經(jīng)過3年的建設,中國移動的3G網(wǎng)絡已實現(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)絡使用900M頻率呢?
TD網(wǎng)絡覆蓋能力有待提高
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)權的3G標準TD-SCDMA建設運營的任務。面對光榮而艱巨的歷史重任,中國移動在政府有關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建設工作,通過三年的網(wǎng)絡建設,為實現(xiàn)TD-SCDMA商業(yè)運營打下了堅實基礎。2010年TD網(wǎng)絡擴容工程結束后,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)絡覆蓋,業(yè)務覆蓋率超過60%。但是,目前中國移動發(fā)展3G網(wǎng)絡面臨一系列問題。
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,馬上會發(fā)生位移,重新回到3G網(wǎng)絡的強覆蓋區(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)絡利用率太低,分流GSM數(shù)據(jù)話務不明顯。大量的G3手機用戶長期使用GSM,造成了TD網(wǎng)絡無線利用率低,GSM網(wǎng)絡擴容壓力巨大。
究其原因, TD網(wǎng)絡覆蓋不良應為主要原因,造成用戶在TD網(wǎng)絡駐留時間短,話務量小,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,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用技術。采用N頻點技術的TD-SCDMA組網(wǎng)只需考慮主載頻上公共信道的頻率復用,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)絡的組網(wǎng)原則,在5M帶寬下,TD網(wǎng)絡的基站最大配置可為S333,以12.2kbps語音業(yè)務為例,其擴頻因子為8,共有8個相應的擴頻碼,一個時隙最多支持8個語音業(yè)務用戶??紤]上下行對稱業(yè)務,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,采用不同頻率復用下GSM基站的最大配置為S444,以語音業(yè)務為例,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,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,2G與3G的切換則會減少,會更多地分流GSM業(yè)務,減輕GSM網(wǎng)絡的壓力。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。