TD-LTE中繼標準化、測試床開(kāi)發(fā)及外場(chǎng)技術(shù)試驗

圖 2 中繼的時(shí)隙分配

在實(shí)現上，該中繼測試床充分利用了TDD系統的特點(diǎn)。相對于FDD系統，TDD系統具有信號接收發(fā)送在同一頻段、采用同一射頻通道的特性，該特性在很大程度上使得中繼的實(shí)現相對于FDD系統更容易。由于TDD系統所具有的便利性，TD-LTE中繼測試床的設計思路是利用現有的TD-LTE產(chǎn)品，通過(guò)加載不同的軟件，使其升級為中繼。

如圖 3所示，在傳統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，各基站之間相互獨立，各自通過(guò)光纖等回傳網(wǎng)絡(luò )連接到核心網(wǎng)。該中繼測試床通過(guò)對一個(gè)普通的兩扇區基站加載不同的軟件來(lái)實(shí)現。具體操作是：一個(gè)扇區加載終端相關(guān)的軟件，作為中繼的終端部分，同時(shí)對該扇區的RRU(Remote Radio Unit)做相應的參數配置，使其符合終端的接收發(fā)送時(shí)序;另一個(gè)扇區的軟件進(jìn)行相關(guān)的升級，作為中繼的基站部分。另外普通基站需要加載相應的軟件，升級為宏基站，為中繼提供無(wú)線(xiàn)回傳，并從協(xié)議架構上對中繼提供支持。

圖 3 中繼測試床實(shí)現方案

該實(shí)現方案一方面能縮短了開(kāi)發(fā)周期，一方面使中繼和普通基站的平滑演進(jìn)成為可能，從而能保護運營(yíng)商的投資。

聯(lián)合外場(chǎng)技術(shù)試驗

愛(ài)立信和中國移動(dòng)攜手于2011年上半年針對該中繼測試床進(jìn)行了聯(lián)合外場(chǎng)技術(shù)試驗。試驗中各節點(diǎn)(宏基站，中繼的終端部分及中繼的基站部分)均為兩天線(xiàn);中繼和宏基站之間的距離約為460米，中間有建筑物阻擋;站點(diǎn)部署及天線(xiàn)方向如圖 4所示;測試終端為L(cháng)TE版本8的Aeroflex TM500(第三方終端)。

圖 4 外場(chǎng)試驗環(huán)境

圖 5，圖 6和圖 7分別給出了RSRP(Reference Signal Received Power)、上行吞吐量、下行吞吐量在有中繼和沒(méi)有中繼情況下的對比結果。從測試結果可以看出，通過(guò)在宏基站覆蓋邊緣安裝中繼，在宏基站的陰影覆蓋區，RSRP從-125 dBm提高為-70 dBm，上行吞吐量從0提高到接近8 Mbps，下行吞吐量從0提高到20 Mbps左右。圖 5 - 圖 7中(c)圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置如圖 5(b)中所示。下行速率只能達到20 Mbps，原因是回傳鏈路只能支持20 Mbps的速率，從而成為系統的瓶頸。

圖 5 RSRP對比圖

圖 6 上行吞吐量對比圖

圖 7 下行吞吐量對比圖

結果表明，在實(shí)際無(wú)線(xiàn)環(huán)境中的外場(chǎng)測試結果接近中繼測試床的設計目標。部署TD-LTE中繼能在實(shí)際無(wú)線(xiàn)環(huán)境中擴展網(wǎng)絡(luò )覆蓋，顯著(zhù)提高小區邊緣用戶(hù)的吞吐量。

結論

TD-LTE中繼是一種擴展TD-LTE網(wǎng)絡(luò )覆蓋、提高小區邊沿邊緣用戶(hù)吞吐量的經(jīng)濟有效的方案。愛(ài)立信中繼測試床的成功開(kāi)發(fā)，驗證了在TD- LTE普通基站的基礎上通過(guò)軟件升級實(shí)現TD-LTE中繼的可行性。聯(lián)合外場(chǎng)試驗結果表明，部署TD-LTE中繼能夠在很大程度上擴展傳統TD-LTE宏基站的覆蓋范圍，并顯著(zhù)提高宏小區邊緣用戶(hù)的上下行吞吐量。中繼是LTE版本10中定義的技術(shù)，但中繼的引入不需要對LTE版本8的終端做任何修改，因此 LTE版本8的終端也能受益于中繼的部署。

測試結果結果也說(shuō)明，回傳鏈路可能成為影響TD-LTE中繼系統性能的瓶頸。因此，利用例如MIMO增強技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現更高效的無(wú)線(xiàn)回傳，可以進(jìn)一步提升中繼節點(diǎn)給TD-LTE系統帶來(lái)的增益。