TD-SCDMA技術(shù)目前已開始規(guī)模應(yīng)用。TD-LTE作為TD-SCDMA 的后續(xù)演進(jìn)技術(shù), 商用產(chǎn)品也將很快成熟, 因此需要盡早推動TD-SCDMA 設(shè)備支持與TD-LTE 共平臺能力,盡可能地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資成本。此外,TD-LTE 可能將在較長一段時間內(nèi)與TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)共存, 期間站址和天面資源的矛盾將日益突出,亟需實現(xiàn)資源共享,這對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共平臺也提出了迫切需求。
1 共平臺涉及網(wǎng)元和設(shè)備型態(tài)分析
目前TD-SCDMA 中采用RNC+NodeB 構(gòu)成無線側(cè)網(wǎng)絡(luò),未來TD-LTE 采用扁平化結(jié)構(gòu),不再獨立存在RNC 網(wǎng)元, 相應(yīng)功能由eNodeB 實現(xiàn)。此外,TD-SCDMA 中廣泛采用BBU+RRU 的分布式基站站型,而TD-LTE 中可能同時采用分布式和一體化宏基站站型。由于設(shè)備型態(tài)的本身差異,TD-LTE 一體化普通宏站與TD-SCDMA 分布式基站共用存在一定難度,因此這里重點考慮針對BBU+RRU 分布式站型的NodeB 設(shè)備共平臺方案。
2 TD-LTE 與TD-SCDMA 共平臺可行性方案
2.1 共BBU 可行性方案
在未來寬帶系統(tǒng)中,由于基帶數(shù)據(jù)處理量的急劇增加, 基帶部分在基站中占據(jù)的成本份額將越來越高?;驹O(shè)計中使用的器件一般為軟件可編程器件,這給兩系統(tǒng)共用硬件平臺提供了先天優(yōu)勢。根據(jù)共用程度不同,存在共機架、級連共用、雙模BBU 三種共BBU 方案,分別如圖2 和表1 所示。
表1 TD-SCDMA 與TD-LTE 共BBU 方案分析
TD-LTE與TD-SCDMA 共BBU, 需要綜合考慮成本節(jié)省和對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行設(shè)計的難度。對于硬件處理能力滿足要求的TD-SCDMA 機柜式BBU,在部署TD-SCDMA 階段, 可通過預(yù)留相應(yīng)的槽位供未來TD-LTE 基帶板使用,并同時要求背板具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換帶寬能力來支持TD-SCDMA 與TD-LTE 共平臺。此外,為降低對現(xiàn)有TD-SCDMA 基站背板能力的要求,要求TD-LTE 能在單基帶板上完成至少一個典型扇區(qū)的基帶處理(2×2MIMO,20MHz 帶寬),以避免過多的背板數(shù)據(jù)交換過程。
2.2 共RRU 可行方案
TD-SCDMA 和TD-LTE 能否共用RRU,主要從以下幾方面考慮:
(1)帶寬要求:受限于DPD 中ADC/DAC 帶寬,目前功放模塊一般最多支持30MHz, 故共PA 要求TD 與LTE 工作在最大不超過30MHz 的相鄰頻段內(nèi),即LTE(20MHz)+TD(10MHz);
(2) 信號峰均比要求:TD 和LTE 均為高峰均比(PAR)系統(tǒng),共用后信號PAR 將進(jìn)一步增加,對功放的線性度提出了更高要求;
(3)功率要求:如果LTE 也采用8 通道的智能天線模式,根據(jù)目前LTE 中20W 功率輸出要求理論計算,共PA 后要求每通道總輸出功率達(dá)到8W 左右,以同時滿足TD-SCDMA 和TD-LTE 要求, 這對RRU的散熱設(shè)計構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。前端濾波器、LNA 一般可以做到上百MHz 帶寬,能完全實現(xiàn)跨頻段共用;
(4)數(shù)字中頻處理器件:由于TD 與LTE 的基帶速率不同,基于現(xiàn)有TD 系統(tǒng)的ASIC 芯片無法共用。
如果采用FPGA 實現(xiàn)數(shù)字中頻,則能完全可用,不存在太大的技術(shù)難度。
從上面分析可以看出, 在TD 與LTE 同頻段工作時,可共用同一個RRU 的收發(fā)通道,但由于共用同一個收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān), 因此要求TD-LTE 與TD-SCDMA時隙轉(zhuǎn)換點一致, 這時兩系統(tǒng)無需額外頻率間隔,即可滿足系統(tǒng)共存干擾要求。此時RRU 結(jié)構(gòu)如圖3 所示。
當(dāng)TD-SCDMA 與TD-LTE 工作于不同頻段時,如TD-SCDMA 與TD-LTE 分別工作于B、C 頻段,此時兩系統(tǒng)間隔300MHz 帶寬左右,受限于目前器件支持能力(RRU 中主要器件如PA 等僅最大支持30MHz帶寬),因此無法實現(xiàn)RRU 的共用,TD 與TD-LTE 共用天線時需通過外接合路器來連接RRU。
2.3 BBU 與RRU 間接口分析
在TD-LTE RRU 支持20MHz 帶寬、且同時采用基于子載波壓縮的帶寬優(yōu)化技術(shù)時,不同天線方案下對BBU 與RRU 間接口帶寬的要求如表2 所示。
表2 不同天線方案下對BBU 與RRU 間接口帶寬的要求
目前,TD-SCDMA 中單扇區(qū)支持6 載波、8 天線時接口帶寬需求為2.5Gbps 左右, 廣泛采用2.5G 帶寬的光纖接口和資源進(jìn)行組網(wǎng),但沒有更多冗余用于與TD-LTE 共用。因此,在TD-LTE 中需要新增光接口和光纖資源以滿足應(yīng)用要求, 或者采用更高速率(如10G 以上)的接口滿足同時后向兼容TD-SCDMA的接口要求。
2.4 共天線方案
從頻段上看,TD-LTE 可能工作于頻段2300~2400MHz。目前TD-SCDMA 現(xiàn)網(wǎng)天線僅支持1880~2025MHz 頻段,無法共用;研究階段的TD 寬頻天線支持2010~2400MHz 頻段, 可以實現(xiàn)共用。如果未來TD-LTE 工作于2.6G 頻段,則有待開發(fā)更寬頻帶的天線。
從性能上看,TD-LTE 中是否使用智能天線賦形方案正處于評估過程中。但無論基于何種算法,研究階段的TD 雙極化天線可以完全滿足TD-LTE 普通MIMO 方案或基于智能天線與MIMO 融合方案的應(yīng)用要求, 具體合路方案分別如圖5 所示。如果TD-LTE 也采用8/4 陣元的陣列天線實現(xiàn)MIMO 和波束賦形,則通過一個8/4 通道的合路器對TD-SCDMA和TD-LTE 信號進(jìn)行合路并連接到天線即可;如果TD-LTE 采用普通的2×2 MIMO 天線方案, 則對TD-LTE 與TD-SCDMA 的兩路信號合路共用一對陣子即可。
3 結(jié)束語
隨著技術(shù)和器件水平的提高,未來設(shè)備成本可能進(jìn)一步降低。與完全基于新的硬件架構(gòu)設(shè)計支持TD-LTE 相比,共用目前TD-SCDMA 的部分板件支持TD-LTE 能否帶來較大程度的成本節(jié)約,還有待進(jìn)一步驗證。