劉濤

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

高速公路TD-LTE系統(tǒng)覆蓋性能測試及分析

劉濤

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

如何保證移動終端在高速移動狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)性能，是通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點。本文對TD-LTE高速專項覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了測試，并通過理論分析對比與TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋性能差異，最終給出高速道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的站間距意見。本文為后期TD-LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和建設(shè)提供了一定的依據(jù)。

TD-LTE；高速公路；覆蓋性能；站間距

1 引言

為了提升用戶在高速環(huán)境下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗，建設(shè)一張高性能的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，高速公路的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之前的理論分析和測試非常重要。

本文先從對TD-LTE高速專項覆蓋網(wǎng)絡(luò)的測試情況進(jìn)行了總結(jié)，通過與現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA的測試情況對比分析得出兩者在覆蓋性能上差異，并通過增加臨時街道站改善TD-LTE覆蓋效果，實驗驗證了補(bǔ)點后的覆蓋性能，找出影響覆蓋性能的關(guān)鍵因素，以求為高速道路場景下的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和建設(shè)提供一定依據(jù)。

2 與現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA共站建設(shè)的覆蓋性能

針對高速公路的特殊場景，TD-LTE規(guī)劃建站的思路為采用TD-LTE室外宏基站對高速公路沿線進(jìn)行覆蓋，每個基站的配置為S11配置，兩個扇區(qū)天線基本成背向?qū)Υ?，分別覆蓋基站位置兩側(cè)的高速公路。

為了驗證TD-LTE系統(tǒng)高速公路的覆蓋性能，特選定一段覆蓋較為連續(xù)的區(qū)域，如圖1所示。

與現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA系統(tǒng)共址建設(shè)后的測試結(jié)果如圖2、圖3所示。

表1給出了測試區(qū)域的RSRP概率分布，表2給出測試區(qū)域的SINR值概率分布，從統(tǒng)計表格可以看出，RSRP大于-100 dBm的比例是50.4%，與集團(tuán)要求的95%有很大的差距。SINR大于-3 dB的比例是95.7%，滿足集團(tuán)要求的95%[1]。

表1 測試區(qū)域的RSRP概率分布

表2 測試區(qū)域的SINR值概率分布

圖1 高速公路覆蓋測試區(qū)域及路線

圖2 測試區(qū)域的RSRP打點圖

3 與同路段TD-SCDMA信號覆蓋對比分析

為驗證測試區(qū)域RSRP大于-100 dBm以上的比例僅為50.4%是否合理，與同路段TD-SCDMA的RSCP分布做對比驗證。

根據(jù)路損公式進(jìn)行理論推算（采用COST 231 HATA傳播模型)[2]：

其中，f：頻點(MHz)，hb：基站高度(m)，d：UE到基站距離(km)，hm：終端高度(m)，a(hm)：UE修正因子(dB)，Cm：城市修正因子(dB)。

取TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)頻率2 016 MHz，LTE頻率為2 600 MHz，帶入公式，得到A頻段TD-SCDMA與D頻段LTE網(wǎng)絡(luò)路損差值為3.8 dB。

由參考符號接收電平計算：

LTE發(fā)射功率CRS=15 dBm，兩式相減，得到TD-SCDMA與LTE參考符號接收電平之間關(guān)系：

由于測試的LTE天線比TD-SCDMA天線低2～3 m，會使得信號衰減有1～2 dB的增大，即將公式4修正為公式5。

該高速片區(qū)，TD-SCDMA的PCCPCH功率設(shè)置為33 dBm，按照公式5，理論上LTE與TD-SCDMA的接受電平對應(yīng)關(guān)系見表3。

實測LTE信號覆蓋RSRP分布見表4，實測TDSCDMA信號覆蓋RSCP分布見表5。

LTE的RSRP與TD-SCDMA的信號覆蓋實測對應(yīng)關(guān)系見表6。

表3 LTE與TD-SCDMA信號覆蓋理論對應(yīng)關(guān)系

圖3 測試區(qū)域的SINR打點圖

表4 測試區(qū)域的RSRP概率分布

表5 測試區(qū)域TD-SCDMA信號RSCP概率分布

對比表3的理論對應(yīng)關(guān)系和表6的實測對應(yīng)關(guān)系，可得到下述結(jié)論：

實測信號與理論分析只有1.2 dB的差別，在使用與TD-SCDMA共站址的站點情況下，測試區(qū)域的TD-LTE信號實測信號覆蓋是合理的。為了滿足TD-LTE系統(tǒng)的覆蓋要求，需要在與TD-SCDMA系統(tǒng)共址建設(shè)后增補(bǔ)基站使覆蓋達(dá)標(biāo)。

4 增加TD-LTE系統(tǒng)街道站后的測試結(jié)果

由于與TD-SCDMA共站址無法滿足高速信號覆蓋-100 dBm以上的比例高于95%，因此在測試區(qū)域場強(qiáng)較弱的區(qū)域增加了一些燈桿站。增加街道站1、街道站2兩個燈桿站后機(jī)場高速全路段的RSRP分布圖見圖4，全路段RSRP打點圖見圖5。

從測試結(jié)果看增加兩個燈桿站后信號覆蓋有很大的提升，大于-100 dBm的比例由50.4%上升到79.9%，為達(dá)到RSRP大于-100 dBm以上比例高于95%的要求，有下面的解決方案：

在信號強(qiáng)度較低處增加站點；

合理調(diào)整基站方向角、下傾角等工參；

更換使用高增益的窄波束天線，增強(qiáng)定向覆蓋距離。

5 總結(jié)

高速公路無線覆蓋呈帶狀分布，基站與公路的垂直間距直接影響覆蓋效果，規(guī)劃站間距時要考慮基站與高速公路的垂直距離，另外站高對信號覆蓋也有較大影響，需要考慮。

表6 LTE與TD-SCDMA信號覆蓋實測對應(yīng)關(guān)系

圖4 增加燈桿站后高速全路段RSRP分布圖

圖5 增加燈桿站后高速全路段RSRP分布圖

表7 站間距規(guī)劃

本次實際測試結(jié)果表明，站間距對網(wǎng)絡(luò)性能的影響見表7。

綜上所述，距離高速公路200 m時，站間距1 000 m時，小區(qū)平均吞吐量在20 Mbit/s左右。距離高速公路100 m時，站間距1 000 m時，小區(qū)平均吞吐量在30 Mbit/s左右。建議按照下行吞吐量30 Mbit/s規(guī)劃，即基站與高速公路垂直距離在100 m以內(nèi)，站間距1 000 m規(guī)劃；當(dāng)站點被高速公路兩側(cè)樹木遮擋非常嚴(yán)重時，建議基站與高速公路垂直距離在100 m內(nèi)，站間距700 m規(guī)劃；當(dāng)基站與高速公路距離30 m左右，站間距可規(guī)劃為600～700 m為宜。建議不要規(guī)劃離高速公路垂直距離超過300 m的站點。

[1] 中國移動集團(tuán)公司． TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗無線網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見[Z]． 2012，08．

[2] 蔣遠(yuǎn)， 湯利民等著． TD-LTE原理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計[M]． 北京：人民郵電出版社，2012，10．

Performance test and analysis of highway TD-LTE system coverage

LIU Tao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

How to guarantee the network performance of mobile terminal in high-speed state, is one of the difficulties in communication network construction.This paper tested the TD-LTE high-speed special network,through the theoretical analysis of coverage performance differences compared with TDSCDMA system,and gave the advice about station spacing of high-speed road network construction.This paper provides a certain basis for the design and construction of LTE network.

TD-LTE; highway; coverage performance; station spacin

TN929.5

A

1008-5599（2013）09-0018-04

2013-07-26