[導讀]經(jīng)過3年的建設(shè)，中國移動的3G網(wǎng)絡(luò)已實現(xiàn)所有地級市、縣級市及縣城城區(qū)的覆蓋，但是3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍存在許多問題，最主要是因為TD-SCDMA使用頻率高，覆蓋差。那么，我們能否考慮TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)使用900M頻率呢？TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋
經(jīng)過3年的建設(shè)，中國移動的3G網(wǎng)絡(luò)已實現(xiàn)所有地級市、縣級市及縣城城區(qū)的覆蓋，但是3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍存在許多問題，最主要是因為TD-SCDMA使用頻率高，覆蓋差。那么，我們能否考慮TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)使用900M頻率呢？
TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力有待提高
2009年年初，我國發(fā)放了第三代移動通信(3G)牌照。中國移動肩負起我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的3G標準TD-SCDMA建設(shè)運營的任務(wù)。面對光榮而艱巨的歷史重任，中國移動在政府有關(guān)部門的指導和支持下，堅定信心，迎難而上，全心全意、千方百計發(fā)展TD-SCDMA，全面開展TD-SCDMA建設(shè)工作，通過三年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為實現(xiàn)TD-SCDMA商業(yè)運營打下了堅實基礎(chǔ)。2010年TD網(wǎng)絡(luò)擴容工程結(jié)束后，全國TD基站達到約22萬個，其中宏基站12.5萬個，室內(nèi)分布基站9.5萬個，載頻168萬個，基本實現(xiàn)了縣以上城市TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋，業(yè)務(wù)覆蓋率超過60%。但是，目前中國移動發(fā)展3G網(wǎng)絡(luò)面臨一系列問題。
首先，TD－SCDMA組網(wǎng)頻率較高，覆蓋深度和廣度不足。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)目前使用的主要頻率為2010MHz～2025MHz，該頻段從空間傳播和穿透損耗上都與GSM900MHz有著比較大的差異，導致TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度和廣度不足，優(yōu)勢無法發(fā)揮。
其次，2G與3G切換重選不夠成熟。中國移動在完成TD四期工程后覆蓋了全國縣城及以上區(qū)域，在2G與3G切換重選方面遵循以下原則：3G到2G為自動切換，2G到3G為重選入網(wǎng)。由于3G到2G為自動切換，2G的GSM網(wǎng)絡(luò)屬于“硬切換”，如果需要切換的目標站無空閑信道，則會切換失敗，發(fā)生掉話。2G到3G為重選入網(wǎng)，在3G覆蓋區(qū)內(nèi)如果用戶要切換到GSM網(wǎng)絡(luò)，馬上會發(fā)生位移，重新回到3G網(wǎng)絡(luò)的強覆蓋區(qū)，此時如果進行2G到3G的重選，可能發(fā)生掉話，且短時間脫網(wǎng)，造成被叫無法接通。
再次，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)利用率太低，分流GSM數(shù)據(jù)話務(wù)不明顯。大量的G3手機用戶長期使用GSM，造成了TD網(wǎng)絡(luò)無線利用率低，GSM網(wǎng)絡(luò)擴容壓力巨大。
究其原因，TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋不良應(yīng)為主要原因，造成用戶在TD網(wǎng)絡(luò)駐留時間短，話務(wù)量小，而且又產(chǎn)生了過多的重選和切換，造成了客戶感知差。若能使TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋的深度和廣度得到極大提升，則中國移動3G客戶的經(jīng)營才能得到保證，也能使我國自主創(chuàng)新的標準得到最大限度的驗證。
3G網(wǎng)絡(luò)頻譜分析
從ITU頻譜規(guī)劃情況和國際上3G運營情況看，3G頻譜的國際規(guī)劃以FDD為主，TDD方式的頻譜規(guī)劃明顯較少。在已具體分配頻段中(主流分配方式)，F(xiàn)DD頻譜480MHz(240MHz×2)，分布在700MHz～2690MHz范圍內(nèi)；TDD分配只局限于1900MHz～1920MHz、2010～2025MHz和2570MHz～2620MHz的85MHz頻段。
我國在頻率規(guī)劃中充分考慮了對TDD技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持，在國內(nèi)已為3G規(guī)劃的共565MHz之中，TDD共計獲得155MHz頻率。但是，TDD劃分頻段除2010MHz～2025MHz可用外，其他頻段均存在一定的問題，例如1880MHz～1900MHz受到PHS一定程度的干擾；1900MHz～1920MHz被PHS所占用；2300MHz～2400MHz目前暫被定位等業(yè)務(wù)占用。
從目前頻率的分配來看，TD－SCDMA只能在2GHz波段上進行組網(wǎng)建設(shè)，短時間難以獲得傳播特性較好的低端P頻段。目前中國移動使用的P頻段主要在GSM900M(890MHz～909MHz共19MHz)系統(tǒng)上，如果能將GSM900M的頻段分出一段給TD－SCDMA系統(tǒng)，則可以提高TD網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果。
900MHz頻段提升TD覆蓋效果
TD-SCDMA主要使用的是2GHz頻率，GSM網(wǎng)絡(luò)則使用的是900MHz頻率。根據(jù)自由空間電波損耗公式推算，同等距離TD-SCDMA系統(tǒng)的空間損耗比GSM900M系統(tǒng)大7dB左右。而且TD的頻率遠遠高過GSM900M,綜合無線信號繞射能力、空間損耗、穿透損耗，整體能力比GSM差，因此TD基站覆蓋能力比GSM弱得多。
GSM每載頻占用的無線帶寬為200k，TD-SCDMA每載頻占用1.6M帶寬。GSM在組網(wǎng)的同時需要考慮BCCH與TCH的頻率復(fù)用問題，需要在基站容量與C/I上作出平衡，因此衍生出很多頻率復(fù)用技術(shù)。采用N頻點技術(shù)的TD-SCDMA組網(wǎng)只需考慮主載頻上公共信道的頻率復(fù)用，規(guī)劃時滿足鄰區(qū)間主載頻異頻需求即可。
根據(jù)TD網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)原則，在5M帶寬下，TD網(wǎng)絡(luò)的基站最大配置可為S333,以12.2kbps語音業(yè)務(wù)為例，其擴頻因子為8，共有8個相應(yīng)的擴頻碼，一個時隙最多支持8個語音業(yè)務(wù)用戶?？紤]上下行對稱業(yè)務(wù)，單載頻的語音用戶可以達到23個(去掉控制信道占用的信道)；三載頻的小區(qū)用戶可以達到71個，單站可達213個用戶。而在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上開啟了HSDPA功能，單載頻可提供1.6Mbps下載速率，單站可提供的下載速率為13.4Mbps。
在900MHz頻段，如果以6M的帶寬來組網(wǎng)，按照GSM系統(tǒng)的組網(wǎng)原則，采用不同頻率復(fù)用下GSM基站的最大配置為S444,以語音業(yè)務(wù)為例，每個載波可以提供8個語音時隙，則單小區(qū)可提供31個，單站可達93個用戶。如果都為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，每個載頻理論最大速率為473.6kbps，則S444基站最大吞吐率則為5.6Mbps。
由以上分析得知，在覆蓋能力上由于TD使用的頻率高，覆蓋能力低于GSM，在支持的語音用戶數(shù)、單用戶的下載速率等方面都強于GSM。
既然在幾乎相同的無線帶寬條件下，TD-SCDMA在語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持上都強于GSM,那么在GSM用戶向TD遷移時，我們可以將GSM900M的5MHz頻率給TD,這樣既可以發(fā)揮TD的容量優(yōu)勢，又避免了覆蓋弱的弊端。而且由于GSM是FDD模式，相當于給了TD網(wǎng)絡(luò)10M的帶寬，容量則可以再擴大一倍。一旦TD的覆蓋問題解決了，那么G3用戶將會長時間駐留在TD網(wǎng)絡(luò)，2G與3G的切換則會減少，會更多地分流GSM業(yè)務(wù)，減輕GSM網(wǎng)絡(luò)的壓力。如果TD-SCDMA能順利使用900MHz頻率，那平緩演進到TD-LTE也可以使用這個頻率。
TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力有待提高
2009年年初，我國發(fā)放了第三代移動通信(3G)牌照。中國移動肩負起我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的3G標準TD-SCDMA建設(shè)運營的任務(wù)。面對光榮而艱巨的歷史重任，中國移動在政府有關(guān)部門的指導和支持下，堅定信心，迎難而上，全心全意、千方百計發(fā)展TD-SCDMA，全面開展TD-SCDMA建設(shè)工作，通過三年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為實現(xiàn)TD-SCDMA商業(yè)運營打下了堅實基礎(chǔ)。2010年TD網(wǎng)絡(luò)擴容工程結(jié)束后，全國TD基站達到約22萬個，其中宏基站12.5萬個，室內(nèi)分布基站9.5萬個，載頻168萬個，基本實現(xiàn)了縣以上城市TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋，業(yè)務(wù)覆蓋率超過60%。但是，目前中國移動發(fā)展3G網(wǎng)絡(luò)面臨一系列問題。
首先，TD－SCDMA組網(wǎng)頻率較高，覆蓋深度和廣度不足。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)目前使用的主要頻率為2010MHz～2025MHz，該頻段從空間傳播和穿透損耗上都與GSM900MHz有著比較大的差異，導致TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度和廣度不足，優(yōu)勢無法發(fā)揮。
其次，2G與3G切換重選不夠成熟。中國移動在完成TD四期工程后覆蓋了全國縣城及以上區(qū)域，在2G與3G切換重選方面遵循以下原則：3G到2G為自動切換，2G到3G為重選入網(wǎng)。由于3G到2G為自動切換，2G的GSM網(wǎng)絡(luò)屬于“硬切換”，如果需要切換的目標站無空閑信道，則會切換失敗，發(fā)生掉話。2G到3G為重選入網(wǎng)，在3G覆蓋區(qū)內(nèi)如果用戶要切換到GSM網(wǎng)絡(luò)，馬上會發(fā)生位移，重新回到3G網(wǎng)絡(luò)的強覆蓋區(qū)，此時如果進行2G到3G的重選，可能發(fā)生掉話，且短時間脫網(wǎng)，造成被叫無法接通。
再次，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)利用率太低，分流GSM數(shù)據(jù)話務(wù)不明顯。大量的G3手機用戶長期使用GSM，造成了TD網(wǎng)絡(luò)無線利用率低，GSM網(wǎng)絡(luò)擴容壓力巨大。
究其原因，TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋不良應(yīng)為主要原因，造成用戶在TD網(wǎng)絡(luò)駐留時間短，話務(wù)量小，而且又產(chǎn)生了過多的重選和切換，造成了客戶感知差。若能使TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋的深度和廣度得到極大提升，則中國移動3G客戶的經(jīng)營才能得到保證，也能使我國自主創(chuàng)新的標準得到最大限度的驗證。
3G網(wǎng)絡(luò)頻譜分析
從ITU頻譜規(guī)劃情況和國際上3G運營情況看，3G頻譜的國際規(guī)劃以FDD為主，TDD方式的頻譜規(guī)劃明顯較少。在已具體分配頻段中(主流分配方式)，F(xiàn)DD頻譜480MHz(240MHz×2)，分布在700MHz～2690MHz范圍內(nèi)；TDD分配只局限于1900MHz～1920MHz、2010～2025MHz和2570MHz～2620MHz的85MHz頻段。
我國在頻率規(guī)劃中充分考慮了對TDD技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持，在國內(nèi)已為3G規(guī)劃的共565MHz之中，TDD共計獲得155MHz頻率。但是，TDD劃分頻段除2010MHz～2025MHz可用外，其他頻段均存在一定的問題，例如1880MHz～1900MHz受到PHS一定程度的干擾；1900MHz～1920MHz被PHS所占用；2300MHz～2400MHz目前暫被定位等業(yè)務(wù)占用。
從目前頻率的分配來看，TD－SCDMA只能在2GHz波段上進行組網(wǎng)建設(shè)，短時間難以獲得傳播特性較好的低端P頻段。目前中國移動使用的P頻段主要在GSM900M(890MHz～909MHz共19MHz)系統(tǒng)上，如果能將GSM900M的頻段分出一段給TD－SCDMA系統(tǒng)，則可以提高TD網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果。
900MHz頻段提升TD覆蓋效果
TD-SCDMA主要使用的是2GHz頻率，GSM網(wǎng)絡(luò)則使用的是900MHz頻率。根據(jù)自由空間電波損耗公式推算，同等距離TD-SCDMA系統(tǒng)的空間損耗比GSM900M系統(tǒng)大7dB左右。而且TD的頻率遠遠高過GSM900M,綜合無線信號繞射能力、空間損耗、穿透損耗，整體能力比GSM差，因此TD基站覆蓋能力比GSM弱得多。
GSM每載頻占用的無線帶寬為200k，TD-SCDMA每載頻占用1.6M帶寬。GSM在組網(wǎng)的同時需要考慮BCCH與TCH的頻率復(fù)用問題，需要在基站容量與C/I上作出平衡，因此衍生出很多頻率復(fù)用技術(shù)。采用N頻點技術(shù)的TD-SCDMA組網(wǎng)只需考慮主載頻上公共信道的頻率復(fù)用，規(guī)劃時滿足鄰區(qū)間主載頻異頻需求即可。
根據(jù)TD網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)原則，在5M帶寬下，TD網(wǎng)絡(luò)的基站最大配置可為S333,以12.2kbps語音業(yè)務(wù)為例，其擴頻因子為8，共有8個相應(yīng)的擴頻碼，一個時隙最多支持8個語音業(yè)務(wù)用戶?？紤]上下行對稱業(yè)務(wù)，單載頻的語音用戶可以達到23個(去掉控制信道占用的信道)；三載頻的小區(qū)用戶可以達到71個，單站可達213個用戶。而在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上開啟了HSDPA功能，單載頻可提供1.6Mbps下載速率，單站可提供的下載速率為13.4Mbps。
在900MHz頻段，如果以6M的帶寬來組網(wǎng)，按照GSM系統(tǒng)的組網(wǎng)原則，采用不同頻率復(fù)用下GSM基站的最大配置為S444,以語音業(yè)務(wù)為例，每個載波可以提供8個語音時隙，則單小區(qū)可提供31個，單站可達93個用戶。如果都為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，每個載頻理論最大速率為473.6kbps，則S444基站最大吞吐率則為5.6Mbps。
由以上分析得知，在覆蓋能力上由于TD使用的頻率高，覆蓋能力低于GSM，在支持的語音用戶數(shù)、單用戶的下載速率等方面都強于GSM。
既然在幾乎相同的無線帶寬條件下，TD-SCDMA在語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持上都強于GSM,那么在GSM用戶向TD遷移時，我們可以將GSM900M的5MHz頻率給TD,這樣既可以發(fā)揮TD的容量優(yōu)勢，又避免了覆蓋弱的弊端。而且由于GSM是FDD模式，相當于給了TD網(wǎng)絡(luò)10M的帶寬，容量則可以再擴大一倍。一旦TD的覆蓋問題解決了，那么G3用戶將會長時間駐留在TD網(wǎng)絡(luò)，2G與3G的切換則會減少，會更多地分流GSM業(yè)務(wù)，減輕GSM網(wǎng)絡(luò)的壓力。如果TD-SCDMA能順利使用900MHz頻率，那平緩演進到TD-LTE也可以使用這個頻率。
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