摘要：无线专网的建设离不开网络规划的研究。无线专网因为有其特殊的频率、以及业务流程，需要有针对性的开展相关的规划研宄。本文主要对如何进行TD-LTE无线专网的规划是本文的重点研究内容。
关键词：TD-LTE；无线专网；规划；性能
1无线专网特性
目前主要采用的是光纤通信方式、无线公网方式、无线专网方式，但是光纤通信接入具有成本高、施工周期长、建设工程大、后期维护麻烦等问题，并且光纤通信覆盖面小、资源利用率低，难以满足电力业务的高需求多终端的要求。无线公网通信方式则存在安全性、可靠性、实时性、宽带资费、覆盖率等方面的问题。相对于光纤通信方式和无线公网通信方式，无线专网通信方式具有以下优势：
（1）施工难度较低：无线专网基站和终端一般都是安装于自有物业，无需和其他部门进行协调沟通，因此施工协调难度低也不会破坏环境的原有建设与规划，并且基站的建设可以依附于高楼或者自有设备，无需重新再建设基站，具有施工成本低、周期短、难度低等优势。
（2）系统抗毁性较高：由于无线专网通信的传播载体为无线电波和无线设备是依附于自有设备上，无线电波和电力自有设备均对各种自然灾害和人为破坏具有很强的抗毁性。即使在大面积部署后遇到自然灾害或者人为破坏，也可以快速恢复通信，无线专网具有恢复难度低、恢复周期短的优势。
（3）系统可维护性较好：当无线专网系统出现故障，网管可将问题迅速定位到每个终端，并且由于无线网络传播载体为无线电波的缘故，因此可以更加精准的定位到问题，进行问题的精准修复，具有系统后期可维护性较好、修复工作量较小的优势。
（4）系统可扩展性较强：无线网络建设不易受地域、环境和距离的限制，因此具有扩展性好、扩展规划易、扩展周期短等优势，切合于未来电力业务大面积扩展的趋势，方便进行大规模扩展。
（5）服务质量优：无线专网在网络资源分配、业务服务、优化调整、维护管理等方面都可以根据不同的需要进行实时自我调配，因此在响应及时性、服务质量等方面优于其他通信方式。
（6）安全优势：无线专网可根据业务安全需求在核心网、基站、终端等多个层面采取安全措施，全面综合提升无线通信安全性；因此具有很强的安全性。
因此，无线专网通信方式以其安全可靠、投资节约、灵活易用、扩展性强、性能优良等特点，充分适用于特殊业务和高需求，故无线专网通信方式将是未来的趋势。
2 TD-LTE无线专网规划流程
TD-LTE无线网规划流程一般分为规划的前期准备、预规划和详细规划三个阶段。规划的前期准备阶段需要完成规划的需求分析， 用户业务模型的确定以及无线传播模型的校正工作。预规划阶段主要完成无线网的覆盖估算、容量估算以及站址规划。详细规划阶段主要完成覆盖规划、容量仿真以及参数规划，并通过无线网络系统仿真，对无线网络规划的整体性能进行评估。
（1）需求分析
在需求分析阶段， 首先需要明确建网策略， 提出本期网络相应的建网指标体系， 并通过调研， 搜集、分析和整理现网基站基础数据、地理信息数据、业务发展需求数据。这些数据将作为无线网络规划的依据。
（2）网络规模估算
网络规模估算的目的是确定出相对比较具体的 TD-LTE 网络建设基本规模，这一步主要是通过覆盖估算和容量估算这 2 个维度来确定的。具体做法是根据当地的无线网络传播模型和现有的基站分布情况，确定不同区域内的小区覆盖半径和未来TD-LTE 网络的覆盖状况，从而估算出满足既定覆盖要求的基站数量。容量估算是在分析一定时隙及配置条件的前提下，对 TD-LTE 网络可承载的系统容量进行分析和估算。通过网络规模估算，得出一个比较明确的方案和数据，以便后续规划任务的顺利开展和执行。
（3）站址规划
站址规划阶段，首先要根据覆盖估算和容量估算得出的网络规模建议值，同时结合规划目标区域的地理资源情况，初步确定理论上优化且可行的基站布局。然后需要通过现场实际勘察和已布局网络的情况进行最终可行性分析，最终确定站址布局。目前TD-LTE网络站址规划主要考虑和TD-SCDMA共站址，原因是目前由于社会环境和成本等原因很难再建立新基站。
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（4）网络仿真
根据初步的站址规划结果， 将站址规划方案作为无线网络规划仿真工具的参数输入，然后进行无线网的覆盖性能和容量性能仿真分析。通过对仿真工具的输出结果进行分析，评估已有的规划方案是否能满足无线网络的覆盖及容量目标要求。如果存在部分区域无法满足目标要求，则需要对规划方案进行调整修改，重新进行规划仿真。需要经过多次调整及仿真， 最终使规划方案满足无线网络覆盖规划和容量规划目标。
（5）无线参数规划
利用无线网规划仿真工具进行详细规划评估后，输出详细的无线参数，从而完成TD-LTE无线网规划工作。在无线网规划仿真中获得的无线参数将作为网络规划方案的输出，供后续的网络工程设计及优化使用。
3 TD-LTE无线专网性能
3.1 TD-LTE 无线网络的覆盖特性
相较于 3G 网络技术而言，TD-LTE 无线网络技术要更加先进，其属于 4G移动通信系统，自带覆盖规划。而对于TD-LTE 无线网络覆盖规划来说，提供一定速率的数据业务是TD-LTE 无线网络覆盖规划的重要目标。对于3G 业务来说，其电路域CS64kbit/s 是主要特点，但其覆盖能力较低， 用户对RB资源数的分配会对覆盖能力带来较大的影响。系统载波宽带有着固定特性，接收机会产生噪声，这些都是3G 无线网络中的问题。而对于TD-LTE系统来说，用户对RB资源数的分配会对数据速率产生一定的影响，随着给用户分配RB资源数的增加，会提升用户的数据率，占用的频带总宽带较高，从而会提升接收端的噪音产生效率。
3.2 TD-LTE 无线网络的容量特性
容量指在无线网络系统中所能够承载的用户数以及吞吐量等指标。对于TD-LTE系统而言，容量评估指标可以区分为控制信道以及业务信道两类评估内容。控制信道相关的容量相关内容包括同时调度用户数、同时在线用户数等指标，业务信道相关的容量目标包括小区平均吞吐率、小区边缘吞吐率以及VoIP用户数等。
（1）TD-LTE调度用户数：TD-LTE调度用户数主要取决于上、下行控制信道的容量。上行调度的用户数主要受限于PRACH（物理随机接入信道）、PUCCH（物理上行控制信道）、SRS（探测用参考信号）；下行调度的用户数主要受限于PCFICH信道、PHICH信道和PDCCH信道容量，综合各个控制信道的分析结果，TD-LTE在20MHz带宽下，最大可支持的调度用户数为80个。
（2）TD-LTE在线（激活）用户数：由于数据业务具有非持续性的突发特性，因此在线用户不需要每帧都进行调度，动态调度算法会保证在线用户在需要数据传输时及时地为用户分配实际的空口传输资源，同时在线用户数主要由业务特征及设备能力决定。从设备能力的范畴，TD-LTE在20MHz带宽内，单小区提供不低于1200个用户同时在线的能力。小区平均吞吐量及边缘吞吐量：从仿真结果分析，各厂家系统仿真的结果还是差异较大的，在2.6GHz频段、20MHz带宽、站距500m、每小区10个用户均匀分布的情况下，综合多个厂家的仿真结果平均值为：2天线情况下，小区平均吞吐量为7.8Mbit/s/16.4Mbit/s（上行/下行），边缘用户吞吐量为0.2Mbit/s/0.4Mbit/s（上行/下行）；8天线情况下，容量性能有所提升，小区平均吞吐量为11.7Mbit/s/21.4Mbit/s（上行/下行），边缘用户吞吐量为0.5Mbit/s/0.7Mbit/s（上行/下行）。
（3）VoIP用户数：VoIP容量定义为：某用户在使用VoIP进行语音通信过程中，若98%的VoIP数据包的L2时延在50ms以内，则认为该用户是满意的。如果小区内95%的用户是满意的，则此时该小区中容纳的VoIP用户总数就是该小区的VoIP容量。假设VoIP用户采用半静态调度，不考虑控制信道限制，综合分析上下行信道，得到20MHz带宽下，VoIP用户最大容量为600个左右。
4结束语
随着我国移动通信发展的加快，TD- LTE技术也是在不断更新发展的，随时分析TD- LTE 规划方式和技术性能是十分有必要的，也是为TD- LTE 走向商用做好准备。
参考文献：
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[4]陈振亮.探析 TD-LTE 无线网络及优化技术［J］.城市建设理论研究（电子版），2014（25）.
论文作者:马伯乐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
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