一、背景介紹

　　2013年12月4日，國內開啟了4G（第四代移動通信技術）即LTE在中國大陸正式商用的大門。本次官方向中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放了TD-LTE牌照。僅中國移動而言，其2014年目標為建設50萬個基站，預計明年再加20萬個站后接近其GSM二十年部署基站數的90%。

　　技術層面上，中國移動的TD-LTE以八通道雙極化智能天線為主而日本軟銀主要復用PHS（國內又稱小靈通）的八通道圓陣天線，其他LTETDD運營商以兩天線部署為主，同時各家應用的頻譜也不盡相同（大多為B41、B38、B40，只有中國移動以B39作為室外部署主要頻段），結合供貨設備商、采購設備質量、站址條件、應用場景及應用業(yè)務等差異將導致TD-LTE網絡性能和用戶體驗存在差異。因此，自2010年初起在中國大陸上進行實驗室、小規(guī)模外場、大規(guī)模外場、擴大規(guī)模外場、商用后評估等一系列性能研究測試，為TD-LTE全國范圍部署積累商用經驗。

　　本文以中國移動在某省的商用示范片區(qū)為例，針對TD-LTE外場性能方面進行驗證和探討，以期對未來部署和優(yōu)化提供更為準確的參考數據。

　　二、理論分析與需求

　　3G向4G演進的背后驅動力是移動設備新服務的創(chuàng)新和發(fā)展，并通過可用于移動通信系統(tǒng)的技術進步來實現(xiàn)。從通信技術本身來看，LTE相對3G標準是革命性的。為支持以數據交換類型為核心的新業(yè)務，特別是互聯(lián)網產業(yè)帶動的IP業(yè)務，LTE無線接口的主要底層設計參數有［3］：數據速率、延遲、容量等。本文重點關注數據速率。

　　以TD-LTE下行鏈路為例，20MHz系統(tǒng)帶寬、3D:1U時隙配比、10:2：2特殊時隙配置下的物理層理論峰值速率約120Mbps。由于TDD系統(tǒng)的上下行鏈路共享頻譜，因此應當折算為全時頻譜利用的速率，即120Mbps/（4ms/5ms）=150Mbps，經過香農公式迭代計算可得信噪比需求至少為24dB。但從3GPP協(xié)議角度來看，該計算并不嚴謹。為獲得Rel-8標準的理論峰值速率，協(xié)議規(guī)定需要選擇的傳輸塊大小TBsize為75376比特，對應的MCS需要達到28［4］。這里的SINR由基站根據UE的信道質量信息CQI反饋計算得到，并且多高SINR才能影射到MCS28并實現(xiàn)峰值速率傳輸還與系統(tǒng)廠商實現(xiàn)算法和終端解調能力有關。實際網絡中，通常需要30dB左右的信噪比才能獲得理論峰值速率。

　　上述速率為物理層傳輸速率，而實際應用通?？紤]的是PDCP層速率，假定誤塊率BLER為10%，可簡單折算PDCP層速率為物理層傳輸速率的90%。

　　對網絡運營商而言，用戶體驗在流量經營的時代是核心競爭能力之一。因此，愛立信結合全球商用經驗提出了應用覆蓋APPcoverage的概念，如下圖所示。智能手機及相關應用已經成為移動通信的主流，因此如何保障終端用戶獲得主流應用的良好體驗成為網絡運營商差異性的重要體現(xiàn)，同時分組交流類業(yè)務的接通率、掉線率等傳統(tǒng)網絡關鍵性能指標KPI也不再像電路交換類業(yè)務那么敏感。下圖中三個百分比對應網絡覆蓋，三個數字為各覆蓋百分比下應保障的應用層速率，單位為Mbps，其值可能因不同運營商而不同。但是為了確保主流應用的良好用戶體驗及網絡性能競爭優(yōu)勢，愛立信建議值為1、10、30。通常，商用網絡測試表明：90%點的連續(xù)覆蓋速率約為50%點的平均覆蓋速率的1/3。

　　以LTE發(fā)展最為活躍的美、日、韓為例，PCMagazine測試報告：北美LTEFDD網絡中AT&T性能較好（15MHz帶寬），但也只有17Mbps的平均速率和8Mbps的連續(xù)覆蓋速率，仍有一定的優(yōu)化空間。相對而言，SignalsResearch在東京和首爾的測試結果更為優(yōu)異［5］：東京為軟銀LTETDD商用網絡，平均速率和連續(xù)覆蓋速率為31Mbps和10Mbps；而LGU+在首爾應用3GPPRel-10的載波聚合（10+10MHz帶寬）技術后達到了62Mbps的平均速率和20Mbps的連續(xù)覆蓋速率，為業(yè)界樹立了新的性能標桿。