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大唐移動實現(xiàn)LTE平滑演進組網(wǎng)方案

2011-03-11

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干擾,,只可用于室內(nèi)覆蓋,,三個頻段的分布情況如圖1所示:

 

圖1:TD-SCDMA可用頻段

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)" title="組網(wǎng)">組網(wǎng),,如何做到一次建設(shè)后,未來可平滑擴容,;

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

針對中國移動遇到的上述問題,大唐移動" title="大唐移動">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,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,,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,。

圖2:不同頻段不同時隙比配置

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,如圖3所示,,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,。

圖 3:不同時隙轉(zhuǎn)換點配置下單用戶HSUPA理論峰值速率

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4所示:

圖4: TD-S與TD-L幀結(jié)構(gòu)共存分析

從圖4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。

圖5: F/A頻段實施不同時隙轉(zhuǎn)換點配置測試結(jié)果

四,、室內(nèi)外場景下多頻段建網(wǎng)方案

1,、室外站點設(shè)備使用建議

(1) 室外單A頻段需求站點: 采用TDRU318進行建設(shè)。

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

圖6:室外單A站點建設(shè)

(2) 室外F+A需求站點:采用TDRU318FA進行建設(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,。

圖7:室外F+A站點建設(shè)

對于室外單A頻段站點F頻段擴容場景,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行擴容,,同時,被替換的設(shè)備仍可利舊,,節(jié)省投資,。

圖 8:室外A頻段站點F頻段擴容

(3) 特殊場景的深度覆蓋: 采用TDRU322進行建設(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,。

圖9:特殊場景深度覆蓋

2,、室內(nèi)站點設(shè)備使用建議

(1) 室內(nèi)單A頻段需求站點: 采用TDRU311進行建設(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,提高網(wǎng)絡(luò)利用率,。

圖10:室內(nèi)單A站點建設(shè)

(2) 室內(nèi)F+A需求站點:包括新建和室內(nèi)單A頻段站點F頻段擴容,,采用TDRU312進行建設(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進行建設(shè)是最佳選擇,。

圖11:室內(nèi)F+A站點建設(shè)

對于現(xiàn)網(wǎng)單A頻段站點容量需求較大,,需要進行F頻段擴容的場景,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頻段擴容,,原單A頻段RRU可挪至業(yè)務(wù)量小的區(qū)域使用,。

圖12:室內(nèi)單A站點F頻段擴容

(3) 室內(nèi)有E頻段需求站點: 采用TDRU313進行建設(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)進行少量試點應(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)平滑演進到TD-LTE。

圖 13:室內(nèi)F+A+E頻段站點

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

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,,在實現(xiàn)快速便捷網(wǎng)絡(luò)升級的同時最大限度保護現(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

圖 14:EMB5116支持TD-SCDMA和TD-LTE雙模

2,、大容量共平臺RRU是平滑演進到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15所示:

圖 15:RRU支持TD-SCDMA和TD-LTE共平臺

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,。

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