TD-SCDMA系统多频点组网研究（1） 组网

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在无线通信领域，系统容量和干扰一直是人们比较关心的话题，他们相对立而存在，随着无线通信的发展，如何解决他们的这种对立关系，并从中找到一个合适的切入点，就成为我们未来无线网络规划优化的一个重要任务。其中系统的具体组网技术作为一个重要的指标越来越受到人们的重视，如何提供一个合理的组网方案，可以在尽量避免或减小干扰的情况下最大限度的增加现有的系统容量和性能，逐渐成为研究中的一个焦点。
1多频点组网方式
时分同步码分多址(TD-SCDMA) 作为我国提出的一个3G标准，是频分多址/时分多址/码分多址/空分多址(FDMA/TDMA/CDMA/SDMA)相结合混合多址方式的技术，使用了智能天线，联合检测等新技术，采用时分双工(TDD)双工模式，不需要对称的频段，具有较高的频谱利用率，可以灵活支持非对称数据业务等。其系统载波带宽是 1.6 MHz，相对于宽带码分多址(WCDMA)5 MHz带宽而言，相同带宽上可以提供3个频点，所以相对于其他3G系统，TD-SCDMA系统更容易进行频率规划，使用多频点进行组网。下面我们将对TD-SCDMA系统下的多频点组网方式进行一个简单介绍。
为了能够更清楚地阐明各种组网方案的差异，首先简单介绍一下传统小区的概念。在TD-SCDMA系统里，默认每一个载波扇区为一个独立的小区。用户设备和全球陆上无线接入间的接口(Uu接口)对于无线资源的操作、配置都是针对一个载频进行的，在Iub接口小区建立的过程中一个信元只配置了一个绝对频点号;如果是多载频，则每个载频被当作一个逻辑小区。例如，对于三扇区三载频的情况，则认为有9个逻辑小区，针对每个小区完成独立的操作，也即9个小区发送各自的导频和广播信息，9个载频都必须配置9套完整的公共信道，而其中的广播信道(BCH)、?前向接入信道(FACH)和寻呼信道(PCH)都为全向信道。因此传统小区模式中，对于多载频配置，比较典型的有同频组网和异频组网两种方式[1]。
1.1同频组网
同频组网指的是每个小区都相同的频点数，并且这些频点也相同，每个频点作为一个独立的逻辑小区，有自己的公共控制信道、下行导频信道及独立的广播信道。比如10 MHz带宽上，TD-SCDMA系统最大支持6个频点，进行同频组网频点配置如图1所示。

同频组网可以最大提高系统的频带利用率，在15 MHz带宽内支持9个频点，可以配成S9/9/9的站型，但是这样同一物理环境下存在多个逻辑小区。在业务信道上，我们可以通过智能天线和联合检测等先进技术，保证业务的质量，但是广播信道是全向发射，载频间干扰严重，将严重影响系统的性能和容量。
1.2 异频组网
相对同频组网，异频组网指的是相邻小区的频点采用异频组网的方式。如15 MHz带宽时，对于TD-SCDMA系统包含9个频点，但最大也只能组成S3/3/3站型。如图2所示。

异频组网可以尽量将同频点用户分开，增加频点的复用距离，从而减小频率间干扰，提高系统性能以及容量。它在建网初期用户数较少时，有利于提高用户的服务质量，但是随着用户数的增加，它极低的频谱利用率不利于系统的扩容，而现在频率资源是一个相对比较稀缺的资源，最大限度提高频谱利用率是一个不可避免的问题。
1.3 N频点技术
基于上面的2种组网方式存在的缺陷，后来人们提出了N频点技术：若有多个载频存在就从分配到的N个频点中选择一个作为小区的主频点，其他作为小区的辅频点。N频点技术下的小区划分和传统小区划分有所不同：同一个扇区的N个载频同属于一个逻辑小区。主载频和辅载频使用相同的扰码和训练序列码，这样可以保证在同一个小区内的多个频点具有同小区的身份标志;公共控制信道配置在主载频上，也就是说辅载频上没有公共控制信道，主载频和辅载频上都配置有业务信道;用户的多时隙业务应配置在同一载频上，这一特征可以最大程度地减小终端实现的复杂性;同一用户的上下行配置在同一载频上;主载频和辅载频的上下行转换点配置一致，这一限制是由基站的收发信机特性造成的，如果主载频和辅载频的上下行转换点配置不一致，必定有一些时隙并需要基站的收发信机既发射又接收，这样以来基站的发射信号被该基站接收，造成基站不能正常接收。因为它接收的自己的发射信号将比从远处来的同频终端上行信号大很多，从而将正常的上行信号淹没。在同一扇区内仅在主频点内发送下行导频信息和广播信息，多个频点共用一个导频信道。这样可以减小公共信道的载频间干扰，提高了系统性能，终端初始搜索准确、快速，系统接入、切换成功率显著提高。因此，引入N频点方案，可在较大程度上改善系统的性能并提升频谱利用率。N频点技术可以有2种不同的实现模式：多载波同频异频联合组网方式和多载波同频组网方式。每种组网方式有15 MHz、10 MHz、5 MHz 3种频率规划方案[2]。
1.3.1多载波同频异频联合组网方式
这种组网方式代指的是相邻小区的主频点采用异频组网的方式，辅频点则采用同频组网的方式。如使用15 MHz带宽时，选择3个作为主频点，其他6个作为辅频点。这时，最大可组成S7/7/7站型。如图3所示，红色代表的是主频点，黑色则代表剩余的6个辅频点。

1.3.2多载波同频组网方式
这种组网方式可最大程度地提高频谱利用率，指的是相邻小区的主频点采用异频组网的方式，辅频点也采用异频组网的方式，相邻小区的主频点交叉包含在辅载频中。如使用15 MHz带宽时，最大可组成S9/9/9站型，如图4所示。