大唐移動(dòng)實(shí)現(xiàn)LTE平滑演進(jìn)組網(wǎng)方案

一、前言

在國(guó)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，三個(gè)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(guó)移動(dòng)目前的用戶發(fā)展需求，但中國(guó)移動(dòng)對(duì)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(duì)中國(guó)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(duì)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(shì)，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(duì)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。

圖2：不同頻段不同時(shí)隙比配置

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(duì)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，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(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)配置下單用戶HSUPA理論峰值速率

針對(duì)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(jìng)爭(zhēng)力

WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三種制式單用戶上行頻率利用率對(duì)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(jìng)爭(zhēng)。

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(duì)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(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(cè)試。測(cè)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。

圖5： F/A頻段實(shí)施不同時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)配置測(cè)試結(jié)果

四、室內(nèi)外場(chǎng)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(duì)于容量需求較小，且后續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間沒有擴(kuò)容需求的站點(diǎn)，從中國(guó)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。

圖6：室外單A站點(diǎn)建設(shè)

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

對(duì)室外容量需求較大的新建場(chǎng)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)。

圖7：室外F+A站點(diǎn)建設(shè)

對(duì)于室外單A頻段站點(diǎn)F頻段擴(kuò)容場(chǎng)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。

圖 8：室外A頻段站點(diǎn)F頻段擴(kuò)容

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

目前對(duì)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(chǎng)景。高校、居民小區(qū)等場(chǎng)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(chǎng)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。

圖9：特殊場(chǎng)景深度覆蓋

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(duì)于室內(nèi)容量需求較小，且后續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間沒有擴(kuò)容需求的場(chǎng)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。

圖10：室內(nèi)單A站點(diǎn)建設(shè)

(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(duì)于容量需求較大的新建場(chǎng)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。

圖11：室內(nèi)F+A站點(diǎn)建設(shè)

對(duì)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(chǎng)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。

圖12：室內(nèi)單A站點(diǎn)F頻段擴(kuò)容

(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(duì)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。

圖 13：室內(nèi)F+A+E頻段站點(diǎn)

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(jí)的同時(shí)最大限度保護(hù)現(xiàn)有投資?；趯?duì)TD-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

圖 14：EMB5116支持TD-SCDMA和TD-LTE雙模

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(duì)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(duì)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(jí)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(tái)

六、總結(jié)

大唐移動(dòng)針對(duì)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(guó)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)。