分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)雙層網(wǎng)覆蓋解決方案

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 宗 春

分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)雙層網(wǎng)覆蓋解決方案

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 宗 春

在LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)）前三期工程建設(shè)中，宏基站采用F頻段為主建設(shè)，配置S1/1/1（三扇區(qū)，每扇區(qū)1個(gè)載頻），的LF方案； 在局部有載頻干擾、站高不理想或者宏蜂窩結(jié)構(gòu)不理想的基站采用D頻段建設(shè)，配置S1/1/1，的LD方案； 室內(nèi)分布系統(tǒng)則采用E頻段覆蓋，配置O1(載波帶寬20 MHz)的LE方案。介紹了TD-LTE（分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)）雙層網(wǎng)覆蓋解決方案： LF擴(kuò)LD解決方案和LD擴(kuò)LF解決方案，并介紹了TD-LTE雙層網(wǎng)后續(xù)演進(jìn)。

分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)； 雙層網(wǎng)； 覆蓋； 天饋系統(tǒng)

1 為什么要建設(shè)TD-LTE雙層網(wǎng)？

分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)（TD-LTE）網(wǎng)絡(luò)于2013年12月商用發(fā)牌。經(jīng)過三期工程的大規(guī)模建設(shè)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城區(qū)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和大部分農(nóng)村地區(qū)，僅剩少量低用戶需求的偏遠(yuǎn)農(nóng)村區(qū)域未覆蓋。2015年初，中國(guó)移動(dòng)已擁有TD-LTE基站××萬(wàn)個(gè)，4G用戶超××戶的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。3月份，頻分雙工長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE-FDD）商用牌照發(fā)放，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通加入了4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大軍。中國(guó)移動(dòng)為保證TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，在基本完成覆蓋的情況下，必然加快網(wǎng)絡(luò)容量和速度的提升，進(jìn)行TD-LTE雙層網(wǎng)覆蓋建設(shè)。

2 什么是TD-LTE雙層網(wǎng)？

TD-LTE共有3個(gè)頻段，其中中國(guó)移動(dòng)分配到的頻段分別為：

F頻段：1 880～1 900 MHz，共20 MHz，用于宏基站覆蓋；

D頻段：2 575～2 635 MHz，共60 MHz，用于宏基站覆蓋；

E頻段：2 320～2 370 MHz，共50 MHz，用于室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。

在LTE前三期工程建設(shè)中，宏基站采用F頻段為主建設(shè)，配置S1/1/1（三扇區(qū)，每扇區(qū)1個(gè)載頻），簡(jiǎn)稱LF方案； 在局部有載頻干擾、站高不理想或者宏蜂窩結(jié)構(gòu)不理想的基站采用D頻段建設(shè)，配置S1/1/1，簡(jiǎn)稱LD方案。室內(nèi)分布系統(tǒng)采用E頻段覆蓋，配置O1(載波帶寬20 MHz)，簡(jiǎn)稱LE方案。

TD-LTE容量和速率提升需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。擴(kuò)容方案有宏基站LF擴(kuò)LF、LD擴(kuò)LD，室內(nèi)分布系統(tǒng)LE擴(kuò)LE，這3種為同網(wǎng)絡(luò)載頻擴(kuò)容方案，不需要建設(shè)獨(dú)立的天饋線； LF擴(kuò)LD，LD擴(kuò)LF，這兩種方案需要建設(shè)獨(dú)立的天饋線，稱之為TD-LTE雙層網(wǎng)。

3 TD-LTE雙層網(wǎng)覆蓋解決方案

中國(guó)移動(dòng)同時(shí)運(yùn)營(yíng)著GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)、TD-SCDMA（時(shí)分同步碼分多址，以下簡(jiǎn)稱TD-S）網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。TD-S和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)主要采用分布式基站設(shè)備，主要由基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）組成，LTE-advanced后續(xù)演進(jìn)開通載波聚合（CA）業(yè)務(wù)提升速率，TD-LTE雙層網(wǎng)覆蓋需共用BBU。由于不同網(wǎng)絡(luò)可能采用的是不同廠商的基站設(shè)備，天饋線建設(shè)方案也千差萬(wàn)別，造成了TD-LTE雙層網(wǎng)覆蓋方案也千差萬(wàn)別。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站各類建設(shè)方式的梳理，總結(jié)出TD-LTE雙層網(wǎng)有如下幾種主要的覆蓋解決方案。

3.1 LF擴(kuò)LD解決方案

1） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S和LF網(wǎng)絡(luò)同廠商，LF由TD-S升級(jí)，共用BBU，共用天饋，擴(kuò)LD獨(dú)立天饋。

BBU處理能力支持的情況下，共用BBU，共用GPS（全球定位系統(tǒng)）天線和傳輸端口，新增獨(dú)立LD RRU。基站天面若有空間，新增智能天線，獨(dú)立建設(shè)LD覆蓋。若基站天面空間緊張，可將現(xiàn)網(wǎng)TD-S和LF共用的智能天線更換為FA/D（FA頻段/D頻段）合路型獨(dú)立電調(diào)天線，通過同一副物理天線實(shí)現(xiàn)TD-S、LF和LD雙層網(wǎng)的共同覆蓋。

2） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S和LF網(wǎng)絡(luò)同廠商，LF獨(dú)立新建，共用BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LD獨(dú)立天饋。

將現(xiàn)網(wǎng)LF獨(dú)立新建改為由TD-S升級(jí)，共用天饋，BBU處理能力支持的情況下，共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口，新增獨(dú)立LD RRU，利舊原有LF天饋線建設(shè)LD獨(dú)立天饋。若原有LF智能天線支持LD網(wǎng)絡(luò)，可直接利舊天饋線，否則需更換FA/D寬頻智能天線，利舊光纖等線纜。

3） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S和LF網(wǎng)絡(luò)同廠商，LF獨(dú)立新建，獨(dú)立BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LD獨(dú)立天饋。

BBU處理能力支持的情況下，新增LD與現(xiàn)網(wǎng)LF網(wǎng)絡(luò)共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口，新增獨(dú)立LD RRU。基站天面若有空間，新增智能天線，獨(dú)立建設(shè)LD覆蓋。若基站天面空間緊張，可將現(xiàn)網(wǎng)LF改為TD-S網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，共用天饋，利舊原有LF天饋線建設(shè)LD獨(dú)立天饋。若原有LF智能天線支持LD網(wǎng)絡(luò)，可直接利舊天饋線，否則需更換FA/D寬頻智能天線，利舊光纖等線纜。

4） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S和LF網(wǎng)絡(luò)異廠商，LF獨(dú)立新建，獨(dú)立BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LD獨(dú)立天饋。

BBU處理能力支持的情況下，新增LD與現(xiàn)網(wǎng)LF網(wǎng)絡(luò)共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口，新增獨(dú)立LD RRU。基站天面若有空間，新增智能天線，獨(dú)立建設(shè)LD覆蓋。若基站天面空間緊張，可將現(xiàn)網(wǎng)LF共用的智能天線更換為FA/D合路型獨(dú)立電調(diào)天線，通過同一副物理天線實(shí)現(xiàn)LF和LD雙層網(wǎng)的共同覆蓋。若現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)路用戶不多，低流量覆蓋，也可將TD-S網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉，利舊現(xiàn)網(wǎng)TD-S天饋線建設(shè)LD獨(dú)立天饋。

5） 現(xiàn)網(wǎng)無(wú)TD-S網(wǎng)絡(luò)，LF獨(dú)立新建，獨(dú)立BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LD獨(dú)立天饋。

BBU處理能力支持的情況下，新增LD與現(xiàn)網(wǎng)LF網(wǎng)絡(luò)共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口，新增獨(dú)立LD RRU。基站天面若有空間，新增智能天線，獨(dú)立建設(shè)LD覆蓋。若基站天面空間緊張，可將現(xiàn)網(wǎng)LF共用的智能天線更換為FA/D合路型獨(dú)立電調(diào)天線，通過同一副物理天線實(shí)現(xiàn)LF和LD雙層網(wǎng)的共同覆蓋。

3.2 LD擴(kuò)LF解決方案

1） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)，LD獨(dú)立新建，共用BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LF由現(xiàn)網(wǎng)TD-S直接升級(jí)。

現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)建設(shè)LF，共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口。若現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)天線支持FA頻段，可直接利舊，否則，需將天線更換為支持FA頻段的智能天線。

2） 現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)，LD獨(dú)立新建，獨(dú)立BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LF由現(xiàn)網(wǎng)TD-S直接升級(jí)。

現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)建設(shè)LF，由于CA需要，需將LD BBU與TD-S BBU合并，共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口。若現(xiàn)網(wǎng)TD-S網(wǎng)絡(luò)天線支持FA頻段，可直接利舊，否則，需將天線更換為支持FA頻段的智能天線。

3） 現(xiàn)網(wǎng)無(wú)TD-S網(wǎng)絡(luò)，LD獨(dú)立新建，獨(dú)立BBU，獨(dú)立天饋，擴(kuò)LF獨(dú)立天饋。

BBU處理能力支持的情況下，新增LF與LD共用BBU，共用GPS天線和傳輸端口。基站天面若有空間，新增智能天線，獨(dú)立建設(shè)LF覆蓋。若基站天面空間緊張，可將現(xiàn)網(wǎng)LF智能天線更換為FA/D合路型獨(dú)立電調(diào)天線，通過同一副物理天線實(shí)現(xiàn)LF和LD雙層網(wǎng)的共同覆蓋。

4 TD-LTE雙層網(wǎng)后續(xù)演進(jìn)

TD-LTE雙層網(wǎng)后續(xù)必然向LTE-A（LTE-advanced）演進(jìn)，LTE-A通過載波聚合和傳輸模式9（TM9）來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)4G（第4代移動(dòng)通信）網(wǎng)絡(luò)性能。

載波聚合（CA）通過將多個(gè)LTE成員載波聚合起來(lái)形成更大的帶寬（各個(gè)成員載波可以是頻率連續(xù)的，也可以是非連續(xù)的），使得上下行峰值速率及邊緣速率達(dá)到成倍提高，并實(shí)現(xiàn)小區(qū)容量的成倍提升。

上/下行增強(qiáng)MIMO（多輸入多輸出）基于8天線能力進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步定義了增強(qiáng)的TM9。TM9是在TM8的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其中還利用了TM8已經(jīng)定義的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)。TM9的主要特點(diǎn)是支持下行最多8層并行傳輸層數(shù)，最大峰值頻譜效率可達(dá)30 bit·s-1·Hz-1。相比于目前國(guó)內(nèi)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中下行最多2層并行傳輸，頻譜效率提高了4倍。

目前，廠商測(cè)試通過1F加4D五個(gè)20 MHz載波聚合，共計(jì)100 MHz帶寬，以多天線增強(qiáng)技術(shù)TM9下行四流發(fā)送，跨頻段五載波可以實(shí)現(xiàn)1.25 Gb/s超高下載速率。