陳卜江

（海南中京南方信息工程有限公司，海南 ?？?571100）

面向城鎮(zhèn)化發(fā)展的TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)

陳卜江

（海南中京南方信息工程有限公司，海南 ?？?571100）

針對(duì)我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展拉動(dòng)GDP增長(zhǎng)明顯且潛力巨大的契機(jī)，以海南國(guó)際先行試驗(yàn)區(qū)為例，通過(guò)從總體策略、頻率規(guī)劃、規(guī)劃仿真以及面臨與鐵塔公司共建共享帶來(lái)的挑戰(zhàn)4個(gè)方面，詳細(xì)探討了在城鎮(zhèn)化建設(shè)中TD-LTE的規(guī)劃思路與解決方法。

城鎮(zhèn)化 TD-LTE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 覆蓋率

1 城鎮(zhèn)化現(xiàn)狀及發(fā)展特點(diǎn)

雖然我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展速度快，但與國(guó)際水平相比仍落后很多，這主要是城市化水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高度有關(guān)而產(chǎn)生的結(jié)果。據(jù)測(cè)算，從貢獻(xiàn)率上看，我國(guó)的城鎮(zhèn)化在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率中貢獻(xiàn)約3個(gè)百分點(diǎn)；從投資上分析，我國(guó)今后每年在城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住房建設(shè)的投資相當(dāng)于年均GDP的24%；從消費(fèi)上看，城鎮(zhèn)化每增加1個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)生的直接消費(fèi)將拉動(dòng)GDP增長(zhǎng)1.5個(gè)百分點(diǎn)。通過(guò)數(shù)據(jù)量化對(duì)比，我國(guó)的城鎮(zhèn)化發(fā)展?jié)摿薮?，主要呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（1）總體規(guī)劃建設(shè)時(shí)間跨度長(zhǎng)，城鎮(zhèn)化發(fā)展穩(wěn)定性受政策性影響大；

（2）當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)和建筑物環(huán)境變化大而快；

（3）居民就業(yè)及消費(fèi)受城鎮(zhèn)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)影響大。

與此同時(shí)，TD-LTE正處于全力以赴建設(shè)的發(fā)展階段，特別是在基于互聯(lián)網(wǎng)的新型信息消費(fèi)以及基于電子商務(wù)、云計(jì)算等信息平臺(tái)的消費(fèi)快速增長(zhǎng)的背景下，如何針對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展特點(diǎn)抓到由此帶來(lái)的契機(jī)，實(shí)現(xiàn)從“追趕”到“引領(lǐng)”的重大跨越，當(dāng)前TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需有所轉(zhuǎn)變?；诖?，本文將選取海南國(guó)際旅游島先行試驗(yàn)區(qū)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

2 海南國(guó)際旅游島先行試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃簡(jiǎn)介

2.1 規(guī)劃范圍

海南國(guó)際旅游島先行試驗(yàn)區(qū)（下稱“試驗(yàn)區(qū)”）位于海南省陵水黎族自治縣，試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃范圍確定為北至東高嶺、東至黎安外海、南至南灣自然保護(hù)區(qū)、西至高速公路，包括3個(gè)鎮(zhèn)、8個(gè)行政村、19個(gè)自然村，總面積為114.88km2。其中，試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃控制范圍為64.72km2，建設(shè)用地面積為39.6km2，人口為29 969人，約7 300戶。

2.2 規(guī)劃期限

根據(jù)《海南國(guó)際旅游島先行試驗(yàn)區(qū)市政規(guī)劃（2013—2030）》的建設(shè)進(jìn)度安排，按照“三年成勢(shì)、五年成形、十年成城”的總體要求，試驗(yàn)區(qū)的規(guī)劃期限將跨越以下3個(gè)階段：

（1）2013—2015年全面完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；

（2）2016—2020年進(jìn)一步完善城市功能和交通設(shè)施；

（3）2021—2030年試驗(yàn)區(qū)城市功能配套體系全面完善。

2.3 功能用地布局

規(guī)劃用地分為四大類，即居住用地、公共服務(wù)設(shè)施用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、工業(yè)用地等，建設(shè)用地面積為47.82km2，試驗(yàn)區(qū)建設(shè)用地面積為31.09km2。具體如表1所示。

3 規(guī)劃方案

3.1 規(guī)劃總體策略

由于目前國(guó)內(nèi)TD-LTE商用時(shí)間較短，參考價(jià)值不大，因此可以把視角轉(zhuǎn)向在3G時(shí)期與中國(guó)移動(dòng)發(fā)展非常相似的Verizon運(yùn)營(yíng)商，其都是在3G競(jìng)爭(zhēng)中處于下風(fēng)，都是由于終端（如iPhone）與其他運(yùn)營(yíng)商合作使得高端用戶大量流失，都是希望借助LTE的激進(jìn)建設(shè)扭轉(zhuǎn)3G市場(chǎng)上的劣勢(shì)。

Verizon在2010年12月正式宣布LTE商用，因此數(shù)據(jù)起點(diǎn)是2010年Q4季度。以Verizon的每季度財(cái)報(bào)為基礎(chǔ)，通過(guò)采用“直接法”，將同一季度的業(yè)務(wù)發(fā)展指標(biāo)與覆蓋因子分別作為一張圖的x軸和y軸，利用Matlab數(shù)學(xué)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，兩者關(guān)系如圖1所示：

表1 用地功能表

圖1 TD-LTE actived devices數(shù)與覆蓋因子的模型關(guān)系

（1）人口覆蓋率小于65%左右，為緩慢發(fā)展階段；

（2）人口覆蓋率超過(guò)6 5%左右，為快速發(fā)展階段；

（3）人口覆蓋率超過(guò)90%左右，為井噴式發(fā)展階段。

根據(jù)對(duì)Verizon發(fā)展的分析，其3年激進(jìn)的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋策略得到了很好的回報(bào)效果。因此，在試驗(yàn)區(qū)的TD-LTE建設(shè)，建議進(jìn)行快速實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，達(dá)到或超過(guò)人口覆蓋率90%，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)高地，具體策略如下：

（1）推進(jìn)覆蓋：完成規(guī)劃區(qū)內(nèi)人口覆蓋率達(dá)到90%的目標(biāo)。

（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)：在人口覆蓋率達(dá)到90%的基礎(chǔ)上進(jìn)行拉網(wǎng)測(cè)試，以較高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模規(guī)劃工作，通過(guò)多種小型化建設(shè)方式來(lái)解決弱覆蓋或盲區(qū)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)人口覆蓋率100%的目標(biāo)。

總體思路1：堅(jiān)持2G/3G/TD-LTE/WLAN網(wǎng)絡(luò)“統(tǒng)籌需求、統(tǒng)一規(guī)劃、整體布局、協(xié)同建設(shè)、規(guī)范管理”的多網(wǎng)合一室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)管理要求；

總體思路2：開(kāi)拓思路，鼓勵(lì)創(chuàng)新，盡可能采用新方法、新技術(shù)、新手段，以提高資源利用效率，降低建設(shè)成本，從而確保投資的長(zhǎng)期性和有效性。

從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化摩爾定律的角度出發(fā)，建議優(yōu)選總體思路2，重點(diǎn)關(guān)注高價(jià)值區(qū)域室內(nèi)深度覆蓋，建設(shè)方式可參考以下方案：

A.靈活采用基站信源直接覆蓋或分布系統(tǒng)覆蓋方式（見(jiàn)圖2）

圖2 室內(nèi)覆蓋方式

B.引進(jìn)小基站等新型設(shè)備

◆未來(lái)小站與異廠商宏站同頻組網(wǎng)場(chǎng)景下存在應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，與宏站間的干擾協(xié)調(diào)及負(fù)載均衡等需進(jìn)一步研究；

◆小站產(chǎn)品在解決室內(nèi)深度覆蓋應(yīng)用中，存在2G/3G/TD-LTE多模的需求，目前設(shè)備還僅支持TDLTE；

◆使用Micro（微蜂窩）、Pico（微微蜂窩）、Femto（家庭基站）、Relay（中繼站）等新型基站用于補(bǔ)充宏蜂窩覆蓋，改善室內(nèi)深度覆蓋，增加網(wǎng)絡(luò)容量，提升用戶感知。

需在網(wǎng)絡(luò)已建設(shè)區(qū)域積極開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工作，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)排除，建立網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)盲補(bǔ)熱區(qū)域需求庫(kù)。結(jié)合小型化基站設(shè)備成熟情況，制定小型化基站建設(shè)目標(biāo)。各類基站適用類型如表2所示：

表2 各類基站適用類型

（3）提升容量：試驗(yàn)區(qū)網(wǎng)絡(luò)建成后，網(wǎng)絡(luò)可初具規(guī)模效應(yīng)，隨著用戶增長(zhǎng)和業(yè)務(wù)習(xí)慣的培養(yǎng)，網(wǎng)絡(luò)流量將幅度增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的是部分熱點(diǎn)基站的容量不足，因此在規(guī)劃期需對(duì)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容需求及其建設(shè)規(guī)模進(jìn)行分析估算。根據(jù)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)展情況，基于業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)，制定分年度的容量建設(shè)目標(biāo)。

3.2 頻率規(guī)劃方案

頻率規(guī)劃需在自有資源的前提下，重點(diǎn)考慮各大運(yùn)營(yíng)商在FDD牌照的發(fā)放時(shí)間和頻段以及中國(guó)鐵塔公司的共建共享原則。

目前，中國(guó)移動(dòng)的TD-LTE分別支持頻段38、39、40，中國(guó)電信已獲準(zhǔn)在全國(guó)7個(gè)城市（不包含海南?。?，將用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（CDMA2000）使用的1 920—1 935MHz/2 110—2 125MHz（即頻段1），改變頻率使用的技術(shù)體制，調(diào)整用于LTE混合組網(wǎng)試驗(yàn)中LTE FDD制式。因此，在綜合配套鐵塔系統(tǒng)必須共建共享的前提下，提前規(guī)劃布署1 880—1 920MHz（即頻段39）。

3.3 規(guī)劃仿真方案

（1）傳播模型選取方案

當(dāng)前，全球LTE網(wǎng)絡(luò)所選用的傳播模型主要包括COST231-Hata Model、擴(kuò)展的Hata（SDR）Model、SUI Model、COST231-Walfish-Ikegami Model、SPM Model、SUI Model等6種，這些模型的應(yīng)用主要是通過(guò)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)所廣泛應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突虬虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，同時(shí)結(jié)合不同網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)?shù)鬲?dú)有的覆蓋場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，通過(guò)擬合最大限度地呈現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下的信號(hào)傳播特性。因此，需結(jié)合先行試驗(yàn)區(qū)所規(guī)劃建設(shè)的各類場(chǎng)景，選取地物類型中Hight_Building和Building這2個(gè)參考指標(biāo)，其中Building包括Ordinary_ Building、Parallel_Regular_Building、Irregular_ Large_Building、Irregular_Building這4個(gè)指標(biāo)。將Hight_Building作為橫坐標(biāo)、Building作為縱坐標(biāo)，與所選用軟件仿真模型庫(kù)中的模型進(jìn)行近似匹配，可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的傳播模型。

（2）站點(diǎn)規(guī)劃及仿真結(jié)果

為確保仿真結(jié)果更準(zhǔn)確地指導(dǎo)規(guī)劃建設(shè)，站點(diǎn)分布需依據(jù)先行試驗(yàn)區(qū)四大類規(guī)劃用地劃分站間距，調(diào)整站高以及設(shè)定覆蓋指標(biāo)，具體如下：

◆站間距：居住區(qū)為300～400m、公共服務(wù)設(shè)施為400～500m、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地為200～300m、工業(yè)用地為500～600m；

◆站高：居住區(qū)為15～30m、公共服務(wù)設(shè)施為20～30m、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地為15～20m、工業(yè)用地為25～35m；

◆覆蓋指標(biāo)：F頻段95%連續(xù)覆蓋的區(qū)域指標(biāo)需滿足RSRP大于-105dBm、RS-SINR大于-3dB。

根據(jù)以上原則，共規(guī)劃46個(gè)宏站，站點(diǎn)分布及仿真結(jié)果如圖3和圖4所示。

由于試驗(yàn)區(qū)的建設(shè)進(jìn)度受多方面影響，同時(shí)考慮TD-LTE保持領(lǐng)先，因此試驗(yàn)區(qū)的建設(shè)規(guī)模需每年進(jìn)行滾動(dòng)規(guī)劃，堅(jiān)持小步快跑，分建設(shè)批次適當(dāng)超前的建設(shè)節(jié)奏。

3.4 面臨鐵塔公司的挑戰(zhàn)與措施

根據(jù)工信部和國(guó)資委聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于2015年推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的實(shí)施意見(jiàn)》，對(duì)鐵塔公司和運(yùn)營(yíng)商分工界面進(jìn)行了明確。

（1）宏基站分工界面

◆運(yùn)營(yíng)商部分：光線接入、傳輸設(shè)備、傳輸配套、無(wú)線主設(shè)備及其天饋線系統(tǒng)、傳輸設(shè)備與無(wú)線主設(shè)備的電源連接，天線采用樓頂抱桿安裝或美化天線時(shí)，負(fù)責(zé)樓頂抱桿、美化天線外罩的安裝；

◆鐵塔公司部分：機(jī)房建設(shè)及附屬設(shè)備、市電引入、機(jī)房配套、鐵塔及天面配套。

（2）面臨挑戰(zhàn)

◆網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃蜂窩架構(gòu)間博弈，主要體現(xiàn)為運(yùn)營(yíng)商間滾動(dòng)規(guī)劃戰(zhàn)略及側(cè)重點(diǎn)均有差異，導(dǎo)致站點(diǎn)分布、站距高度等方面的需求不一致，并影響各運(yùn)營(yíng)商總體網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；

◆網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度挑戰(zhàn)，若鐵塔公司進(jìn)度與運(yùn)營(yíng)商建設(shè)進(jìn)度不一致，將推遲廣覆蓋區(qū)域深度覆蓋的推進(jìn)，進(jìn)而嚴(yán)重影響總體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，降低用戶感知。

（3）應(yīng)對(duì)措施

◆以終為始，動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)規(guī)劃以應(yīng)對(duì)與友商間博弈；

◆根據(jù)2G、3G建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)多類站型方式，同步對(duì)高價(jià)值室內(nèi)覆蓋區(qū)域進(jìn)行深度覆蓋。

圖3 RSRP仿真結(jié)果

圖4 RS-SINR仿真結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

本文首先分析了城鎮(zhèn)化的發(fā)展及特點(diǎn)，并指出正處于發(fā)展階段的TD-LTE抓住城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來(lái)的契機(jī)的重要性，并以海南國(guó)際旅游島先行試驗(yàn)區(qū)為例進(jìn)行研究論證；然后結(jié)合先行試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃期限及特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比分析國(guó)外運(yùn)營(yíng)商Verizon的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了試驗(yàn)區(qū)快速完成90%覆蓋率的規(guī)劃策略；在總體策略的前提下，再依據(jù)無(wú)線網(wǎng)的演進(jìn)趨勢(shì)，提出了相應(yīng)的頻率及仿真方案，并得出了初期具體的建設(shè)規(guī)模；最后分析與中國(guó)鐵塔公司共建共享的過(guò)程以及可能面臨的挑戰(zhàn)，并提出針對(duì)性的措施建議。

總體來(lái)說(shuō)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)內(nèi)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)外面臨著以配套工程建設(shè)為主導(dǎo)鐵塔公司以及友商間的博弈。雖然通過(guò)規(guī)模試驗(yàn)總結(jié)出了很多好的經(jīng)驗(yàn)和做法，但仍然有很多問(wèn)題有待在規(guī)模建設(shè)中進(jìn)一步加以解決。

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TD-LTE Wireless Network Planning and Construction Oriented to Urbanization Development

CHEN Bu-jiang
(Hainan Zhongjing South Information Engineering Co., Ltd., Haikou 571100, China)

According to signifi cant GDP growth and great potential of China’s urbanization, taking Hainan International fi rst pilot area as an example, TD-LTE planning thought and its solution in urbanization construction were discussed in detail from four aspects, including overall strategy, frequency planning, planning simulation, sharing and coconstruction with Tower company.

urbanization TD-LTE wireless network planning coverage rate

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.14.004

TN915.02

A

1006-1010(2015)14-0019-05

陳卜江. 面向城鎮(zhèn)化發(fā)展的TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)[J]. 移動(dòng)通信, 2015,39(14): 19-23.

2015-04-09

責(zé)任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn

陳卜江：碩士畢業(yè)于海南大學(xué)電子與通信工程專業(yè)，現(xiàn)任海南中京南方信息工程有限公司傳輸與接入工程師，主要從事通信運(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及相關(guān)建設(shè)方案支撐工程工作。