胡劍飛 陶忠喜 孫登黨

【摘要】隨著4G系統(tǒng)解決方案和產(chǎn)品的成熟，全球的移動(dòng)通信行業(yè)已進(jìn)入4G時(shí)代。如何規(guī)劃和部署高效、低成本的4G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常重要的課題。本文綜合分析了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與2G網(wǎng)絡(luò)資源利用的問(wèn)題，包括在原有2G站址拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行TD-LTE規(guī)劃的方法，TD-LTE與GSM之間共址建設(shè)的資源利用分析等。在保證4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃質(zhì)量的前提下，充分利用現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡(luò)資源，以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資，加快建設(shè)進(jìn)度。為更好更快地建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，降低投資成本，提高投資收益提供了有益的參考。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE;GSM;共址規(guī)劃建設(shè)

一、現(xiàn)狀介紹及分析

2013年底，國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商同時(shí)獲得了TD-LTE牌照。目前，國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商在4G領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)已全面展開(kāi)。在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，由于運(yùn)營(yíng)商在發(fā)展戰(zhàn)略、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、用戶規(guī)模、所處的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境等方面存在差異，因此在部署4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)也會(huì)根據(jù)這些因素制定不同的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略。

為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)先機(jī)，快速建立LTE品牌，扭轉(zhuǎn)目前3G網(wǎng)絡(luò)的不利地位，中國(guó)移動(dòng)需要快速的進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)的部署。現(xiàn)在，由于居民健康、環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，政府對(duì)基站建設(shè)法規(guī)滯后以及現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)占用了較多的站址資源等原因，站點(diǎn)的獲取和建設(shè)已成為制約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個(gè)重要瓶頸。

但是，由于中國(guó)移動(dòng)擁有龐大的2G/3G站址資源，因此可以基于現(xiàn)網(wǎng)豐富的GSM站址資源，通過(guò)共站升級(jí)或者共站建設(shè)的方式來(lái)建設(shè)TD-LTE，可在滿足TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)性能要求的同時(shí)快速部署。

同時(shí)，通過(guò)充分地利用現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)各種資源資源，如室內(nèi)分布系統(tǒng)，站址、機(jī)房、鐵塔、防護(hù)設(shè)備、傳輸設(shè)備、電源設(shè)備等，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資，加快建設(shè)進(jìn)度。最大限度的降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，提高盈利能力，避免配套建設(shè)和項(xiàng)目的重復(fù)建設(shè)。降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，提高了投資收益。

二、TD-LTE基于2G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的規(guī)劃

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要任務(wù)是根據(jù)無(wú)線網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)、傳播環(huán)境等條件，運(yùn)用一系列規(guī)劃方法，設(shè)計(jì)出合適的基站位置、基站參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)等，以滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量等方面的要求。TD-LTE采用TDD雙工模式，以及OFDM和MIMO結(jié)合的物理層技術(shù)，決定了其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的大部分方法。

根據(jù)TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)，TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要包括5個(gè)階段：需求分析、預(yù)規(guī)劃、站址規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)仿真和無(wú)線資源與參數(shù)規(guī)劃。流程如圖1所示：

圖1 流程圖

在站址規(guī)劃階段，主要工作是依據(jù)鏈路預(yù)算的建議值，結(jié)合目前2G網(wǎng)絡(luò)站址資源情況，進(jìn)行站址布局工作，并在確定站點(diǎn)初步布局后，結(jié)合現(xiàn)有資料或現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)來(lái)進(jìn)行站點(diǎn)可用性分析，確定目前覆蓋區(qū)域可用的共址站點(diǎn)和需新建的站點(diǎn)。

由于TD-LTE使用了更高頻段和大帶寬同頻組網(wǎng)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G相比對(duì)信號(hào)質(zhì)量更為敏感，對(duì)提升SINR的需求很迫切;TD-LTE是同頻組網(wǎng)，對(duì)重疊覆蓋更加敏感，需嚴(yán)格控制重疊覆蓋區(qū)域。因此不能簡(jiǎn)單重用2G站點(diǎn)，需要通過(guò)良好的站址布局以及充足的站址資源來(lái)消除弱覆蓋和重疊覆蓋，以保證TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

因此，需要重點(diǎn)關(guān)注以下兩方面的問(wèn)題：

1.控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、消除弱覆蓋：站址規(guī)劃時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)保持理想的蜂窩結(jié)構(gòu)，在充分利舊2G/3G站點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)偏離度較高的站址進(jìn)行詳細(xì)的排查和分析。當(dāng)共站達(dá)不到規(guī)劃要求時(shí)應(yīng)新建站點(diǎn)，盡量保證基站建設(shè)符合蜂窩結(jié)構(gòu)，以保證連續(xù)覆蓋。同時(shí)要杜絕網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理的站點(diǎn)入網(wǎng)。

2.控制天線掛高、避免越區(qū)干擾：應(yīng)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)2G高站的站址進(jìn)行排查分析，原則上應(yīng)避免選取對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響較大的現(xiàn)有2G高站（基站掛高控制在25-35m，大于50m的站點(diǎn)原則上不得入網(wǎng)）。

通過(guò)以上方式，在2G現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，營(yíng)造LTE目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，既保證了4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃質(zhì)量，又充分利用了現(xiàn)有2G站點(diǎn)資源，達(dá)到節(jié)約投資、快速部署的目的。

三、TD-LTE與2G基站的共址建設(shè)

TD-LTE要實(shí)現(xiàn)與2G站點(diǎn)共站址的要求，就要解決如何利用2G站址資源，包括電源、機(jī)房、塔桅等已有資源的相關(guān)問(wèn)題。

對(duì)于已有的2G基站資源的重利用，包括以下幾個(gè)方面：

（1）電源設(shè)備重利用;

（2）室內(nèi)外防雷接地網(wǎng)的利舊;走線架的共用，現(xiàn)有饋線窗的利用;門禁、監(jiān)控設(shè)備的共用;

（3）現(xiàn)有鐵塔、桅桿等天饋資源的利用;

（4）傳輸設(shè)備、DDF/ODF架的共用。

其中電源、機(jī)房和天面等資源是重中之重。

1.共址站電源改造：

TD-LTE基站無(wú)線設(shè)備功耗（含1個(gè)BBU、3個(gè)RRU）約2100W，傳輸和監(jiān)控設(shè)備功耗約200W。現(xiàn)有設(shè)備負(fù)荷按照實(shí)測(cè)值的1.2倍計(jì)算。

（1）蓄電池組

應(yīng)根據(jù)后備時(shí)間要求、機(jī)房荷載、機(jī)房面積等因素來(lái)確定是否需要更換和更換后的容量，更換后的蓄電池宜采用2組。

（2）開(kāi)關(guān)電源

對(duì)于現(xiàn)有-48V電源，如果不滿足LTE需求，則通過(guò)新增端子、擴(kuò)容整流模塊等手段進(jìn)行改造;

對(duì)于現(xiàn)有-24V電源，如果不滿足LTE需求，采用新增一套-48V電源系統(tǒng)或者對(duì)原有-24V電源配置1個(gè)+24V/-48V的直流變換器為TD-LTE設(shè)備供電的方案。

2.共址站機(jī)房改造：

（1）饋孔改造：新開(kāi)饋線孔或新增饋線窗;

（2）設(shè)備承重加固：對(duì)于增加機(jī)柜或蓄電池，而機(jī)房承重不滿足要求的需進(jìn)行改造的，制作承重加固基礎(chǔ)設(shè)備。

（3）接地改造：對(duì)于已有2G站點(diǎn)不能滿足LTE新增接地要求的，需重新制作室內(nèi)、室外接地系統(tǒng)。

3.共址站天面改造：

（1）獨(dú)立新建LTE天線方案

從保證TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的角度出發(fā)，依托GSM站址為TD-LTE新建天線應(yīng)當(dāng)是首選的方案。該方案便于系統(tǒng)間獨(dú)立優(yōu)化，減少系統(tǒng)間的相互影響和束縛等。

1）空間：需提供足夠的空間來(lái)安裝天線和饋線;

2）高度：需提供高度合適的安裝位置;

3）隔離度：需考慮與其他系統(tǒng)的隔離問(wèn)題;

但是，在工程實(shí)踐中，往往由于天面有限，無(wú)法新增LTE獨(dú)立天線，需要多系統(tǒng)共用天線。以下是兩種多系統(tǒng)共用天線方案。

（2）TD-LTE/GSM共天線方案

選用雙極化雙頻段雙電調(diào)的商用天線，對(duì)原有的GSM天線進(jìn)行替換。由于無(wú)線電傳播特性和網(wǎng)絡(luò)承載的因素，該方案建議TD-LTE和GSM1800共站建設(shè)。

（3）TD-LTE/GSM共存射頻方案

考慮到GSM1800與TD-LTE之間的雜散干擾和阻塞干擾，GSM與LTE系統(tǒng)間干擾的主要問(wèn)題是GSM下行鏈路發(fā)射雜散對(duì)TD-LTE上行接收的干擾，網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)無(wú)論考慮采用空間隔離還是濾波器耦合衰落，所需的隔離要求較嚴(yán)。由于工程實(shí)現(xiàn)較難。因此建議采用滿足隔離度的合路器方案。

四、小結(jié)

基于中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)豐富的GSM站址資源，本文通過(guò)站址規(guī)劃層面及站址配套的改造實(shí)施兩大方面對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與2G網(wǎng)絡(luò)資源利用的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。對(duì)基于2G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，從消除弱覆蓋區(qū)域及避免重疊區(qū)域干擾兩方面進(jìn)行了總結(jié);同時(shí)，對(duì)于LTE共址利舊2G站點(diǎn)的相關(guān)的配套（如電源、機(jī)房、天面等）改造原則進(jìn)行了論述，為節(jié)約TD-LTE網(wǎng)絡(luò)投資，提高投資收益，加快建設(shè)進(jìn)度提供了有益的參考。

作者簡(jiǎn)介：

胡劍飛（1982—），中級(jí)工程師，現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，主要承擔(dān)無(wú)線網(wǎng)工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

陶忠喜（1985—），初級(jí)工程師，現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，主要承擔(dān)無(wú)線網(wǎng)工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

孫登黨（1986—），中級(jí)工程師，現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，主要承擔(dān)核心網(wǎng)工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。