规划、频率规划和码资源规划作介绍，最后把邻区规划、频率规划和码规划结合在一起共同规划，并介绍一下上海和广州TD试验网中的规划实例。
3邻区规划
3.1邻区规划概述
众所周知，蜂窝移动通信系统是由多个小区组成的，这些小区各自负责一片区域，互相配合，共同提供通信服务。
用户从小区A覆盖的区域移动到小区B覆盖的区域，就会由小区A提供服务变成小区B提供服务，那么这两个小区就存在邻区关系。
当小区数目相当多了以后，邻区关系就会比较复杂。
为了提高性能，就需要进行邻区规划。
邻区规划是无线网络规划中很重要的一个部分，邻区列表设计质量的优劣将影响到网络的切换性能。
3.2邻区规划原则
✧距离原则
也就是两个小区的物理距离，一般来讲，相邻基站的小区应该配置为邻小区，同一个基站的多个小区也应该配置为邻小区。
在密集城区站点比较密集的情况下，对于某一个基站来讲，除了最邻近的一圈基站以外，第二圈基站的部分小区也需要考虑配置为邻小区。
需要注意的是，这里的距离并不是只考虑两点之间的绝对距离，还要考虑小区天线的方位，主瓣相对、相交、相背各种情况下的相对距离是不一样的。
这就涉及到下面一个原则。
✧强度原则
距离原则是从直观上考虑，其实对于通信来讲，信号强度才是最实际的指标，因为也可能发生两个基站距离很近，可由于天线方向是相背的，或者中间有大型建筑物阻挡，导致两者的信号并没有产生交叠带的情况。
强度原则就是从硬性指标上来指导邻区规划。
可以不管基站的具体方位，只要有信号过来，并且信号强度达到了要求的门限，就需要配置为邻小区。
需要注意的是，强度原则应用的前提是对网络做过优化，保证每个小区都只覆盖了规划覆盖的区域，一些意外的越区覆盖需要进行调整，否则会使得依据强度原则进行的邻区规划产生不好的效果，譬如某区域存在一个相对较远的基站越区覆盖过来的信号，如果手机不小心切换到该小区，就有可能无法切回该区域其他覆盖的小区而导致掉话。
✧互含原则
互含原则一般是在上述两个原则的基础上，对邻区规划进行的补充。
它的基本意思就是：
如果小区A是小区B的邻区，那小区B一定也是小区A的邻区。
一般来讲都是这样的情况，但在计算过程中有时候会由于一些意外的原因而导致出现单向邻区，互含原则就弥补了这种情况带来的错误。
需要注意的是，互含原则存在一些例外的情况。
在某些特殊场景下可能会产生单向邻区，譬如为了使室内分布系统尽量吸收话务量，高层的小区与室外站做成单向邻区，并且保证室内用户正常使用。
✧交叠覆盖原则
在给定的小区边缘覆盖概率条件下，本小区与邻小区之间必须有一个交叠区存在。
一般来讲，本小区的导频信号强度要大于最小导频信号强度，且满足设定的小区边缘覆盖概率；邻小区的导频信号强度要大于最小导频信号强度，且与本小区导频信号强度差小于邻区规划余量。
这样计算得到的本小区和邻小区的交叠覆盖面积，再考虑跟本小区覆盖面积相比，来确定是否是邻小区。
3.3TD-SCDMA和GSM共网邻区规划策略
当TD-SCDMA和GSM进行混合组网的时候，邻区规划的策略有两种：
策略一是所有TD-SCDMA小区都与相邻的GSM小区做邻区关系，但配置原则与系统内的配置原则并不相同。
考虑到TD-SCDMA和GSM两个系统的覆盖和容量互为补充，并且TD-SCDMA和GSM邻区之间的切换均需要跨RNC，成功率低于系统内的切换，所以建议配置GSM邻区的数目要比系统内邻区的数目少，可以把与本TD-SCDMA小区同站址的GSM邻区、本TD-SCDMA小区周围第一层的GSM邻区和本TD-SCDMA小区覆盖范围内信号很强的GSM邻区配置成邻区关系。
该策略的优点是保证无线信号的覆盖，让TD-SCDMA和GSM两个系统互为补充；缺点是增加了邻区数量，尤其GSM跟TD-SCDMA是异频段，邻区测量相对复杂。
策略二是只把TD-SCDMA非连续覆盖区域的TD-SCDMA小区与GSM小区做邻区关系。
该策略的优点是减少了TD-SCDMA连续覆盖区域GSM邻区数量，减轻了这些小区邻区测量的复杂度；缺点是TD-SCDMA连续覆盖区域不能与GSM互为补充。
要注意的一点是要注意邻区的优先级，对于既有TD-SCDMA邻小区又有GSM邻小区的，要将TD-SCDMA邻小区的优先级设的高于GSM邻小区，即小区的优先级列表保证在切换时，先尽可能在TD-SCDMA系统内切换，如果TD-SCDMA的邻小区都不满足，再考虑系统间的切换，TD-SCDMA向GSM切换。
根据协议25.123中所述，TD-SCDMA系统需要支持32个同频邻小区、32个异频邻小区和32个GSM邻小区，其中32个异频邻小区对于TDD系统和FDD系统分别至少支持3个载波，32个GSM邻小区至少支持32个载波。
现阶段TD-SCDMA系统是在15MHz频段内组网，所以我司的终端支持32个异频邻小区对于TDD系统支持9个载波。
同时，系统外邻小区的数目需要根据不同设备的支持能力来配置。
3.4邻区规划工具
NPS规划软件提供了邻区规划功能。
配置界面分为左右两大部分。
左边罗列的是当前用户需要配置邻小区的小区集合；右边包括两个属性页,分别是显示的是用户当前在左侧所选小区的Outward邻小区集合和Inward邻小区集合,以及用户当前在左侧所选小区的Outward例外邻小区集合和Inward例外邻小区集合：
Outward邻小区集合指的是当前小区的所有邻小区；Inward邻小区集合指的是所有以当前小区为邻小区的小区。
如下图所示。
NPS邻区规划界面
可以手动在邻小区列表中自行添加邻小区。
同时，也可以自动生成邻小区，此时，需要对一下参数进行配置，如下图所示。
NPS邻区规划参数
参数
参数描叙
UMTS载频内/载频间/同码/异码
规划邻区时是否考虑异频、是否只考虑同码。
最大邻小区数目
给每一个小区设定的最大邻小区数目（同频和异频分别设置）
不考虑传播模型标准偏差
如果选择这一选项，不考虑在传播模型中设置的标准偏差
满足覆盖条件的邻区
计算覆盖区域（SanSb/Sa*100）比例，然后将计算结果同已设定的最小覆盖区域的％相比较，如果小于，则这个候选邻区不被加入邻区表。
这个选项被选中时，下面三个参数被激活：
邻区规划余量、最小交叠覆盖比例％或最小交叠覆盖面积km2。
邻区规划余量
参考小区Sa与候选邻小区Sb之间的导频信号强度必须小于邻区规划余量
最小交叠覆盖比例％（二选一）
一个小区成为另一小区的邻区时，所要求的最小最小交叠覆盖比例％
最小交叠覆盖面积km2（二选一）
一个小区成为另一小区的邻区时，所要求的最小交叠覆盖面积km2
最大邻区距离
参考小区Sa与候选邻小区Sb之间的距离必须小于用户自定义最大邻区距离。
否则，不考虑这个候选小区。
邻区距离的加权因子
缺省为0.5％。
强制共站的小区为邻区
这是一种选项
强制相邻小区为邻小区
参考小区Sa的候选邻小区Sb是第二大场强的小区，在参考小区Sa的服务区内，候选邻小区Sb至少有一个栅格
强制邻区对称
强使邻区表相互对称－如果参考小区是小区A的候选邻区，则小区A也是参考小区的候选邻区
强制例外邻区关系
强使或者禁止一些邻区关系
重设邻区表
如果选中了重设选项，Atoll将删去邻区，并将重新邻区分配
最后得到的邻区规划结果如下图所示。
NPS邻区规划结果
4频点规划
4.1频点规划原理
根据国家无委最新的频谱规划，TD-SCDMA系统可以使用如下频段：
中国3G频率分配图
从上面的频段分配可以进一步看出，为TD-SCDMA使用的频率资源可以不连续，可以根据需要在系统组网时采用相应的频段。
这是因为TD-SCDMA技术在频谱利用上固有的优点所决定的：
●上下行使用相同频率，上下行链路的传播特性相同，利于使用智能天线等新技术。
不需要成对的频谱，可以使用任何零碎的频段，频谱使用灵活。
●支持不对称数据业务：
根据上下行业务量来灵活调整上下行时隙个数，对上行与下行进行无线资源的自适应分配是频谱利用率优化的关键。
●无线干扰减至最少：
无线干扰的最小化设计是实现最高频谱利用率的又一关键点。
4.2中国移动频点划分方案
此次中国移动承建TD网络，使用的频段是2010～2025MHz这15MHz。
TD-SCDMA的带宽是1.6MHz，因此15MHz带宽一共有9个频点，如下图所示。
该图表示的是一种频点分配方案，把F1～F3作为一段，F4～F9作为另一段，两段之间留有保护带，这是基于频率规划采用室内外异频的方案而考虑的，具体在下述章节可以看到。
中国移动频点划分方案
4.3N频点规划原则
一般来讲，每个小区配置载波的多少是同容量密切相关的，也就是说随着业务量的增加，可以通过增加载波的形式满足要求。
由于GSM系统采用的是FDD制式，在考虑增加载波的同时需要考虑同邻频干扰的问题，故频率的规划和优化非常的重要。
TD-SCDMA系统网络可以根据需要配置成单载波和多载波，而且由于采用的是码分多址技术，故可以较少地关注频率的干扰。
同时由于TD-SCDMA系统采用了N频点技术，故在多载波的使用上可以从如下几个方面来考虑：
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；
除了主载频外，其他辅助载频可以根据业务量的需要进行增减；
在HSDPA组网方面，需要尽量避免HSDPA与R4产生同频干扰。
4.4频率规划方案
4.4.1室内外异频
室外基站主要覆盖室外场景，由于信号有一定的穿透性，所以大部分室内会收到室外基站的信号。
当建筑物结构比较复杂的时候，在室内，往往窗口收到的室外基站信号比较强，距离窗口一层墙壁的地方信号一般，更深的地方的信号强度就达不到覆盖要求了。
根据需求和策略，一些建筑物内部就会独立建设室内分布系统，以使得建筑物内部任何地方都能提供良好的覆盖。
由于信号的穿透性并不好控制，加上室外基站主要考虑室外场景的覆盖，所以肯定有信号穿透到室内。
这样，对室内分布系统带来干扰。
考虑规避这种干扰，频率规划的时候就可以采用室内室外异频，使用频率间隔离来规避这种干扰。
事实证明，这种方案是有效的。
此次中国移动承建TD网络，在频率分配上就把室内的频点和室外的频点分开，室内采用F1～F3，室外采用F4～F9，这样室内室外的信号就不会相互干扰，室内分布系统的性能就不会受影响。
4.4.2频点不预留（10M频率组网）
频点不预留带来的好处就是频率复用系数变大，相应减小了干扰；带来的缺点就是频谱利用率低，且无备用频点资源应付特殊场景。
此次中国移动承建TD网络，室外采用F4～F9总共6个频点。
方案一：
把6个频点分成5组，其中组1包含F5、F6、F4，组2包含F6、F7、F4，组3包含F7、F8、F4，组4包含F8、F9、F4，组5包含F9、F5、F4。
每组第一个频点为主频点。
然后利用NPS规划软件的频率规划功能进行频率规划。
示意图如下所示（图中数字代表频率组的序号）。
在这样的频率规划方案下，对于HSDPA组网，建议在F4这个频点上配置HSDPA，这样不会产生HSDPA和R4的同频干扰。
在这种方案下：
R4公共信道的复用系数为5，R4业务信道的复用系数为2.5；HSDPA的复用系数为1。
方案二：
把6个频点分成6组，其中组1包含F4、F6、F8，组2包含F5、F7、F9，组3包含F6、F8、F4，组4包含F7、F9、F5，组5包含F8、F4、F6，组6包含F9、F5、F7。
每组第一个频点为主频点。
然后利用NPS规划软件的频率规划功能进行频率规划。
示意图如下所示。
在这样的频率规划方案下，对于HSDPA组网，建议在F4（或F6或F8）和F5（或F7或F9）这两个频点上配置HSDPA，这样不会产生HSDPA和R4的同频干扰。
在这种方案下：
R4公共信道的复用系数为6，R4业务信道的复用系数为2；HSDPA的复用系数为2。
方案三：
把6个频点分成3组，其中组1包含F4、F5、F6，组2包含F6、F7、F8，组3包含F8、F9、F4。
每组中的的F5或F7或F9作为主频点。
示意图如下所示。
在这样的频率规划方案下，对于HSDPA组网，建议在每个小区的主频点上配置HSDPA，也即F5或F7或F9。
这样不会产生HSDPA和R4的同频干扰。
在这种方案下：
R4公共信道的复用系数为3，R4业务信道的复用系数为1.5；HSDPA的复用系数为3。
以上10M频率组网的三种方案，各有侧重，方案一使R4业务信道的干扰最小化，HSDPA为同频组网；方案二R4的业务信道的干扰比方案一稍大，但HSDPA的干扰得到降低；方案三中R4业务信道的干扰在这三种方案中最大，但HSDPA的干扰最小。
4.4.3频点预留（5M频率组网）
频点预留带来的好处是频谱利用率高，且有备用频点应付特殊场景，譬如室内分布系统多小区场景、地铁覆盖多小区场景、磁悬浮覆盖、高业务密度区分层覆盖等等；缺点是频率复用系数相应变小。
此次中国移动承建TD网络，室外采用F4～F9总共6个频点。
假设室外使用F4～F6三个频点，F7～F9三个频点预留。
方案一：
把3个频点分成3组，其中组1包含F4、F5、F6，组2包含F5、F6、F4，组3包含F6、F4、F5。
每组第一个频点为主频点。
示意图如下所示。
在这样的频率规划方案下，对于HSDPA组网，建议在F4（或F5或F6）这个频点上配置HSDPA，这样不会产生HSDPA和R4的同频干扰。
4.5频率规划工具
NPS规划软件提供了频率规划功能。
4.5.1簇频率规划
簇规划主要就是围绕中心基站进行N层分簇。
编辑簇规划模板界面
从上图可以看出，目前系统支持的模板类型包括7*3、19*3、37*3、61*3、91*3和127*3的模板。
前面的数字如7表示簇内的基站个数，后面的数字3表示每个基站的小区数。
对于每个模板，针对簇内每个元素都可以单独设置其对应的扰码和载波组，而每个载波组可以对应不同的载波配置，载波个数没有具体的要求。
同时不同的簇模板可以设置不同的规划方案，具体如下：
规划扰码：
如果选中，表示在进行簇规划时会根据每个簇元素中的扰码配置来设置簇内各小区的扰码。
规划载波：
如果选中，表示在进行簇规划时会根据每个簇元素中的载波配置来设置簇内各小区的载波。
保持载波个数：
如果选中，表示在需要规划载波的前提下，保持各小区的载波的个数。
比如说，某小区的载波个数仅有1个，而配置的载波组中载波个数为3个，那么仅会将载波组的第一个载波配置给该小区。
4.5.2分组频率规划
频率分组规划需要设定频率分组模板，规划时各小区在这些配置好的频率分组模板内选择主载波干扰最小的那组频点；
频率分组模板
上图显示了“频率分组”方式界面，其中频率组数为需要配置的频率组个数；最大载频数为频率分组模板列表中的列数，即小区要配置的最大载频个数；如果用户选中了“小区频点个数不变”框，那么分配各小区载频时会保持各小区载频数不变；
采用频率分组方式规划时，各个小区的频率配置会采用预先设置的频率分组模板中计算主载波干扰最小的一组。
设置频率分组模板时需要注意：
a）每组频率的主载波设置不能重复；b）同一组内的各载波设置不能重复。
4.5.3动态频率规划
同频组网（即规划的所有小区频率序列都一样）需要设置各小区的载频个数，例如载频个数设为3，那么用户选择规划的小区载波个数将都为3个；
载波选择
如上图所示为载波选择界面，载波选择的个数应该就是用户设置的“各小区载频个数”，各小区规划的载波也是用户选择的这几个载波。
异频组网需要选择“信道复用方式”项，该项有三个选项：
1×3，3×3和动态分配。
异频组网方式各小区的载波可以任意配置，频率规划功能暂时并不计算各小区应该配置几个载波。
载波选择
如上图所示为载波选择界面，载波个数的限制需要根据用户选择的“信道复用方式”来确定，如果选择了“1×3”分组方式，至少需要选取3个载波，如果选取了“3×3”分组方式，至少需要选取9个载波，如选取了“动态分配”方式，至少需要选取1个载波。
5码资源规划
5.1码资源规划原理
TD-SCDMA系统中主要使用的码有扩频码、导频码、扰码、midamble码，每种码在实际的通信过程中有不同的作用，在详细介绍每种码之前，需要简单了解一下TD-SCDMA物理信道的结构。
TDD模式下的物理信道是一个突发，在分配到的无线帧中的特定时隙发射。
一个突发由数据部分、midamble部分和一个保护时隙组成。
一个突发的持续时间就是一个时隙。
一个发射机可以同时发射几个突发，在这种情况下，几个突发的数据部分必须使用不同OVSF信道码，但应使用相同的扰码，midamble码部分必须使用同一个基本midamble码相同的偏移。
突发的构成
5.1.1扩频码
扩频码又被称为信道码，是用来对数据按照不同的扩频因子进行扩频的，为了保证在同一时隙上不同扩频因子的扩频码是正交的，要求扩频码为正交码（OVSF）。
TD-SCDMA采用信道码区分相同资源的不同信道，上行扩频因子可以取1，2，4，8或16，而下行可以取1或16。
物理信道的
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