《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(jì)
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(gè)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(gè)頻段,總共85MHz帶寬,。在這三個(gè)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(dòng)目前的用戶發(fā)展需求,,但中國移動(dòng)對于完成在這三個(gè)頻段上建網(wǎng)遇到了如下幾個(gè)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(gè)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(yàn)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(dòng)遇到的上述問題,,大唐移動(dòng)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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)隙配比成為可能,。

  大唐移動(dòng)對于不同頻段時(shí)隙比配置建議如下:

  在A頻段保留2:4時(shí)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(shí)配合輔載波TS0應(yīng)用,,上下行實(shí)際比例達(dá)到3:4,同時(shí)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(gè)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(shí)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(shí),,TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時(shí)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速,一些新的應(yīng)用如Email發(fā)送,、互動(dòng)游戲,、視頻共享以及視頻監(jiān)控的不斷普及,移動(dòng)用戶對上行鏈路的容量需求不斷增大,。

  然而在業(yè)務(wù)時(shí)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(shí)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(shí)隙比,,如F頻段配置為3:3、A頻段配置為2:4,,才可以同時(shí)滿足上下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求,。

  2、不同頻段不同時(shí)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(shí)隙配比為3:3時(shí)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(shí)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(gè)特殊時(shí)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(gè)系統(tǒng)在同一頻段相臨共存時(shí),,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(shí)隙配比為3:3,、2:4,、5:1時(shí),,可以與TD-L系統(tǒng)實(shí)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(shí)隙配比為3:3時(shí),,TD-LTE采用2:2子幀配比,,特殊子幀設(shè)定為配置7,可以實(shí)現(xiàn)完美共存,,基本上沒有資源損失

  當(dāng)TD-SCDMA時(shí)隙配比為2:4或5:1時(shí),,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(shí),,建議將TD-SCDMA的時(shí)隙配比配置與A頻段不一樣的3:3,,TD-LTE的時(shí)隙配比為 2:S:2,此時(shí)可實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA與TD-LTE兩系統(tǒng)完美共存,。

  4,、不同頻段不同時(shí)隙配比完全可行

  大唐移動(dòng)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(shí)隙設(shè)置,,A頻段采用2:4時(shí)隙設(shè)置時(shí), 在F頻段上行受到A頻段下行干擾的第3時(shí)隙(即交叉時(shí)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(shí)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(shí)間沒有擴(kuò)容需求的站點(diǎn),,從中國移動(dòng)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(shí)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R(shí)RU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(shí),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(yàn),。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(shí)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(shí)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(dòng)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(shí)間,產(chǎn)品的成熟度和可靠性得到了良好的驗(yàn)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(shí)間,為了對室內(nèi)E頻段使用進(jìn)行驗(yàn)證,,推動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)多頻段組網(wǎng),。F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品TDRU313提供2個(gè)E頻段通道,,在室內(nèi)覆蓋時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)到TD-LTE。

  五,、共平臺(tái)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)

  TD-SCDMA與TD-LTE共平臺(tái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠保證實(shí)現(xiàn)由TD-SCDMA向TD-LTE的平滑演進(jìn),,在實(shí)現(xiàn)快速便捷網(wǎng)絡(luò)升級的同時(shí)最大限度保護(hù)現(xiàn)有投資?;趯D-SCDMA和TD-LTE技術(shù)的深刻理解,,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期,大唐移動(dòng)就充分考慮了TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)的實(shí)際需求,,于2008年8月即推出了TD-SCDMA與TD-LTE共平臺(tái)產(chǎn)品,。

  1、大容量的BBU平臺(tái)可同時(shí)支持TD-SCDMA和TD-LTE

  大唐移動(dòng)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(shí)支持3個(gè)20MHz  8天線雙流BF的TD-L扇區(qū)和3個(gè)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(tái)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(dòng)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(tái)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(dòng)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(shí)隙配比能力,,可滿足中國移動(dòng)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(shí)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(tái),可實(shí)現(xiàn)向TD-LTE平滑演進(jìn),。
 

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