TD-SCDMA系統(tǒng)的動態(tài)頻率復(fù)用技術(shù)

1、N頻點(diǎn)TD-SCDMA系統(tǒng)中同頻干擾問題

TD-SCDMA系統(tǒng)正在走向商用，并在多個(gè)城市組網(wǎng)測試，TD-SCDMA系統(tǒng)引入的N頻點(diǎn)結(jié)構(gòu)很好地解決了TD-SCDMA系統(tǒng)中公共信道干擾的問題，使得系統(tǒng)性能得到大幅度提高。N頻點(diǎn)小區(qū)即一個(gè)小區(qū)有N個(gè)連續(xù)載頻，但其中只有一個(gè)作為主載波（具有完整的公共信道），另外的N－1個(gè)頻點(diǎn)主要作為承載業(yè)務(wù)的載頻，稱為輔載波。主輔載波使用相同的擾碼和基本Midamble碼，同一個(gè)用戶的上下行通常配置在同一頻點(diǎn)。各輔載波的TS0不使用，主輔載波上下行切換點(diǎn)一致。N頻點(diǎn)小區(qū)實(shí)際是一個(gè)邏輯小區(qū)，但在無線資源上多了一維頻率參數(shù)，在增加無線資源管理（RRM）靈活性的同時(shí)也增加了組網(wǎng)的復(fù)雜度。

雖然TD-SCDMA系統(tǒng)引入N頻點(diǎn)技術(shù)可以解決公共信道的同頻干擾問題，但是該技術(shù)并沒有對用戶專用信道的同頻干擾問題進(jìn)行優(yōu)化，理論分析和實(shí)際測試結(jié)果都表明N頻點(diǎn)小區(qū)的組網(wǎng)存在比較嚴(yán)重的業(yè)務(wù)信道的同頻干擾問題。在此框架下，即使主載波異頻，也不能保證輔載波與各個(gè)鄰區(qū)的主輔載波異頻，這樣在小區(qū)邊界處存在比較嚴(yán)重的同頻干擾，如圖1所示。在相鄰小區(qū)的相同頻點(diǎn)上，終端用戶的專用業(yè)務(wù)信道之間還是會存在比較嚴(yán)重的同頻干擾問題，比如小區(qū)A和B的F1工作頻點(diǎn)上的處于小區(qū)切換帶的兩個(gè)用戶間就存在比較強(qiáng)的同頻干擾問題，將導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的嚴(yán)重下降和網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)的嚴(yán)重惡化。同樣道理，小區(qū)B和小區(qū)C在工作頻點(diǎn)F2以及小區(qū)C和小區(qū)A在工作頻點(diǎn)F3都有可能存在比較強(qiáng)的同頻干擾。

在CDMA系統(tǒng)中，同頻干擾是一個(gè)比較關(guān)鍵的問題。解決了同頻干擾問題，對于提升CDMA系統(tǒng)的容量、網(wǎng)絡(luò)KPI水平具有重要的意義。尤其在TD-SCDMA系統(tǒng)中，同頻干擾的危害更為嚴(yán)重，由于TD-SCDMA系統(tǒng)使用較短的偽隨機(jī)碼，因此小區(qū)間干擾不能被簡單地看成白噪聲，干擾的一致性較差，對無線鏈路的影響大于同等功率的白噪聲，所以要提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)KPI，降低同頻干擾就尤為關(guān)鍵。N頻點(diǎn)組網(wǎng)提供了通過無線資源分配策略調(diào)整頻點(diǎn)間同頻干擾的可能，如果充分利用將為系統(tǒng)帶來好處。

2、動態(tài)頻率復(fù)用技術(shù)TFFR

TD-SCDMA系統(tǒng)由于采用了下行同步、上行同步、智能天線和聯(lián)合檢測等增強(qiáng)技術(shù)，可以有效地降低和抑制小區(qū)內(nèi)的同頻干擾。小區(qū)間的同頻干擾在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，卻無法得到有效控制，而小區(qū)間同頻干擾最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)樾�區(qū)的邊緣，尤其是兩小區(qū)之間的切換帶內(nèi)�；�于動態(tài)頻率復(fù)用的TFFR（TD-SCDMA軟頻率復(fù)用）算法，正是為了有效抑制小區(qū)間同頻干擾，尤其是小區(qū)間切換帶內(nèi)的同頻干擾而設(shè)計(jì)的，可以有效提升TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能。

TFFR算法在N頻點(diǎn)的架構(gòu)和有限的載波資源條件下，為了減少小區(qū)之間的同頻干擾，考慮通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的算法為小區(qū)內(nèi)不同終端選擇不同的駐留載波。通過軟頻率復(fù)用技術(shù)設(shè)置小區(qū)內(nèi)切換帶，即主載波和輔載波間的切換帶。網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)終端上報(bào)的測量報(bào)告，動態(tài)調(diào)整終端的工作頻率，使得處在小區(qū)邊緣的終端工作在主載波上，處在小區(qū)中心區(qū)域的終端盡量工作在輔載波上，保證處于小區(qū)間的終端盡量工作在異頻環(huán)境，從而起到降低同頻干擾的目的。

動態(tài)頻率復(fù)用技術(shù)保留N頻點(diǎn)的基本特性，即將公共信道只配置在N頻點(diǎn)的主載波上。N頻點(diǎn)主載波全網(wǎng)連續(xù)覆蓋，是小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)載波，相鄰小區(qū)的主載波盡量保證相互異頻。N頻點(diǎn)小區(qū)的其余頻點(diǎn)為輔載波，是小區(qū)中心區(qū)域的服務(wù)載波。

TFFR算法通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線資源管理算法在相鄰小區(qū)的覆蓋邊界處實(shí)現(xiàn)一個(gè)“同頻隔離帶”，最大限度地降低同頻干擾。網(wǎng)絡(luò)側(cè)對UE駐留載波進(jìn)行動態(tài)選擇，與鄰區(qū)同頻點(diǎn)的相互干擾大大降低；保證小區(qū)間的切換盡量是異頻切換，提高切換成功率，同時(shí)能明顯提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較高時(shí)的服務(wù)質(zhì)量。

同時(shí)TFFR算法通過動態(tài)調(diào)整同頻隔離度，考慮了不同載波間的負(fù)荷均勻問題，確保不出現(xiàn)負(fù)荷不均的問題，即力求同頻干擾抑制效果和小區(qū)負(fù)荷均勻兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的均衡。當(dāng)主載波負(fù)載較高，UE移動時(shí)，RNC將不再將UE切到主載波，而是保持業(yè)務(wù)直到小區(qū)邊界后，直接將其切換到鄰區(qū)，所以又稱為軟覆蓋算法。因此在最壞情況下，用戶業(yè)務(wù)集中在主載波上時(shí)，軟覆蓋算法對同頻干擾抑制效果最差，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)容量、掉話率等性能仍然與關(guān)閉TFFR軟覆蓋算法時(shí)的網(wǎng)絡(luò)性能相當(dāng)。

3、N頻點(diǎn)組網(wǎng)策略下的TFFR

在N頻點(diǎn)框架下采用了主載波異頻，但仍然存在兩個(gè)小區(qū)的輔載波同頻或者某個(gè)小區(qū)的輔載波與鄰區(qū)的主載波同頻的情況，為了分別得出輔載波之間的同頻干擾程度和輔載波與主載波之間的同頻干擾程度以及在這兩種場景下TFFR算法所能提升的性能，可以使用以下兩種頻率配置方案，如圖2、圖3所示，每個(gè)小區(qū)內(nèi)第一個(gè)為主載波，其余為輔載波。

如圖2所示，相鄰小區(qū)主載波異頻，輔載波同頻，可能會出現(xiàn)以下情況：在A小區(qū)邊緣的用戶a很可能駐留在F2頻率上，與此同時(shí)，B小區(qū)邊緣的用戶b也可能駐留在F2頻率上。如前文描述，此時(shí)用戶a和b之間構(gòu)成了同頻干擾，如果類似a、b這樣的用戶不止兩個(gè)，則在小區(qū)邊緣形成很強(qiáng)的同頻干擾帶，造成網(wǎng)絡(luò)KPI急劇惡化。當(dāng)打開T F FR功能后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)UE的測量判決小區(qū)邊緣的用戶工作在異頻載波，如用戶a工作在F1，用戶b工作在F4，同頻干擾帶不復(fù)存在，抑制了同頻干擾。

如圖3所示，相鄰小區(qū)“主輔載波頻點(diǎn)互配”，即A小區(qū)的主載波頻點(diǎn)為B小區(qū)的輔1載波頻點(diǎn)，B小區(qū)的主載波頻點(diǎn)為A小區(qū)的輔1載波頻點(diǎn)，在這種頻率配置下，小區(qū)邊緣的用戶a和b很可能工作在同一個(gè)頻點(diǎn)下，如F1，此時(shí)同頻率配置方案1，小區(qū)邊緣形成同頻干擾帶造成網(wǎng)絡(luò)KPI惡化。當(dāng)打開TFFR功能后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)判決小區(qū)邊緣的用戶工作在異頻載波，如用戶a工作在F1，用戶b工作在F2，起到抑制同頻干擾的效果。

對于移動用戶， 在同頻干擾較強(qiáng)下發(fā)生小區(qū)間切換時(shí)，由于切換用戶發(fā)射功率的抬升引起目標(biāo)小區(qū)用戶發(fā)射功率抬升，對源小區(qū)用戶干擾增大，使得源小區(qū)用戶發(fā)射功率進(jìn)一步提高，反過來又導(dǎo)致目標(biāo)小區(qū)干擾增大，在這種相互作用下，當(dāng)功率的抬升不足以補(bǔ)償路損及干擾的影響時(shí)就會導(dǎo)致切換用戶掉話。當(dāng)TFFR算法打開之后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)算法在相同載波之間形成一個(gè)“同頻隔離帶”，主輔載波間的切換在小區(qū)內(nèi)完成，而在小區(qū)間切換發(fā)生時(shí)，只會存在異頻切換，這樣就避免了同頻干擾帶來的切換失敗的隱患。

4、結(jié)束語

目前在N 頻點(diǎn)組網(wǎng)的情況下仍然存在同頻干擾，在沒有引入合理的專用業(yè)務(wù)信道同頻干擾抑制技術(shù)的TDSCDMA系統(tǒng)中，同頻干擾將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)KPI的嚴(yán)重下降。在引入TFFR算法后，KPI能夠得到有效改善，尤其是在同頻干擾嚴(yán)重的小區(qū)間切換帶區(qū)域，TFFR能夠通過算法降低甚至消除小區(qū)間的同頻干擾帶。當(dāng)負(fù)載達(dá)到一定程度時(shí)，對于小范圍移動或靜止的用戶，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)TFFR算法將其駐留在不同的載波，降低相互間的同頻干擾；對于移動用戶，通過TFFR算法，能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)間切換完全異頻，有效隔離同頻干擾，網(wǎng)絡(luò)KPI有明顯提升。