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

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可以用于室內室外覆蓋，E頻段由于有軍方雷達干擾，只可用于室內覆蓋，三個(gè)頻段的分布情況如圖1所示：

圖1：TD-SCDMA可用頻段

現有的TD-SCDMA頻段足以滿(mǎn)足中國移動(dòng)目前的用戶(hù)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(wèn)題：

如何提高頻率利用率：如何最大化利用現有的頻段，提供豐富多樣的業(yè)務(wù)類(lèi)型，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求；

如何降低建網(wǎng)成本：由于RRU設備和頻段密切相關(guān)，多個(gè)頻段組網(wǎng)，如何做到一次建設后，未來(lái)可平滑擴容；

如何平滑演進(jìn)到TD-LTE：TD-LTE是TD-SCDMA后續演進(jìn)技術(shù)，E頻段TD-LTE規模試驗網(wǎng)的室內頻點(diǎn)，如何復用現有的TD-SCDMA設備演進(jìn)到TD-LTE，降低演進(jìn)CAPEX。

針對中國移動(dòng)遇到的上述問(wèn)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(wèn)題。

二、多頻段應用策略建議

對于TD-SCDMA制式，F和A可以用于室內室外覆蓋，E頻段由于有軍方雷達干擾，只可用于室內覆蓋。對于TD-LTE制式，室外優(yōu)先應用D頻段，F頻段為輔，室內優(yōu)先應用E頻段，D頻段為輔

結合上述情況，大唐移動(dòng)對于2010年TD-SCDMA工程擴容頻段使用主要應用建議如下：

A頻段作為T(mén)D-SCDMA主用頻段，本期網(wǎng)絡(luò )建設仍以A頻段為主。

在有較大容量需求且沒(méi)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)，主要應用于室內，考慮TD-SCDMA和TD-LTE共模。

可考慮使用F頻段建設室外TD-LTE。

對于現階段有容量需求的室內站點(diǎn)，考慮到E頻段1~2年內終端不成熟，無(wú)法產(chǎn)業(yè)化，建議本期室內大容量站點(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通信標準，TD-SCDMA標準靈活的時(shí)隙配置是其一大優(yōu)勢，可根據業(yè)務(wù)的不同靈活調整時(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(yíng)頻段保留2:4時(shí)隙配比可滿(mǎn)足現有上網(wǎng)等下行數據業(yè)務(wù)；

在F頻段則配置為3:3，并同時(shí)配合輔載波TS0應用，上下行實(shí)際比例達到3：4，同時(shí)滿(mǎn)足視頻監控、數據上傳等業(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/A兩個(gè)頻段下行均可提供單用戶(hù)1.68Mbps帶寬，F頻段上行可提供單用戶(hù)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

考慮到現階段的業(yè)務(wù)發(fā)展和終端單載波現實(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(hù)1.68Mbps帶寬，滿(mǎn)足下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)城市以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，一些新的應用如Email發(fā)送、互動(dòng)游戲、視頻共享以及視頻監控的不斷普及，移動(dòng)用戶(hù)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，現網(wǎng)只能提供單用戶(hù)上行560Kbps帶寬，這顯然不能滿(mǎn)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(mǎn)足上行業(yè)務(wù)發(fā)展需求，但下行單用戶(hù)帶寬又不夠，不滿(mǎn)足下行業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

圖 3：不同時(shí)隙轉換點(diǎn)配置下單用戶(hù)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(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(mǎn)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(hù)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系統中，特殊子幀中的GP、DwPTS和UpPTS可以靈活調整寬度，DwPTS和UpPTS兩個(gè)特殊時(shí)隙也可以傳輸數據，如果GP 的寬度越大，意味著(zhù)DwPTS和UpPTS可用于傳輸的數據越少，即損失了系統容量。當TD-SCDMA與TD-LTE兩個(gè)系統在同一頻段相臨共存時(shí)，需要調整TD-LTE的GP大小來(lái)保證上下行切換點(diǎn)對齊，從而避免兩系統上下行間的干擾。

當TD-SCDMA系統的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙配比為3:3、2:4、5:1時(shí)，可以與TD-L系統實(shí)現共存，共存情況如圖4所示：

圖4： TD-S與TD-L幀結構共存分析

從圖4總結如下：

當TD-SCDMA時(shí)隙配比為3：3時(shí)，TD-LTE采用2：2子幀配比，特殊子幀設定為配置7，可以實(shí)現完美共存，基本上沒(méi)有資源損失

當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需將特殊子幀設定為配置0、5，相比方案(1)，TD-LTE多損失了18%的系統容量，不利于系統容量和頻譜利用率的提升。

綜上，當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TD-SCDMA與TD-LTE兩系統完美共存。

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月在西安現網(wǎng)進(jìn)行了F+A混合組網(wǎng)功能測試。測試結果表明，當F頻段采用3：3時(shí)隙設置，A頻段采用2：4時(shí)隙設置時(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(yǔ)音用戶(hù)容量未現異常，上行PS業(yè)務(wù)速率正常，F/A頻段交叉時(shí)隙沒(méi)有產(chǎn)生明顯干擾。

圖5： F/A頻段實(shí)施不同時(shí)隙轉換點(diǎn)配置測試結果

四、室內外場(chǎng)景下多頻段建網(wǎng)方案

1、室外站點(diǎn)設備使用建議

(1) 室外單A頻段需求站點(diǎn)： 采用TDRU318進(jìn)行建設。

對于容量需求較小，且后續很長(cháng)時(shí)間沒(méi)有擴容需求的站點(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，提高網(wǎng)絡(luò )利用率。

圖6：室外單A站點(diǎn)建設

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

對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，同時(shí)支持F、A頻段，工程安裝一步到位。在滿(mǎn)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(mǎn)足后續平滑演進(jìn)。

圖7：室外F+A站點(diǎn)建設

對于室外單A頻段站點(diǎn)F頻段擴容場(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(xiàn)、上跳線(xiàn)等。

建議：從工程安裝便捷性考慮，建議采用替換方案進(jìn)行擴容，同時(shí)，被替換的設備仍可利舊，節省投資。

圖 8：室外A頻段站點(diǎn)F頻段擴容

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

目前對TD-S網(wǎng)絡(luò )查投訴最主要的還是弱覆蓋的問(wèn)題，其中居民小區投訴占到所有投訴的53%，來(lái)自高校的投訴占到10%。而高校往往是TD- SCDMA發(fā)展起來(lái)業(yè)務(wù)需求很大的場(chǎng)景。高校、居民小區等場(chǎng)景，傳統8天線(xiàn)宏站難以入駐小區，且無(wú)法進(jìn)行室分系統建設。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(xiàn)進(jìn)行室外穿透室內覆蓋，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(hù)體驗。并可有效降低小區邊緣終端發(fā)射功率，減少網(wǎng)絡(luò )干擾。此類(lèi)場(chǎng)景業(yè)務(wù)量需求較大，需要引入F頻段滿(mǎn)足容量需求，F+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(wèn)題。

圖9：特殊場(chǎng)景深度覆蓋

2、室內站點(diǎn)設備使用建議

(1) 室內單A頻段需求站點(diǎn)： 采用TDRU311進(jìn)行建設。

對于室內容量需求較小，且后續很長(cháng)時(shí)間沒(méi)有擴容需求的場(chǎng)景，采用A頻段單通道RRU TDRU311建設單A頻段站點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò )利用率。

圖10：室內單A站點(diǎn)建設

(2) 室內F+A需求站點(diǎn)：包括新建和室內單A頻段站點(diǎn)F頻段擴容，采用TDRU312進(jìn)行建設。

大唐移動(dòng)是業(yè)內率先推出室內F+A雙頻段單通道RRU產(chǎn)品TDRU312的廠(chǎng)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證。

對于容量需求較大的新建場(chǎng)景，為了滿(mǎn)足F、A頻段室內應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)行建設是最佳選擇。

圖11：室內F+A站點(diǎn)建設

對于現網(wǎng)單A頻段站點(diǎn)容量需求較大，需要進(jìn)行F頻段擴容的場(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頻段擴容，原單A頻段RRU可挪至業(yè)務(wù)量小的區域使用。

圖12：室內單A站點(diǎn)F頻段擴容

(3) 室內有E頻段需求站點(diǎn)： 采用TDRU313進(jìn)行建設。

E頻段已獲批用于室內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E頻段使用進(jìn)行驗證，推動(dòng)E頻段終端產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，建議E頻段本期在室內進(jìn)行少量試點(diǎn)應用。
大唐移動(dòng)TDRU313為在業(yè)內推出首款F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品，充分滿(mǎn)足F、A、E頻段室內應用的靈活性與工程施工便利性，快速便捷實(shí)現多頻段組網(wǎng)。F/A/E三頻合一RRU產(chǎn)品TDRU313提供2個(gè)E頻段通道，在室內覆蓋時(shí)即可解決由于E頻段路徑損耗無(wú)法與F/A頻段共覆蓋問(wèn)題，又可以滿(mǎn)足演進(jìn)到TD-LTE時(shí)應用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)現平滑演進(jìn)到TD-LTE。

圖 13：室內F+A+E頻段站點(diǎn)

五、共平臺產(chǎn)品實(shí)現TD-SCDMA向TD-LTE平滑演進(jìn)

TD-SCDMA與TD-LTE共平臺產(chǎn)品設計能夠保證實(shí)現由TD-SCDMA向TD-LTE的平滑演進(jìn)，在實(shí)現快速便捷網(wǎng)絡(luò )升級的同時(shí)最大限度保護現有投資?；趯D-SCDMA和TD-LTE技術(shù)的深刻理解，在產(chǎn)品設計初期，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共平臺產(chǎn)品。

1、大容量的BBU平臺可同時(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(xiàn)雙流BF的TD-L扇區和3個(gè)9載波的TD-S扇區。EMB5116此款大容量BBU產(chǎn)品Iub接口支持FE/GE，完全滿(mǎn)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(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設備TDRU313、 TDRU318FA、TDRU318F以及TDRU322設備均支持TD-SCDMA與TD-LTE共模和轉模兩種共平臺方式，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RRU產(chǎn)品，F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

大唐移動(dòng)針對TD-SCDMA系統多頻段應用的現狀，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(mǎn)足中國移動(dòng)后續上下行業(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)現一次建設到位，減少工程改造量，滿(mǎn)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(shí)現向TD-LTE平滑演進(jìn)。