作者/王佼，黑龍江同信通信股份有限公司

基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE演進(jìn)中的規(guī)劃研究

作者/王佼，黑龍江同信通信股份有限公司

未來幾年中，基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷演進(jìn)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與TD-LET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將會(huì)在鄰頻并行。本文基于此背景研究基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并希望在設(shè)計(jì)階段針對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提升其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，，利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，預(yù)測分析了基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的問題站點(diǎn)。研究基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)階段針對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提升其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)；TD-LTE網(wǎng)絡(luò)；規(guī)劃研究；分析優(yōu)化

引言

未來幾年中，基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷演進(jìn)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與TD-LET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將會(huì)在鄰頻并行。本文基于此背景研究基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并希望在設(shè)計(jì)階段針對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提升其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

1.頻率分析

基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)演進(jìn)而來的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建設(shè)規(guī)劃階段，由于總體用戶較少，業(yè)務(wù)需求量也較小，在兼顧兩種網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)的需求下，采用TD-LTE與TD-SCDMA共站架設(shè)且配比為1：1，最終實(shí)現(xiàn)TD-LTE和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)相互重疊、邊界相同。基于TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)具有相似之處。首先，兩種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都采用時(shí)分雙工方式通信。其次，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)常用頻段與TD-LET網(wǎng)絡(luò)常用頻段相似，信號(hào)通信過程的差異性較小。最后，兩種網(wǎng)絡(luò)均采用間距較小的智能天線和賦形波束技術(shù)。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在1：1鄰頻共站建設(shè)時(shí)，兩者系統(tǒng)之間可能存在干擾鏈路，如基站之間相互干擾、移動(dòng)臺(tái)之間相互干擾、基站和移動(dòng)臺(tái)之間的相互干擾等干擾鏈路。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的時(shí)隙長度是0.675ms，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的時(shí)隙長度是0.5ms。因此，兩者系統(tǒng)之間的時(shí)隙邊界無法自然對其，從而造成系統(tǒng)間的時(shí)隙干擾。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)幀結(jié)構(gòu)對比圖，如圖1所示。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的子幀#0的時(shí)間長度為1ms，DwPTS、GP和 UpPTS總 時(shí) 長 為 1ms。TD-SCDMA，DwPTS、GP和UpPTS總時(shí)長為275μs。同時(shí)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的幀結(jié)構(gòu)指定了數(shù)據(jù)傳輸方向的時(shí)隙，幀頭相同的情況下，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的子幀#0是下行方向，而TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的UpPTS頻段相沖突。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的子幀TS1是上行方向，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的DwPTS下行子幀相沖突。因此，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與TE-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在同頻段時(shí)將會(huì)產(chǎn)生影響通信質(zhì)量的干擾。

圖1 TD-LTE與TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)對比

采用第二種方案雖然主頻段覆蓋能力弱、干擾關(guān)系簡單、對設(shè)備要求少、且單頻組網(wǎng)的無線資源算法較為簡單，但適合進(jìn)行TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模性試驗(yàn)建設(shè)。而第一種方案具有主頻覆蓋能力強(qiáng)、干擾關(guān)系復(fù)雜、設(shè)備需要支持F、D頻段、且雙頻組網(wǎng)無線資源算法較為復(fù)雜，但可以充分利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的資源，無需進(jìn)行額外的站點(diǎn)建設(shè)。因此，首先采用第二種方案進(jìn)行規(guī)模性試驗(yàn)建設(shè)，再采用第二種方案進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，可充分利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)資源，達(dá)到平滑升級(jí)的目的，借鑒TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化。

2.天線分析

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，TD-LTE與WLAN網(wǎng)絡(luò)僅有10MHz的帶寬相隔，對于頻段相差不大的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)而言，由于發(fā)射機(jī)的濾波器等設(shè)備無法達(dá)到理論濾波效果并伴隨產(chǎn)生輻射干擾，經(jīng)一系列空間傳播后形成干擾信號(hào)。當(dāng)同頻段TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)共室時(shí)將會(huì)產(chǎn)生影響通信質(zhì)量的干擾。目前，根據(jù)國內(nèi)外建設(shè)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模性試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗(yàn)證，2天線和8天線都可用于建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這一點(diǎn)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有較大差別。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，采用陣列天線并使用8天線進(jìn)行構(gòu)建。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模性試驗(yàn)中，采用8天線的網(wǎng)絡(luò)組與2天線網(wǎng)絡(luò)組在平均吞吐量上提升了性能的85%左右，而在邊緣吞吐量上提高了135%左右。同時(shí)，在覆蓋半徑方面，8天線是2天線的兩倍。智能天線一方面能對上行多接入信號(hào)，通過控件信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行空間濾波。另一方面智能天線能對下行數(shù)據(jù)進(jìn)行賦形發(fā)送。因此，8天線無論是在信息吞吐量方面還是在信號(hào)覆蓋半徑上都具有較大優(yōu)勢。同時(shí)，才用8天線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將減少基站建設(shè)。2天線主要用于高速公路站點(diǎn)以及對信號(hào)盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋等方面。所以，對于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基站時(shí)，建議采用8天線。

3.主設(shè)備分析

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的無線接入網(wǎng)絡(luò)由eNodeB組成，相比現(xiàn)有TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的Node B站點(diǎn)，eNode B通過集成RNC功能，從而減少了通信時(shí)協(xié)議層次，優(yōu)化了通信結(jié)構(gòu)。eNode B站點(diǎn)主要包括射頻拉遠(yuǎn)單元RRU和基帶處理單元BBU兩部分。而TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)共用的基帶處理單元，則需要對原有的基帶處理單元進(jìn)行軟件升級(jí)，使得TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的基帶處理單元單獨(dú)運(yùn)行。或者通過單獨(dú)接入一個(gè)主控板和基帶處理單元板并共用接口，使TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在同一基帶處理單元下共同運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣能實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有資源整合的目的，節(jié)約通信成本。

在室外基站建設(shè)方面，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU主要支持F頻段，因此對于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)來說，僅需要對射頻拉遠(yuǎn)單元RRU進(jìn)行軟件升級(jí)即可共同運(yùn)行。在室內(nèi)組網(wǎng)方面，則需要重新構(gòu)建支持D頻段的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU，若TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)使用的是支持A頻段的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU也需要重新加設(shè)支持E頻段的TD-LTE射頻拉遠(yuǎn)單元RRU。

4.共RRU技術(shù)方案分析

一般TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，均按照1.6MHz帶寬設(shè)計(jì)射頻拉遠(yuǎn)單元RRU。同時(shí)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的載波發(fā)射功率規(guī)定了射頻拉遠(yuǎn)單元的額定功率，頻率資源和帶寬也決定了射頻拉遠(yuǎn)單元RRU的頻率位置和帶寬。與此同時(shí)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)則基于靈活帶寬配置并在不同帶寬下運(yùn)行，需要替換部分結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的共同并行。

因此，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU支持F頻段和A頻段則此設(shè)備可以向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，即將TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU各增設(shè)一根光纖接入各自的基帶處理單元BBU實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)不支持F頻段和A頻段則需要增設(shè)支持F頻段和A頻段的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU，并增設(shè)一根光纖接入基帶處理單元BBU即可實(shí)現(xiàn)通信。

5.結(jié)語

未來幾年中，基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷演進(jìn)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與TD-LET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將會(huì)在鄰頻并行。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)部分通信過程相似，但在信號(hào)帶寬技術(shù)和底層信號(hào)處理技術(shù)方面存在較大差別。因此，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)無法共用基帶處理單元BBU，需要額外加設(shè)TD-LTE的基帶處理單元BBU。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠平滑過渡到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，并能實(shí)現(xiàn)大部分設(shè)備的共用。針對TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU進(jìn)行改造，采用雙模RRU設(shè)備結(jié)構(gòu)將能實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的共同并行，利用原有天線的同時(shí)節(jié)約設(shè)備設(shè)計(jì)制造成本，極大地提高工程建設(shè)覆蓋率，對今后TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)具有規(guī)劃層面的指導(dǎo)意義和工程價(jià)值。

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