徐东升　孙健　张泰

摘 要：TD-LTE技术是在TD-SCDMA的基础上发展而来的一种长期演进版本，在容量分析与规划方面有其自身的特点，本文论述了影响TD-LTE网络容量的两个重要因素-最大可调度用户数及上行信道容量，首先从理论的角度分别进行分析论述，紧接着又通过实际数据参数对分析方法进行的验证，研究分析可用于解决TD-LTE网络规划中的容量问题。

关键字：TD-LT；网络规划；最大可调度用户数；上行信道容量

本文系2015年保定市科学技术研究与发展指导计划项目“TD-LTE移动网络规划研究”（编号：15ZG004）的研究成果

TD-LTE技术是在TD-SCDMA的基础上发展而来的一种长期演进版本，经过TD-SCDMA的基础上采用单载波的HSDPA技术，使下行速率提高到2.8Mb/s，而后通过采用多载波的HSDPA技术使其速率提高到7.2Mb/s，接着通过采用HSDPA+使其速率超过10Mb/s，并结合MIMO技术，将下行速率提高到100Mb/s，上行50Mb/s的最终解决方案。因此，从某种意义上看，TD-LTE与TD-SCDMA在网络规划阶段既有很多相似之处，又有其自身的特点。本文通过对TD-LTE组网后的容量和流量分析，为TD-LTE移动网络规划提供一种思路参考。

1 容量、流量分析在网络规划中作用

一般情况下TD-SCDMA无线网络规划流程可以分为五个阶段：需求分析、网络规模估算、站址规划、网络仿真、无线参数规划。其中网络规模估算根据需求分析得出结果并为后期的选址、仿真出参数奠定基础，是整个规划流程中起到承上启下的关键作用，同样在TD-LTE组网的过程中同样要进行以上五个阶段，而对TD-LTE进行网络规模估算中的重点和难点是TD-LTE系统容量、流量的分析。

2 容量、流量分析

TD-LTE采用RB分组的共享方式进行数据传输，即使是语音也通过VoIP共享空口资源。因此，对于TD-LTE的系统容量、流量分析不能簡单通过用户数来评估，而是对最大同时可调度用户数、上下行信道容量等指标来评估。

（1）最大可调度用户数

TD-LTE系统中，多用户调度共享上下行业务信道进行传输，因此对于不要求GBR和延迟性能的数据业务，理论上系统所支持的用户数目是不受限制的，而作为未来运营商主推的VoIP业务由于对GBR和延迟参数的要求，因此系统所能够支持的VoIP用户总数受限。即受限制的是一个TTI内同时得到调度的用户数目，因此系统容量可以理解为TTI内最大调度用户数目（与带宽、天线数、CFI有关），而用户数目是受控制信道、业务信道可用的RB资源数目所限制的，即PDCCH（包含PHICH、PCFICH）信道可用的CCE个数。其中最大可调度的用户数量的理论公式为：

（1）

其中：N——可调度的用户数

——每条PHICH可复用的UE数

——每条PCFICH的CCE占用数

——每用户PDCCH数

——可用的CCE数

其中一个对称业务的用户需要2条PDCCH，传输上下行调度控制信息。其中PHICH每条占用一个CCE，最多复用8个UE；而PCFICH用以指明给定带宽和天线配置下可用的CCE个数。具体可用数量取决于天线数、带宽（RB数）和CFI值，其中CFI用来指示一个子帧用于PDCCH传输的OFDM 符号个数，对于普通的TDD子帧来说，在不支持多播广播信息传输时，一个用户发送的 PDCCH 最大数目取3。

对理论公式进行整理得到：

（2）

（2）上行信道容量分析

TD-LTE上行信道包括 PUCCH 和 PUSCH 等。PUCCH占用1个RB，其容量比较简单。而PUSCH用于承载上行业务数据，其信道容量与具体的调度方式、系统带宽、TDD配置等因素相关。对VoIP业务采用半静态调度，主要使用小区支持的满意VoIP用户数来衡量，一般情况下，某用户在使用 VoIP 进行语音通信时，若98%的数据包时延在50 ms以内，则认为该用户是满意的。而如果小区内 95%的用户是满意的，则认为该小区所能容纳的VoIP用户总数为该小区的VoIP容量。

由于VoIP采用半静态调度，可以不考虑控制信道限制，同时认为系统配置的PHICH反馈信道总能满足用户需求，则可得：

（3）

其中：C——VoIP容量

——激活因子，取0.5

——VoIP用户静默期MAC层包的大小（bit）

——话音用户静默期SID帧传输周期

——VoIP用户再通话期MAC层包的大小（bit）

——半静态调度周期

——半静态调度周期内初传可用的RB数量

——每个用户需要的平均RB数量

——上行时隙配比

3 以保定市某TD-LTE站点为案例进行论证

假设某TD-LTE站点采用双天线、20 MHz系统带宽（100RB）建站，根据一般原则，CFI参数取3，对应的 取88， 表示每条PHICH可复用的UE数，一般取8，对于对称业务，每用户一般占用2条PDCCH，至少占用2个CCE，即 取2， 为每条PCFICH的CCE占用数，取1，则将各个量带入公式（2）得：

= 40

即在2天线模式、20MHz 带宽的条件下，TD-LTE最大可以同时调度约40个用户。

对于12.2 kbit/s的VoIP业务而言，20ms为其半静态调度周期，即TSCH取值20ms；TSID为话音用户静默期SID帧传输周期，取值160ms；SSID在静默期内在MAC层包大小为144bit；SPkt在通话期间在MAC层包大小为328 bit。在20MHz系统带宽内，共有100个RB，假设上行时隙配比为2，即DL∶UL=3∶2，TD-LTE系统为HARQ重传需要预留20%的系统资源，PUCCH 占用 2 个RB，则在20ms 半静态调度周期内初传可用的RB数量为20×（100-2）×（1-20%）=1568，即为NINI_RB的取值。

假设初传需要占用2个RB的用户占50%，需要占用3和4个RB的用户分别占40%和10%，则每个用户初传平均需要的RB个数为2×50%+3×40%+4×10%=2.6，即为N的取值；在上行时隙配比为2的前提下，Rup取值2/5，则根据（3），VoIP容量为

即在2天线模式、20MHz 带宽的条件下，TD-LTE最大可以承载约456个12.2kbit/S的VoIP用户。

4 结束语

影响TD-LTE的系统容量因素有很多，包括最大同时可调度用户数、上下行信道容量、小区峰值吞吐量、小区平均吞吐量等。本文侧重从最大同时可调度用户数、上行信道容量两个指标上进行理论分析，再通过某一具体站点为参数，进行验证，结论证实用户容量与理论分析数值基本一致。

随着TD-LTE网络建设的加快，作为TD-LTE网络建设的重要组成部分，网络规划已成为运营商研究的重要内容。而TD-LTE网络容量分析作为网络规划的关键部分，对TD-LTE网络规划和工程应用研究具有深远意义。

参考文献

[1]肖清华，毛卓华，凌文杰，张建国.TD-LTE容量能力综合分析.邮电设计技术，2012（4）

[2]赵旭凇，张新程，徐德平，张炎炎.TD-LTE无线网络规划及性能分析.电信工程技术与标准化，2010（11）

[3]姜建里，刘洪涛，张博.基于TD-LTE的容量规划研究. 电信技术，2013（12）

作者简介

徐东升，讲师，河北软件职业技术学院计算机应用工程系。

孙健，讲师，河北软件职业技术学院计算机应用工程系。

张泰，讲师，河北软件职业技术学院网络中心。