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TDSCDMA能否使用900M频率

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来源: 作者: 2019-03-21 11:30:11

◎ 中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司 李栋 袁刚经过3年的建设,中国移动的3G络已实现所有地级市、县级市及县城城区的覆盖,但是3G络的发展仍存在许多问题,最主要是因为TD-SCDMA使用频率高,覆盖差。那么,我们能否考虑TD-SCDMA络使用900M频率呢?

TD络覆盖能力有待提高

2009年年初,我国发放了第三代移动通信(3G)牌照。中国移动肩负起我国拥有自主知识产权的3G标准TD-SCDMA建设运营的任务。面对光荣而艰巨的历史重任,中国移动在政府有关部门的指导和支持下,坚定信心,迎难而上,全心全意、千方百计发展TD-SCDMA,全面开展TD-SCDMA建设工作,通过三年的络建设,为实现TD-SCDMA商业运营打下了坚实基础。2010年TD络扩容工程结束后,全国TD基站达到约22万个,其中宏基站12.5万个,室内分布基站9.5万个,载频168万个,基本实现了县以上城市TD络覆盖,业务覆盖率超过60%。但是,目前中国移动发展3G络面临一系列问题。

首先,TD-SCDMA组频率较高,覆盖深度和广度不足。TD-SCDMA络目前使用的主要频率为2010MHz~2025MHz,该频段从空间传播和穿透损耗上都与GSM900MHz有着比较大的差异,导致TD-SCDMA络覆盖深度和广度不足,优势无法发挥。

其次,2G与3G切换重选不够成熟。中国移动在完成TD四期工程后覆盖了全国县城及以上区域,在2G与3G切换重选方面遵循以下原则:3G到2G为自动切换, 2G到3G为重选入。由于3G到2G为自动切换,2G的GSM络属于“硬切换”,如果需要切换的目标站无空闲信道,则会切换失败,发生掉话。2G到3G为重选入,在3G覆盖区内如果用户要切换到GSM络,马上会发生位移,重新回到3G络的强覆盖区,此时如果进行2G到3G的重选,可能发生掉话,且短时间脱,造成被叫无法接通。

再次,TD-SCDMA络利用率太低,分流GSM数据话务不明显。大量的G3用户长期使用GSM,造成了TD络无线利用率低,GSM络扩容压力巨大。

究其原因, TD络覆盖不良应为主要原因,造成用户在TD络驻留时间短,话务量小,而且又产生了过多的重选和切换,造成了客户感知差。若能使TD络覆盖的深度和广度得到极大提升,则中国移动3G客户的经营才能得到保证,也能使我国自主创新的标准得到最大限度的验证。

3G络频谱分析

从ITU频谱规划情况和国际上3G运营情况看,3G频谱的国际规划以FDD为主,TDD方式的频谱规划明显较少。在已具体分配频段中(主流分配方式),FDD频谱480MHz(240MHz×2),分布在700MHz~2690MHz范围内;TDD分配只局限于1900MHz~1920MHz、2010~2025MHz和2570MHz~2620MHz的85MHz频段。

我国在频率规划中充分考虑了对TDD技术和产业的支持,在国内已为3G规划的共565MHz之中,TDD共计获得155MHz频率。但是,TDD划分频段除2010MHz~2025MHz可用外,其他频段均存在一定的问题,例如1880MHz~1900MHz受到PHS一定程度的干扰;1900MHz~1920MHz被PHS所占用;2300MHz~2400MHz目前暂被定位等业务占用。

从目前频率的分配来看,TD-SCDMA只能在2GHz波段上进行组建设,短时间难以获得传播特性较好的低端P频段。目前中国移动使用的P频段主要在GSM900M(890MHz~909MHz共19MHz)系统上,如果能将GSM900M的频段分出一段给TD-SCDMA系统,则可以提高TD络的覆盖效果。

900MHz频段提升TD覆盖效果

TD-SCDMA主要使用的是2GHz频率,GSM络则使用的是900MHz频率。根据自由空间电波损耗公式推算,同等距离TD-SCDMA系统的空间损耗比GSM900M系统大7dB左右。而且TD的频率远远高过GSM900M, 综合无线信号绕射能力、空间损耗、穿透损耗,整体能力比GSM差,因此TD基站覆盖能力比GSM弱得多。

GSM每载频占用的无线带宽为200k,TD-SCDMA每载频占用1.6M带宽。GSM在组的同时需要考虑BCCH与TCH的频率复用问题,需要在基站容量与C/I上作出平衡,因此衍生出很多频率复用技术。采用N频点技术的TD-SCDMA组只需考虑主载频上公共信道的频率复用,规划时满足邻区间主载频异频需求即可。

根据TD络的组原则,在5M带宽下,TD络的基站最大配置可为S333,以12.2kbps语音业务为例,其扩频因子为8,共有8个相应的扩频码,一个时隙最多支持8个语音业务用户。考虑上下行对称业务,单载频的语音用户可以达到23个(去掉控制信道占用的信道);三载频的小区用户可以达到71个,单站可达213个用户。而在数据业务上开启了HSDPA功能,单载频可提供1.6Mbps下载速率,单站可提供的下载速率为13.4Mbps。

在900MHz频段,如果以6M的带宽来组,按照GSM系统的组原则,采用不同频率复用下GSM基站的最大配置为S444,以语音业务为例,每个载波可以提供8个语音时隙,则单小区可提供31个,单站可达93个用户。如果都为数据业务,每个载频理论最大速率为473.6kbps,则S444基站最大吞吐率则为5.6Mbps。

由以上分析得知,在覆盖能力上由于TD使用的频率高,覆盖能力低于GSM,在支持的语音用户数、单用户的下载速率等方面都强于GSM。

既然在几乎相同的无线带宽条件下,TD-SCDMA在语音和数据业务支持上都强于GSM,那么在GSM用户向TD迁移时,我们可以将GSM900M的5MHz频率给TD,这样既可以发挥TD的容量优势,又避免了覆盖弱的弊端。而且由于GSM是FDD模式,相当于给了TD络10M的带宽,容量则可以再扩大一倍。一旦TD的覆盖问题解决了,那么G3用户将会长时间驻留在TD络,2G与3G的切换则会减少,会更多地分流GSM业务,减轻GSM络的压力。如果TD-SCDMA能顺利使用900MHz频率,那平缓演进到TD-LTE也可以使用这个频率。

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