TD-SCDMA系统多频点组网设计

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。

1.3.3分层次进行频点规划

多频点组网时，频点规划也是一个重要部分。合理的频点规划方案对于多频点组网系统来说可以最大程度提高系统的性能。基于多载波同频组网的N频点技术和同心圆技术，为了更大的提高系统性能，有效减小业务信道上的同频干扰，可以采用分层次进行频点规划的方案。此规划方案的主要思想是将小区由中心到边缘分成几层（例如2层），每一层采用不同的频点分配方案。相邻小区主频点采用的是异频组网的方式，且有导频信道的主频点实现全小区覆盖，其业务信道优先服务于外层用户；其他频点称为辅载波，相对于主频点收缩，业务信道优先服务于内层用户。这样相邻小区包含相同频点的辅频点就得到一定的隔离，相邻小区的交叉区域 --小区外层也属异频干扰，同频干扰降低，系统性能得到提高[3-4]。

如图5所示，黄色区域是辅载波收缩区域--小区内层，白色区域是小区外层，采用辅载波收缩的N频点技术，进行分层次频点规划后，相邻小区交叉区域的用户受到的同频干扰减小，这样它们的切换成功率，服务质量(QOS)等性能指标都会有一定的提高。

2 仿真验证

2.1 仿真假设

我们以5MHz频带，3个频点进行分层规划的方案建模，采用通用移动通信系统(UMTS)30.03 中定义的经典模型环列，每个小区有3个频点，相邻小区主频点不同，交叉包含在辅载频中[5]。如图6所示，红色圆环将小区分成两层，每个小区的辅频点收缩到内层首先为内层用户提供资源；外层用户首先接入主频点，这样相邻小区采用异频切换，同频用户得到有效隔离。

仿真中采用移动模型（移动速率为12 km/h，其他参考协议规定）。切换采用基于电平的切换，切换冗余取1 dB，开启开环，闭环，外环功控，开启负载控制。

2.2 主要仿真参数

仿真中放置900个用户，每个用户都持续通话200s，其他主要参数如表1所示。

3 性能结果

3.1 性能比较

经过仿真采用不采用该方案的2种情况，我们得到主要的性能结果如表2所示。

旧方案指的是不采用频率分层规划的方案，在一个小区内，没有内外层的划分，用户随即接入任意一个有资源的频点。新方案是采用辅载波收缩的分层次频率规划方案，外层用户优先接入主频点，内层用户接入辅载频。由表2我们可以看到：采用新方案后系统的发射功率和接受干扰都有所下降掉话率减小，系统性能有了较大的提升。

并且辅载波收缩的区域范围不同，即内层半径取不同值时，采用新方案后的系统性能也会因此有所差别。随着内层半径收缩，同频点复用距离也随之增加，用户同频干扰减小，用户的发射功率，系统的掉话率等都将有很大的改善，仿真验证结果如表3所示。

3.2 新算法改进

虽然采用分层次频点规划的组网方式进行仿真，系统性能有了一定的提高，但是，当用户多处于小区边缘或小区外层时，用户将首先接入主频点，直至主频点没有资源提供，这样会使主频点重负载，辅频点轻负载或无负载，新算法性能优势无法体现，甚至会出现掉话的后果。所以需要找到一种可以解决用户特殊分布场景时的改进方案[6]。基于这种考虑，我们对新算法做了进一步改进，在辅载波中另外选取1个频点作为中间频点，在主频点资源较多时，中间频点作为正常辅频点，收缩于内层小区；当主频点剩余资源很少，过多用户接入会对系统性能产生影响时，中间频点可以作为主频点的补充为外层用户提供资源接入。这样既可以保证同频干扰得到有效隔离，又同时可以保证在一些特殊用户分布情况下的系统性能。

假设仿真条件是两个相对的小区，小区半径为500米，R4时隙最大发射功率30 dBm。每个小区3个频点，只在小区外层各放置40个用户。仿真结果见表4

当然对于改进的新方案，相邻小区中间频点的选择是关键，它要求相邻小区的中间频点尽量遵循有效隔离同频干扰的原则。从仿真结果可以看出，合理的中间频点的选择将有效提高系统性能，节约功率