《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大唐LTE平滑演進(jìn)組網(wǎng)設(shè)計
摘要: 在國家的大力支持下,TD-SCDMA獲得了F頻段(1880~1900MHz),A頻段(2010~2025MHz)和E頻段(2320~2370MHz)三個頻段,總共85MHz帶寬。
關(guān)鍵詞: RF|微波 TD-SCDMA 大唐 LTE 頻段 RRU
Abstract:
Key words :

  一、前言

  在國家的大力支持下,TD-SCDMA獲得了F頻段(1880~1900MHz),A頻段(2010~2025MHz)和E頻段(2320~2370MHz)三個頻段,總共85MHz帶寬。在這三個頻段中F和A可以用于室內(nèi)室外覆蓋,E頻段由于有軍方雷達(dá)干擾,只可用于室內(nèi)覆蓋。

  現(xiàn)有的TD-SCDMA頻段足以滿足中國移動目前的用戶發(fā)展需求,但中國移動對于完成在這三個頻段上建網(wǎng)遇到了如下幾個問題:

  如何提高頻率利用率:如何最大化利用現(xiàn)有的頻段,提供豐富多樣的業(yè)務(wù)類型,滿足不同用戶的需求;

  如何降低建網(wǎng)成本:由于RRU設(shè)備和頻段密切相關(guān),多個頻段組網(wǎng),如何做到一次建設(shè)后,未來可平滑擴(kuò)容;

  如何平滑演進(jìn)到TD-LTE:TD-LTE是TD-SCDMA后續(xù)演進(jìn)技術(shù),E頻段TD-LTE規(guī)模試驗網(wǎng)的室內(nèi)頻點(diǎn),如何復(fù)用現(xiàn)有的TD-SCDMA設(shè)備演進(jìn)到TD-LTE,降低演進(jìn)CAPEX。

  針對中國移動遇到的上述問題,大唐移動發(fā)布了靈活的大容量多頻段組網(wǎng)解決方案,該方案既可以提升頻段利用率、降低建網(wǎng)成本,還可以解決TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)的問題。

  二、多頻段應(yīng)用策略建議

  對于TD-SCDMA制式,F(xiàn)和A可以用于室內(nèi)室外覆蓋,E頻段由于有軍方雷達(dá)干擾,只可用于室內(nèi)覆蓋。對于TD-LTE制式,室外優(yōu)先應(yīng)用D頻段,F(xiàn)頻段為輔,室內(nèi)優(yōu)先應(yīng)用E頻段,D頻段為輔。

  結(jié)合上述情況,大唐移動對于2010年TD-SCDMA工程擴(kuò)容頻段使用主要應(yīng)用建議如下:

  A頻段作為TD-SCDMA主用頻段,本期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仍以A頻段為主。

  在有較大容量需求且沒有PHS干擾的場景,可以引入F頻段。

  建議E頻段本期少量試點(diǎn),主要應(yīng)用于室內(nèi),考慮TD-SCDMA和TD-LTE共模。

  可考慮使用F頻段建設(shè)室外TD-LTE。

  對于現(xiàn)階段有容量需求的室內(nèi)站點(diǎn),考慮到E頻段1~2年內(nèi)終端不成熟,無法產(chǎn)業(yè)化,建議本期室內(nèi)大容量站點(diǎn)使用A+F頻段。

  三、不同頻段不同時隙配比是提高頻率利用率的關(guān)鍵

  相對于WCDMA、CDMA2000等其它3G通信標(biāo)準(zhǔn),TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)靈活的時隙配置是其一大優(yōu)勢,可根據(jù)業(yè)務(wù)的不同靈活調(diào)整時隙配比。F頻段與A頻段之間有大約100MHz的頻帶間隔,使得F/A頻段采用不同時隙配比成為可能。

  大唐移動對于不同頻段時隙比配置建議如下:

  在A頻段保留2:4時隙配比可滿足現(xiàn)有上網(wǎng)等下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);

  在F頻段則配置為3:3,并同時配合輔載波TS0應(yīng)用,上下行實際比例達(dá)到3:4,同時滿足視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)上傳等業(yè)務(wù)需求以及下行業(yè)務(wù)需求。

  在上述配置下,F(xiàn)/A兩個頻段下行均可提供單用戶1.68Mbps帶寬,F(xiàn)頻段上行可提供單用戶1.12Mbps帶寬。

  1、業(yè)務(wù)發(fā)展需要不同頻段不同時隙配比

  考慮到現(xiàn)階段的業(yè)務(wù)發(fā)展和終端單載波現(xiàn)實,TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時隙比配置為2:4,提供單用戶1.68Mbps帶寬,滿足下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)、無線城市以及移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速,一些新的應(yīng)用如Email發(fā)送、互動游戲、視頻共享以及視頻監(jiān)控的不斷普及,移動用戶對上行鏈路的容量需求不斷增大。

  然而在業(yè)務(wù)時隙配比為2:4的情況下,現(xiàn)網(wǎng)只能提供單用戶上行560Kbps帶寬,這顯然不能滿足上行業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,如果將業(yè)務(wù)時隙配比為3:3,上行可以提供1.12Mbps帶寬,,可以滿足上行業(yè)務(wù)發(fā)展需求,但下行單用戶帶寬又不夠,不滿足下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

  針對上述情況只有將F和A頻段配置不同時隙比,如F頻段配置為3:3、A頻段配置為2:4,才可以同時滿足上下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

  2、不同頻段不同時隙配比可提升TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)競爭力

  WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三種制式單用戶上行頻率利用率對比如表格1所示:

  從上表可以看出,TD-SCDMA只有時隙配比為3:3時才可與WCDMA及CDMA2000競爭。

  3、向TD-LTE平滑演進(jìn)需要不同頻段不同時隙配比

  在TD-LTE系統(tǒng)中,特殊子幀中的GP、DwPTS和UpPTS可以靈活調(diào)整寬度,DwPTS和UpPTS兩個特殊時隙也可以傳輸數(shù)據(jù),如果GP的寬度越大,意味著DwPTS和UpPTS可用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越少,即損失了系統(tǒng)容量。當(dāng)TD-SCDMA與TD-LTE兩個系統(tǒng)在同一頻段相臨共存時,需要調(diào)整TD-LTE的GP大小來保證上下行切換點(diǎn)對齊,從而避免兩系統(tǒng)上下行間的干擾。

  當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)的上下行業(yè)務(wù)時隙配比為3:3、2:4、5:1時,可以與TD-L系統(tǒng)實現(xiàn)共存,共存情況如圖1所示:

  從圖1總結(jié)如下:

  當(dāng)TD-SCDMA時隙配比為3:3時,TD-LTE采用2:2子幀配比,特殊子幀設(shè)定為配置7,可以實現(xiàn)完美共存,基本上沒有資源損失

  當(dāng)TD-SCDMA時隙配比為2:4或5:1時,TD-LTE采用3:1和1:3子幀配比,TD-LTE需將特殊子幀設(shè)定為配置0、5,相比方案(1),TD-LTE多損失了18%的系統(tǒng)容量,不利于系統(tǒng)容量和頻譜利用率的提升。

  綜上,當(dāng)F頻段需要TD-SCDMA與TD-LTE共模工作時,建議將TD-SCDMA的時隙配比配置與A頻段不一樣的3:3,TD-LTE的時隙配比為 2:S:2,此時可實現(xiàn)TD-SCDMA與TD-LTE兩系統(tǒng)完美共存。

  4、不同頻段不同時隙配比完全可行

  大唐移動分別于2009年7月和9月在西安現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行了F+A混合組網(wǎng)功能測試。測試結(jié)果表明,當(dāng)F頻段采用3:3時隙設(shè)置,A頻段采用2:4時隙設(shè)置時, 在F頻段上行受到A頻段下行干擾的第3時隙(即交叉時隙),語音用戶容量未現(xiàn)異常,上行PS業(yè)務(wù)速率正常,F(xiàn)/A頻段交叉時隙沒有產(chǎn)生明顯干擾。

  四、室內(nèi)外場景下多頻段建網(wǎng)方案

  1、室外站點(diǎn)設(shè)備使用建議

  (1) 室外單A頻段需求站點(diǎn): 采用TDRU318進(jìn)行建設(shè)。

  對于容量需求較小,且后續(xù)很長時間沒有擴(kuò)容需求的站點(diǎn),從中國移動建網(wǎng)成本考慮,采用單A頻段多通道RRU TDRU318進(jìn)行建設(shè),提高網(wǎng)絡(luò)利用率。

  (2) 室外F+A需求站點(diǎn):采用TDRU318FA進(jìn)行建設(shè)。

  對室外容量需求較大的新建場景,采用F+A雙頻多通道RRU TDRU318FA進(jìn)行建設(shè),同時支持F、A頻段,工程安裝一步到位。在滿足A頻段TD-SCDMA容量的前提下,TDRU318FA此RRU在F頻段支持10M TD-S與20M TD-L共模,滿足后續(xù)平滑演進(jìn)。

  對于室外單A頻段站點(diǎn)F頻段擴(kuò)容場景,可采用單A頻段多通道RRUTDRU318FA/采用F+A雙頻多通道RRUTDRU318F完成擴(kuò)容。

  方案一:采用采用F+A雙頻多通道RRUTDRU318FA替換原有單A頻段多通道RRU完成F頻段擴(kuò)容。原單A頻段RRU可搬遷至業(yè)務(wù)量小的區(qū)域使用。

  方案二:采用單A頻段多通道RRUTDRU318F與原有單A頻段多通道RRU串聯(lián),完成F頻段擴(kuò)容。需新增一套RRU電源、光纖、接地線、上跳線等。

  建議:從工程安裝便捷性考慮,建議采用替換方案進(jìn)行擴(kuò)容,同時,被替換的設(shè)備仍可利舊,節(jié)省投資。

  (3) 特殊場景的深度覆蓋: 采用TDRU322進(jìn)行建設(shè)。

  目前對TD-S網(wǎng)絡(luò)查投訴最主要的還是弱覆蓋的問題,其中居民小區(qū)投訴占到所有投訴的53%,來自高校的投訴占到10%。而高校往往是TD-SCDMA發(fā)展起來業(yè)務(wù)需求很大的場景。高校、居民小區(qū)等場景,傳統(tǒng)8天線宏站難以入駐小區(qū),且無法進(jìn)行室分系統(tǒng)建設(shè)。采用F+A雙頻雙通道RRU產(chǎn)品TDRU322,配合1+1雙極化F+A雙頻天線進(jìn)行室外穿透室內(nèi)覆蓋,是最佳站型選擇。

  與單通道覆蓋相比,采用雙通道進(jìn)行覆蓋有效提高上下行覆蓋質(zhì)量,提升用戶體驗。并可有效降低小區(qū)邊緣終端發(fā)射功率,減少網(wǎng)絡(luò)干擾。此類場景業(yè)務(wù)量需求較大,需要引入F頻段滿足容量需求,F(xiàn)+A雙頻雙通道RRU產(chǎn)品TDRU322同時支持F+A雙頻段,僅需一次施工即可解決FA雙頻段覆蓋問題。

  2、室內(nèi)站點(diǎn)設(shè)備使用建議

  (1) 室內(nèi)單A頻段需求站點(diǎn): 采用TDRU311進(jìn)行建設(shè)。

  對于室內(nèi)容量需求較小,且后續(xù)很長時間沒有擴(kuò)容需求的場景,采用A頻段單通道RRU TDRU311建設(shè)單A頻段站點(diǎn),提高網(wǎng)絡(luò)利用率。

  (2) 室內(nèi)F+A需求站點(diǎn):包括新建和室內(nèi)單A頻段站點(diǎn)F頻段擴(kuò)容,采用TDRU312進(jìn)行建設(shè)。

  大唐移動是業(yè)內(nèi)率先推出室內(nèi)F+A雙頻段單通道RRU產(chǎn)品TDRU312的廠家,TDRU312此產(chǎn)品在網(wǎng)部署接近一年時間,產(chǎn)品的成熟度和可靠性得到了良好的驗證。

  對于容量需求較大的新建場景,為了滿足F、A頻段室內(nèi)應(yīng)用的靈活性與工程施工便利性,采用此F/A雙頻合一RRU產(chǎn)品TDRU312進(jìn)行建設(shè)是最佳選擇。

  對于現(xiàn)網(wǎng)單A頻段站點(diǎn)容量需求較大,需要進(jìn)行F頻段擴(kuò)容的場景,采用F/A雙頻合一RRU產(chǎn)品TDRU312替換原有單A頻段單通道RRU完成F頻段擴(kuò)容,原單A頻段RRU可挪至業(yè)務(wù)量小的區(qū)域使用。

  (3) 室內(nèi)有E頻段需求站點(diǎn): 采用TDRU313進(jìn)行建設(shè)。

  E頻段已獲批用于室內(nèi)TD-SCDMA覆蓋,而E頻段終端推出還需至少1年時間,為了對室內(nèi)E頻段使用進(jìn)行驗證,推動E頻段終端產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,建議E頻段本期在室內(nèi)進(jìn)行少量試點(diǎn)應(yīng)用。
 
   大唐移動TDRU313為在業(yè)內(nèi)推出首款F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品,充分滿足F、A、E頻段室內(nèi)應(yīng)用的靈活性與工程施工便利性,快速便捷實現(xiàn)多頻段組網(wǎng)。F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品TDRU313提供2個E頻段通道,在室內(nèi)覆蓋時即可解決由于E頻段路徑損耗無法與F/A頻段共覆蓋問題,又可以滿足演進(jìn)到TD-LTE時應(yīng)用2×2 MIMO的需求。F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品TDRU313在E頻段可支持10M TD-SCDMA與20M TD-LTE共模,實現(xiàn)平滑演進(jìn)到TD-LTE。

  五、共平臺產(chǎn)品實現(xiàn)TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)

  TD-SCDMA與TD-LTE共平臺產(chǎn)品設(shè)計能夠保證實現(xiàn)由TD-SCDMA向TD-LTE的平滑演進(jìn),在實現(xiàn)快速便捷網(wǎng)絡(luò)升級的同時最大限度保護(hù)現(xiàn)有投資。基于對TD-SCDMA和TD-LTE技術(shù)的深刻理解,在產(chǎn)品設(shè)計初期,大唐移動就充分考慮了TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)的實際需求,于2008年8月即推出了TD-SCDMA與TD-LTE共平臺產(chǎn)品。

  1、大容量的BBU平臺可同時支持TD-SCDMA和TD-LTE

  大唐移動大容量BBU產(chǎn)品EMB5116為業(yè)內(nèi)集成度最高,2U高度支持TD-SCDMA的108載波,可同時支持3個20MHz  8天線雙流BF的TD-L扇區(qū)和3個9載波的TD-S扇區(qū)。EMB5116此款大容量BBU產(chǎn)品Iub接口支持FE/GE,完全滿足LTE的S1/X2接口帶寬需求

  2、大容量共平臺RRU是平滑演進(jìn)到TD-LTE的關(guān)鍵

  RRU位于天面,工程施工困難,因此對于平滑引入TD-LTE,RRU支持平滑演進(jìn)是關(guān)鍵。大唐移動推出的幾款RRU設(shè)備TDRU313、TDRU318FA、TDRU318F以及TDRU322設(shè)備均支持TD-SCDMA與TD-LTE共模和轉(zhuǎn)模兩種共平臺方式,可分別在E頻段和F頻段平滑演進(jìn)到TD-LTE。

  對于支持F頻段的室外RRU產(chǎn)品和支持E頻段的室內(nèi)RRU產(chǎn)品,F(xiàn)頻段和E頻段均支持最大30MHz的處理帶寬,可軟件升級TD-SCDMA與TD-LTE兩系統(tǒng)的共存,共存方式如圖7所示:

  六、總結(jié)

  大唐移動針對TD-SCDMA系統(tǒng)多頻段應(yīng)用的現(xiàn)狀,提出了靈活的大容量多頻段組網(wǎng)解決方案。該方案具備不同頻段不同時隙配比能力,可滿足中國移動后續(xù)上下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求和向TD-LTE平滑演進(jìn)需求,大大提升了頻率利用率;多款大容量多頻段RRU產(chǎn)品,實現(xiàn)一次建設(shè)到位,減少工程改造量,滿足網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容需求,大大降低建網(wǎng)成本;多頻段系列產(chǎn)品均基于TD-SCDMA與TD-LTE共平臺,可實現(xiàn)向TD-LTE平滑演進(jìn)。
 

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