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大唐LTE平滑演进组网设计

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来源: 作者: 2018-10-26 13:34:29

大唐LTE平滑演进组设计

导读:

在国家的大力支持下,TD-SCDMA获得了F频段(1880~1900MHz),A频段(2010~2025MHz)和E频段(2320~2370MHz)三个频段,总共85MHz带宽。

一、前言  在国家的大力支持下,TD-SCDMA获得了F频段(1880~1900MHz),A频段(2010~2025MHz)和E频段(2320~2370MHz)三个频段,总共85MHz带宽。在这三个频段中F和A可以用于室内室外覆盖,E频段由于有军方雷达干扰,只可用于室内覆盖。  现有的TD-SCDMA频段足以满足中国移动目前的用户发展需求,但中国移动对于完成在这三个频段上建遇到了如下几个问题:  如何提高频率利用率:如何最大化利用现有的频段,提供丰富多样的业务类型,满足不同用户的需求;  如何降低建成本:由于RRU设备和频段密切相关,多个频段组,如何做到一次建设后,未来可平滑扩容;  如何平滑演进到TD-LTE:TD-LTE是TD-SCDMA后续演进技术,E频段TD-LTE规模试验的室内频点,如何复用现有的TD-SCDMA设备演进到TD-LTE,降低演进CAPEX。  针对中国移动遇到的上述问题,大唐移动发布了灵活的大容量多频段组解决方案,该方案既可以提升频段利用率、降低建成本,还可以解决TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进的问题。  二、多频段应用策略建议  对于TD-SCDMA制式,F和A可以用于室内室外覆盖,E频段由于有军方雷达干扰,只可用于室内覆盖。对于TD-LTE制式,室外优先应用D频段,F频段为辅,室内优先应用E频段,D频段为辅。  结合上述情况,大唐移动对于2010年TD-SCDMA工程扩容频段使用主要应用建议如下:  A频段作为TD-SCDMA主用频段,本期络建设仍以A频段为主。  在有较大容量需求且没有PHS干扰的场景,可以引入F频段。  建议E频段本期少量试点,主要应用于室内,考虑TD-SCDMA和TD-LTE共模。  可考虑使用F频段建设室外TD-LTE。  对于现阶段有容量需求的室内站点,考虑到E频段1~2年内终端不成熟,无法产业化,建议本期室内大容量站点使用A+F频段。  三、不同频段不同时隙配比是提高频率利用率的关键  相对于WCDMA、CDMA2000等其它3G通信标准,TD-SCDMA标准灵活的时隙配置是其一大优势,可根据业务的不同灵活调整时隙配比。F频段与A频段之间有大约100MHz的频带间隔,使得F/A频段采用不同时隙配比成为可能。  大唐移动对于不同频段时隙比配置建议如下:  在A频段保留2:4时隙配比可满足现有上等下行数据业务;  在F频段则配置为3:3,并同时配合辅载波TS0应用,上下行实际比例达到3:4,同时满足视频监控、数据上传等业务需求以及下行业务需求。  在上述配置下,F/A两个频段下行均可提供单用户1.68Mbps带宽,F频段上行可提供单用户1.12Mbps带宽。  1、业务发展需要不同频段不同时隙配比  考虑到现阶段的业务发展和终端单载波现实,TD-SCDMA络业务时隙比配置为2:4,提供单用户1.68Mbps带宽,满足下行业务发展需求。随着物联、无线城市以及移动互联发展迅速,一些新的应用如Email发送、互动游戏、视频共享以及视频监控的不断普及,移动用户对上行链路的容量需求不断增大。  然而在业务时隙配比为2:4的情况下,现只能提供单用户上行560Kbps带宽,这显然不能满足上行业务发展的需求,如果将业务时隙配比为3:3,上行可以提供1.12Mbps带宽,,可以满足上行业务发展需求,但下行单用户带宽又不够,不满足下行业务发展需求。  针对上述情况只有将F和A频段配置不同时隙比,如F频段配置为3:3、A频段配置为2:4,才可以同时满足上下行业务发展需求。  2、不同频段不同时隙配比可提升TD-SCDMA络竞争力  WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种制式单用户上行频率利用率对比如表格1所示:  从上表可以看出,TD-SCDMA只有时隙配比为3:3时才可与WCDMA及CDMA2000竞争。  3、向TD-LTE平滑演进需要不同频段不同时隙配比  在TD-LTE系统中,特殊子帧中的GP、DwPTS和UpPTS可以灵活调整宽度,DwPTS和UpPTS两个特殊时隙也可以传输数据,如果GP的宽度越大,意味着DwPTS和UpPTS可用于传输的数据越少,即损失了系统容量。当TD-SCDMA与TD-LTE两个系统在同一频段相临共存时,需要调整TD-LTE的GP大小来保证上下行切换点对齐,从而避免两系统上下行间的干扰。  当TD-SCDMA系统的上下行业务时隙配比为3:3、2:4、5:1时,可以与TD-L系统实现共存,共存情况如图1所示:  从图1总结如下:  当TD-SCDMA时隙配比为3:3时,TD-LTE采用2:2子帧配比,特殊子帧设定为配置7,可以实现完美共存,基本上没有资源损失  当TD-SCDMA时隙配比为2:4或5:1时,TD-LTE采用3:1和1:3子帧配比,TD-LTE需将特殊子帧设定为配置0、5,相比方案(1),TD-LTE多损失了18%的系统容量,不利于系统容量和频谱利用率的提升。  综上,当F频段需要TD-SCDMA与TD-LTE共模工作时,建议将TD-SCDMA的时隙配比配置与A频段不一样的3:3,TD-LTE的时隙配比为 2:S:2,此时可实现TD-SCDMA与TD-LTE两系统完美共存。  4、不同频段不同时隙配比完全可行  大唐移动分别于2009年7月和9月在西安现进行了F+A混合组功能测试。测试结果表明,当F频段采用3:3时隙设置,A频段采用2:4时隙设置时, 在F频段上行受到A频段下行干扰的第3时隙(即交叉时隙),语音用户容量未现异常,上行PS业务速率正常,F/A频段交叉时隙没有产生明显干扰。  四、室内外场景下多频段建方案  1、室外站点设备使用建议  (1) 室外单A频段需求站点: 采用TDRU318进行建设。  对于容量需求较小,且后续很长时间没有扩容需求的站点,从中国移动建成本考虑,采用单A频段多通道RRU TDRU318进行建设,提高络利用率。  (2) 室外F+A需求站点:采用TDRU318FA进行建设。  对室外容量需求较大的新建场景,采用F+A双频多通道RRU TDRU318FA进行建设,同时支持F、A频段,工程安装一步到位。在满足A频段TD-SCDMA容量的前提下,TDRU318FA此RRU在F频段支持10M TD-S与20M TD-L共模,满足后续平滑演进。  对于室外单A频段站点F频段扩容场景,可采用单A频段多通道RRUTDRU318FA/采用F+A双频多通道RRUTDRU318F完成扩容。  方案一:采用采用F+A双频多通道RRUTDRU318FA替换原有单A频段多通道RRU完成F频段扩容。原单A频段RRU可搬迁至业务量小的区域使用。  方案二:采用单A频段多通道RRUTDRU318F与原有单A频段多通道RRU串联,完成F频段扩容。需新增一套RRU电源、光纤、接地线、上跳线等。  建议:从工程安装便捷性考虑,建议采用替换方案进行扩容,同时,被替换的设备仍可利旧,节省投资。  (3) 特殊场景的深度覆盖: 采用TDRU322进行建设。  目前对TD-S络查投诉最主要的还是弱覆盖的问题,其中居民小区投诉占到所有投诉的53%,来自高校的投诉占到10%。而高校往往是TD-SCDMA发展起来业务需求很大的场景。高校、居民小区等场景,传统8天线宏站难以入驻小区,且无法进行室分系统建设。采用F+A双频双通道RRU产品TDRU322,配合1+1双极化F+A双频天线进行室外穿透室内覆盖,是最佳站型选择。  与单通道覆盖相比,采用双通道进行覆盖有效提高上下行覆盖质量,提升用户体验。并可有效降低小区边缘终端发射功率,减少络干扰。此类场景业务量需求较大,需要引入F频段满足容量需求,F+A双频双通道RRU产品TDRU322同时支持F+A双频段,仅需一次施工即可解决FA双频段覆盖问题。  2、室内站点设备使用建议  (1) 室内单A频段需求站点: 采用TDRU311进行建设。  对于室内容量需求较小,且后续很长时间没有扩容需求的场景,采用A频段单通道RRU TDRU311建设单A频段站点,提高络利用率。  (2) 室内F+A需求站点:包括新建和室内单A频段站点F频段扩容,采用TDRU312进行建设。  大唐移动是业内率先推出室内F+A双频段单通道RRU产品TDRU312的厂家,TDRU312此产品在部署接近一年时间,产品的成熟度和可靠性得到了良好的验证。  对于容量需求较大的新建场景,为了满足F、A频段室内应用的灵活性与工程施工便利性,采用此F/A双频合一RRU产品TDRU312进行建设是最佳选择。  对于现单A频段站点容量需求较大,需要进行F频段扩容的场景,采用F/A双频合一RRU产品TDRU312替换原有单A频段单通道RRU完成F频段扩容,原单A频段RRU可挪至业务量小的区域使用。  (3) 室内有E频段需求站点: 采用TDRU313进行建设。  E频段已获批用于室内TD-SCDMA覆盖,而E频段终端推出还需至少1年时间,为了对室内E频段使用进行验证,推动E频段终端产业快速发展,建议E频段本期在室内进行少量试点应用。  大唐移动TDRU313为在业内推出首款F/A/E三频合一RRU产品,充分满足F、A、E频段室内应用的灵活性与工程施工便利性,快速便捷实现多频段组。F/A/E三频合一RRU产品TDRU313提供2个E频段通道,在室内覆盖时即可解决由于E频段路径损耗无法与F/A频段共覆盖问题,又可以满足演进到TD-LTE时应用22 MIMO的需求。F/A/E三频合一RRU产品TDRU313在E频段可支持10M TD-SCDMA与20M TD-LTE共模,实现平滑演进到TD-LTE。  五、共平台产品实现TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进  TD-SCDMA与TD-LTE共平台产品设计能够保证实现由TD-SCDMA向TD-LTE的平滑演进,在实现快速便捷络升级的同时最大限度保护现有投资。基于对TD-SCDMA和TD-LTE技术的深刻理解,在产品设计初期,大唐移动就充分考虑了TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进的实际需求,于2008年8月即推出了TD-SCDMA与TD-LTE共平台产品。  1、大容量的BBU平台可同时支持TD-SCDMA和TD-LTE  大唐移动大容量BBU产品EMB5116为业内集成度最高,2U高度支持TD-SCDMA的108载波,可同时支持3个20MHz 8天线双流BF的TD-L扇区和3个9载波的TD-S扇区。EMB5116此款大容量BBU产品Iub接口支持FE/GE,完全满足LTE的S1/X2接口带宽需求  2、大容量共平台RRU是平滑演进到TD-LTE的关键  RRU位于天面,工程施工困难,因此对于平滑引入TD-LTE,RRU支持平滑演进是关键。大唐移动推出的几款RRU设备TDRU313、TDRU318FA、TDRU318F以及TDRU322设备均支持TD-SCDMA与TD-LTE共模和转模两种共平台方式,可分别在E频段和F频段平滑演进到TD-LTE。  对于支持F频段的室外RRU产品和支持E频段的室内RRU产品,F频段和E频段均支持最大30MHz的处理带宽,可软件升级TD-SCDMA与TD-LTE两系统的共存,共存方式如图7所示:  六、总结  大唐移动针对TD-SCDMA系统多频段应用的现状,提出了灵活的大容量多频段组解决方案。该方案具备不同频段不同时隙配比能力,可满足中国移动后续上下行业务发展需求和向TD-LTE平滑演进需求,大大提升了频率利用率;多款大容量多频段RRU产品,实现一次建设到位,减少工程改造量,满足络扩容需求,大大降低建成本;多频段系列产品均基于TD-SCDMA与TD-LTE共平台,可实现向TD-LTE平滑演进。

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