目前TD-SCDMA網(wǎng)絡正在全國迅速鋪開，如何能夠提升TD-SCDMA網(wǎng)絡容量及質(zhì)量，提升用戶體驗是中國移動非常關注的問題。目前TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模商用的頻段為B頻（2010-2025MHz），可用頻點共9個；由于PHS干擾等問題影響，A頻段1800～1900MHz頻段資源應用尚未大規(guī)模展開。隨著TD用戶數(shù)的不斷增多和業(yè)務量的不斷增加，室外部分熱點基站配置為S666，室內(nèi)部分站點配置為O6，現(xiàn)網(wǎng)頻率資源緊張的問題日益凸顯，且由于頻點較少，業(yè)務信道的同頻干擾成為制約網(wǎng)絡性能的重要因素之一。為了能夠提升TD現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡性能，大唐移動積極探索，從物理層算法改進、RRM算法改進、系統(tǒng)設計改進、自動化網(wǎng)絡優(yōu)化工具開發(fā)、現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整等多方面著手進行了相關分析研究。在此基礎上，基于對TD-SCDMA標準的研究以及設備實現(xiàn)情況的分析，我司又配合中國移動通信集團設計院有限公司一起對TD載波帶寬壓縮方案進行了相關理論分析研究及測試驗證，希望為提升TD-SCDMA網(wǎng)絡性能做出貢獻。之后，又在中國移動集團公司的統(tǒng)一安排部署下，在云南移動和設計院全程組織和協(xié)調(diào)下，最先啟動完成了在云南昆明的現(xiàn)網(wǎng)擴大試點應用的測試，現(xiàn)場獲取的經(jīng)驗為后續(xù)其他城市試點工作的順利進行提供充分的支持和保證。
3G系統(tǒng)規(guī)定信道柵度為200KHz，而距離1.6MHz最近的就是1.4MHz，因此可考慮將TD-SCDMA載波帶寬縮減為1.4MHz。將載波間隔壓縮為1.4MHz后，則可在2010-2025MHz有限帶寬內(nèi)增加一個新的頻點，提升系統(tǒng)容量，有助于降低網(wǎng)絡干擾，提升網(wǎng)絡質(zhì)量。但是TD-SCDMA載波帶寬是否可壓縮，現(xiàn)網(wǎng)設備是否可支持載波帶寬壓縮方案、載波帶寬壓縮后會給現(xiàn)網(wǎng)帶來什么問題，這一系列問題均需進行深入研究驗證才能確定載波壓縮方案是否可行。
1、TD-SCDMA載波帶寬是否可壓縮
TD-SCDMA正常情況下每載波占用帶寬為1.6MHz，但載波帶寬并不是一成不變的。3GPP 25.105中規(guī)定，1.28Mcps TDD的信道間隔為1.6MHz，但是在一些特殊組網(wǎng)場景下可以通過調(diào)整來優(yōu)化性能。
2、TD-SCDMA載波帶寬壓縮方案
對于2010~2025MHz頻段，載波帶寬設置由1.6MHz改為1.4MHz時，可增加1個頻點，提升系統(tǒng)容量，有利于網(wǎng)絡優(yōu)化，有助于降低網(wǎng)絡干擾。實際組網(wǎng)可根據(jù)需求靈活調(diào)整頻率應用方案，可將新增頻點用于室外，也可將新增頻點用于室內(nèi)。根據(jù)仿真分析，載波間隔壓縮對64QAM的影響相對嚴重，考慮室外情況下應用64QAM的概率較小，在室外進行1.4MHz的載波間隔配置對容量影響很小。引入載波帶寬壓縮方案后，可將室內(nèi)載波間隔仍設置為1.6MHz，室外載波間隔設置為1.4MHz。具體方案如下：
根據(jù)我司目前設備實現(xiàn)，載波帶寬縮減為1.4MHz后，現(xiàn)網(wǎng)產(chǎn)品硬件無需任何修改，RNC和OMC版本無需任何修改，只需NB做軟件升級即可支持1.4MHz載波帶寬壓縮方案。該方案實現(xiàn)方便快捷，且節(jié)約成本。
3、TD-SCDMA載波帶寬壓縮引發(fā)問題分析
TD-SCDMA的chip速率為1.28Mcps，帶寬為1.6MHz，目前TD-SCDMA設備實現(xiàn)基帶成型濾波器采用RRC濾波器，濾波器滾降系數(shù)為α=0.22。在不修改現(xiàn)有設備情況下，載波帶寬從1.6MHz壓縮成1.4MHz后，不能滿足α=0.22的基帶濾波器所要求的帶寬，會影響系統(tǒng)鄰頻泄漏和鄰頻干擾抑制性能，鄰頻干擾有一定上升，可能無法滿足多運營商鄰頻共存的要求。此外，如果鄰頻干擾大足夠大，則會影響網(wǎng)絡性能。隨著HSPA/PA+的引入，高階調(diào)制逐步引入，在高C/I情況下可以有效提高數(shù)據(jù)速率。當壓縮載波間隔后，鄰頻干擾會對C/I形成一定影響。
（1） 壓縮載波帶寬對運營商鄰頻共存的影響
對于多運營商共存共址，主要考慮鄰頻干擾，通常需要考慮發(fā)送端的鄰頻泄漏和接收端的鄰頻選擇性，衡量指標是鄰頻干擾抑制ACIR。根據(jù)3GPP 25.942（V800）中TDD系統(tǒng)之間干擾仿真的結(jié)果，最差環(huán)境下鄰頻共存需要的ACIR上行約為32.5dB，下行約為30.5dB。TD-SCDMA系統(tǒng)射頻指標在確定過程中主要考慮了運營商鄰頻共存對ACIR的需求以及設備可實現(xiàn)性的因素。TD-SCDMA的基本射頻指標如下：
根據(jù)3GPP仿真結(jié)果，以上射頻參數(shù)定義情況下，不同運營商在鄰頻共存的情況下，容量損失基本可忽略。
考慮同一運營商內(nèi)部的不同頻率之間的干擾時，對鄰頻干擾的要求可以適當放寬。這種情況下，存在進一步收縮載波間隔的優(yōu)化空間。在3G標準討論之初即討論過這種情況，認為在同一個運營商內(nèi)部可以減小載波間隔。落實到規(guī)范中也為這種應用提供了靈活性，規(guī)范中明確載波帶寬在一些特殊組網(wǎng)場景下可以通過調(diào)整來優(yōu)化性能。CCSA中也對鄰頻干擾的影響做過詳細研究，根據(jù)CCSA仿真結(jié)論，對于同一運營商的不同載波之間的干擾，當ACIR>25dB時，容量損失很小。
當載波帶寬壓縮后，基站和終端的射頻指標均有一定的惡化，如果對系統(tǒng)容量不造成明顯影響，則帶寬壓縮可行。根據(jù)我司設備測試結(jié)果，載波帶寬壓縮為1.4MHz后，ACIR均大于25dB。該指標無法滿足多運營商鄰頻共存的要求，但是在中國移動單一運營商運營TD-SCDMA的情況下，可以考慮針對TD-SCDMA的載波帶寬進行優(yōu)化。
（2） 壓縮載波帶寬對系統(tǒng)性能的影響
從系統(tǒng)仿真研究可知，對于16QAM調(diào)制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為0.5dB；對于64QAM調(diào)制方式，載波間隔壓縮帶來的C/I損失約為2dB?？梢钥吹捷d波間隔壓縮對64QAM的影響相對嚴重。隨著HSPA/PA+的引入，高階調(diào)制逐步引入，壓縮載波間隔后,系統(tǒng)性能會受到一定影響，考慮室外情況下應用64QAM的概率較小，在室外進行1.4MHz的載波帶寬配置對容量影響很小。
4、TD-SCDMA載波帶寬壓縮方案測試驗證
為了驗證1.4MHz實際組網(wǎng)的可行性，我司分別在我司系統(tǒng)測試實驗室和昆明外場真實加載情況下進行了測試驗證。
（1） 大唐移動通信設備有限公司系統(tǒng)測試實驗室測試
為了驗證1.4MHz載波帶寬應用的可行性，2009年6月末，在我司實驗室進行了相關測試研究，對比了TD-SCDMA設備帶寬為1.4MHz和1.6MHz情況下的載波承載容量、HSDPA用戶吞吐量能力和開機駐留時延、呼叫接續(xù)等基本功能，根據(jù)室內(nèi)測試結(jié)果，在1.4MHz和1.6MHz兩種載波帶寬情況下，各項指標沒有明顯區(qū)別。
（2） 云南移動昆明TD-SCDMA網(wǎng)絡真實加載測試
為了進一步驗證1.4MHz實際組網(wǎng)的可行性，2009年8月，在云南移動公司的大力支持下，在云南移動昆明TD-SCDMA網(wǎng)絡真實加載情況下進行了相關測試。在室內(nèi)和室外，分別在1.6MHz和1.4MHz帶寬設置下，對R4和HSDPA的性能、網(wǎng)絡KPI指標以及系統(tǒng)容量進行了測試驗證，對比帶寬壓縮前后本小區(qū)同頻、鄰頻干擾對性能的影響，并通過KPI測試對比網(wǎng)絡指標。
昆明室內(nèi)測試站點為匯都國際大廈，為典型的商務辦公樓環(huán)境。室外測試在昆明南部呈貢縣的繁華區(qū)域進行，共涉及到7個基站，10個小區(qū)的覆蓋，外圍涉及6個主要鄰小區(qū)。通過在昆明對室內(nèi)和室外不同的測試場景、定點和路測不同的測試方式、R4和HSDPA不同的測試業(yè)務、上行和下行的不同指標等等各種典型用例的測試，統(tǒng)計結(jié)果和分析數(shù)據(jù)證明了TD-SCDMA系統(tǒng)載波帶寬調(diào)整至1.4MHz后，不會由于鄰道干擾的增加而對現(xiàn)網(wǎng)指標造成影響，TD系統(tǒng)載波帶寬調(diào)整至1.4M在現(xiàn)網(wǎng)應用是完全可行的。
（3） 云南昆明現(xiàn)網(wǎng)擴大試點應用測試
通過前期協(xié)議分析、理論研究以及昆明外場的規(guī)模測試，初步驗證TD-SCDMA系統(tǒng)頻率規(guī)劃創(chuàng)新方法是可行的。在中國移動集團公司統(tǒng)一安排下，2009年11月2日至 11月14日，我司率先在云南昆明開展了現(xiàn)網(wǎng)擴大試點應用的測試。本次昆明現(xiàn)網(wǎng)測試是中國移動集團公司最先啟動的試點工作，本次試點主要考察1.4MHz帶寬組網(wǎng)后網(wǎng)絡KPI指標與現(xiàn)網(wǎng)1.6MHz帶寬組網(wǎng)網(wǎng)絡KPI指標的差異，以進一步驗證TD-SCDMA載波壓縮方案在現(xiàn)網(wǎng)應用的可行性。
根據(jù)測試場景選擇要求以及昆明RNC分區(qū)的實際情況，本次測試選擇RNC5及RNC8為試點測試區(qū)域，分別涵蓋了密集市區(qū)和一般市區(qū)兩個典型場景。RNC5主要覆蓋密集市區(qū)區(qū)域，包括基站82個（其中室外基站59個；室內(nèi)分布系統(tǒng)23個），小區(qū)209個；RNC8主要覆蓋一般市區(qū)區(qū)域，包括基站119個（其中室外基站112個；室內(nèi)分布系統(tǒng)7個），小區(qū)346個。所選區(qū)域示意圖如下：
根據(jù)試點場景要求，分別統(tǒng)計RNC5、RNC8的網(wǎng)絡性能并進行對比和分析。從11月2日至11月6日進行1.6M帶寬組網(wǎng)性能統(tǒng)計，共計5天；從11月7日至11月14日進行1.4M帶寬組網(wǎng)性能統(tǒng)計，共計8天，KPI指標共涉及CS域、PS域業(yè)務以及切換成功率等，同時統(tǒng)計了業(yè)務量、RAB建立時間等指標作為參考。對于CS域和PS域業(yè)務的接入成功率和掉話率分別進行了統(tǒng)計，對于切換成功率分別統(tǒng)計了系統(tǒng)內(nèi)的切換成功率和系統(tǒng)間的切換成功率。
RNC5網(wǎng)絡性能測試結(jié)果如下：
RNC8網(wǎng)絡性能測試結(jié)果如下：
經(jīng)過一周時間1.4MHz帶寬組網(wǎng)的現(xiàn)網(wǎng)應用，網(wǎng)管統(tǒng)計指標客觀的反映了1.4MHz帶寬組網(wǎng)的網(wǎng)絡性能。通過兩個試點RNC的綜合指標對比得出，兩種場景下的平均網(wǎng)絡負荷基本一致，網(wǎng)絡平均指標和業(yè)務接入時延（RAB建立時延）基本一致，試點RNC在1.4MHz帶寬下的KPI指標整體上不差于1.6MHz帶寬下的網(wǎng)絡性能。一定統(tǒng)計時間、大量現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果再次驗證了通過壓縮TD-SCDMA載波帶寬、增加載波數(shù)量的方法在現(xiàn)網(wǎng)應用是完全可行的。
通過以上深入細致的研究分析及多次測試驗證，TD-SCDMA載波帶寬壓縮方案在現(xiàn)網(wǎng)應用是可行的。在目前TD-SCDMA網(wǎng)絡建設階段，在相同頻率資源條件下，縮減TD載波帶寬方案提供了更多的載波數(shù)量，可增加系統(tǒng)容量，有助于降低網(wǎng)絡干擾，快速提升TD現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡質(zhì)量。通過TD載波帶寬壓縮方式，提高了無線資源的頻譜利用率，將帶來較大的經(jīng)濟效益。