應急通信車TD—LTE升級改造方案

晏敏俊

【摘 要】隨著移動互聯網時代的到來，目前主要保障語音業務的GSM應急通信車已無法滿足用戶對于高速數據業務的需求。為提升應急車的保障能力，我們研究了在應急車上集成TD-LTE基站的可行性，并具體實施了升級改造，為實現多業務、多層次的應急通信保障奠定了基礎。

【關鍵詞】應急通信車；TD-LTE；設計目標；升級改造

0 引言

應急通信車作為一種新型應急通信保障手段，具有機動性強、響應速度快、保障效果顯著等特點，在應對突發事件、大型活動的通信保障中發揮了重要的作用。然而，隨著移動互聯網時代的到來，手機用戶已不再滿足于單純的話音業務，對數據業務質量的要求越來越高，傳統應急通信車搭載的GSM設備所支持的GPRS及EDGE業務已無法滿足用戶對于高速移動數據業務的需求。因此，在應急通信車上加裝TD-LTE基站主設備，實施升級改造，已成為一項迫切的任務。

1 應急車的系統組成

應急通信車通常由車輛系統、電源系統、通信系統、支撐平衡系統和監控系統等組成。

其中，通信系統是整個應急通信車的核心，由通信設備、傳輸設備和天饋設備組成。通信設備是指應急車上集成的能夠實現無線通信的設備，目前裝載的是GSM制式的基站；傳輸設備是指能夠將應急車接入移動通信網絡的設備，通常應急車采用的傳輸接入方式為微波接入或光纜接入；信號經過通信系統處理后，需轉換為射頻信號，天饋設備是射頻信號傳輸、發射及接收的載體，主要由天線、饋線以及合路器等組成。

對應急通信車進行升級改造，使其通過應用TD-LTE技術來提升高速數據業務的保障能力，則需要重點對應急車的通信系統進行改造，包括LTE基站主設備的加裝、天線的替換等。

2 應急車系統升級改造的設計目標

2.1 小區配置

應急通信車是在滿足原有保障能力的基礎上進行升級改造，因此原來3個GSM小區的配置需要保留，小區的載頻配置仍為D8/8/8。

應急車增加TD-LTE基站主設備，并同時實現TD-SCDMA與TD-LTE共模，這樣可使應急車具備GSM+TD-S+TD-L的保障能力，均設3個小區。根據LTE室外宏站的網絡建設和規劃現狀，TD-LTE應支持F頻段和D頻段，配置設為S1/1/1；TD-SCDMA最大配置設為S9/9/9。

設計目標：GSM（D8/8/8）+TD-S（S9/9/9）+TD-L（S1/1/1）

2.2 傳輸能力

目前應急車的傳輸接入方式為微波接入或光纜接入，但最終均轉換為E1鏈路。其中微波接入方式最多支持16路E1，而一個TD-LTE基站傳輸的保證帶寬為40Mbps，峰值帶寬為360Mbps，現有微波設備顯然無法滿足TD-LTE系統的傳輸容量。

設計目標：微波設備升級為支持高帶寬的IP微波

2.3 天饋能力

應急車加裝TD-LTE和TD-SCDMA設備后，天饋系統的工作頻段應當支持F+A+D頻段，目前應急車上使用的天線以及合路器的工作頻段為900M和1800M，因此需要替換。

設計目標：應急車天線及合路器需支持1800M+F+A+D頻段

2.4 車體總重

應急車進行升級改造，增加設備，將會改變應急車的總重。考慮到車輛的行駛安全，需要控制改造后的應急車總重。此次改造應急車的車輛底盤為奔馳815D，車輛允許載重為3580kg，車輛允許總重為7490kg。

設計目標：升級改造后的應急車總重≤7490kg

2.5 桅桿承重

應急車天線替換時，從安全角度出發，需考慮天線桅桿的承重。應急車的天線桅桿采用WILLBURT帶自鎖裝置的氣動升降桿，升降桿型號為9-50，最大承重為205kg。同樣，微波設備替換時，安裝微波室外機也需要考慮到微波桅桿的承重，應急車微波桅桿為GEROH電動升降桿，型號為10KVR5，最大承重為70kg。

設計目標：升級改造后天線桅桿承重≤205kg，微波桅桿承重≤70kg

3 應急車系統升級改造方案

3.1 基站主設備升級改造方案

根據網絡需求，選擇在應急車上加裝華為廠商的TD-LTE基站。為適應應急車的安裝環境并符合升級改造的各類設計目標，需選擇合適的BBU和RRU，具體的改造方案如下所述。

（1）演進方式

基站設備采用TD-L和TD-S共模的方式，即TD-L和TD-S基站共用同一套BBU和RRU，這樣可以節省空間，符合應急通信車的安裝環境。

（2）BBU選型

BBU型號選取BBU3900。BBU3900采用盒式結構，重量小于等于12kg，可安裝在19英寸寬、2U高的狹小空間里。

BBU中可以同時配置TD-L和TD-S主控板；LTE的基帶板選用LBBPd4，單板可支持3×（1×8T8R）×20M或3×（2×2T2R）×20M，即無論采用8通道還是2通道天線，均可支持每小區帶寬20M的S1/1/1配置，滿足LTE小區配置的設計目標；TD-S的基帶板選用UBBPc，每塊單板可支持12個載波，要滿足TD小區最大配置S9/9/9的設計目標，需要配置3塊UBBPc。

（3）RRU選型

根據設計目標，TD-LTE設備需工作在F頻段和D頻段，TD-SCDMA設備需工作在F頻段和A頻段，因此共模RRU需要支持F+A+D頻段。此外，考慮到桅桿承重因素，RRU必須下置在應急車后艙內，此時如果選用8通道RRU，那么需要將8根饋線盤繞在桅桿上，將超出桅桿承重，因此為減少饋線數量，只能選用邏輯通道數為2通道的RRU。結合上述兩個因素，我們發現華為的DRRU3172-fad型RRU符合條件。

每個DRRU3172-fad在FA頻段上可支持20M（TD-L）+15載波（TD-S），在D頻段上可支持2×20M（TD-L），滿足TD-L單小區20M帶寬及TD-S單小區9載波的設計目標。

3.2 微波設備升級改造方案

微波設備一般由室內機（IDU）和室外機（ODU）組成，IDU可以安裝在19英寸標準機架內，ODU需要安裝微波桅桿上。因此在微波設備選型時，主要需要2個因素，即微波支持的帶寬和微波桅桿的承重。

華為IP微波RTN905最大可支持1000Mbps的大帶寬傳輸，滿足TD-LTE系統的傳輸容量。RTN905微波的室外機的重量為15kg，而云臺重量為20Kg，盤繞在微波桅桿上的中頻電纜的重量為10Kg。這樣微波桅桿上承受的總重量達到45kg，滿足微波桅桿承重≤70kg的設計目標。

因此，我們選擇將微波設備升級為華為IP微波RTN905。

3.3 天饋系統改造方案

（1）天線

天線的選型需要考慮天線的工作頻段、天線端口數、天線的重量等。我們通過查閱天線資料，最終選擇京信的ODV-065R18J型天線，該天線工作頻段為1710-2690MHz，重量為9kg，符合設計目標。

天線選型完成后，我們將天線桅桿的承重進行計算，其中3副天線重量共27kg，塔頂機構重量為23kg，盤繞的饋線重量為63kg，避雷針重量為5kg。這樣天線桅桿的總承重為118kg，小于桅桿的最大承重205kg，符合設計目標。

（2）合路器

應急車增加LTE和TD-SCDMA設備，因此天饋系統需安裝多頻段合路器。我們選擇京信CM-EDTY3-ON1型合路器，該合路器為三端口合路器，其頻率范圍分別為885～954MHz&1710～1830MHz、1880～2025MHz、2500～2690MHz，符合1800M+F+A+D頻段的設計目標。

3.4 空間布局改造方案

在應急車上集成TD-LTE基站，則需要對應急車內的空間布局進行改造，具體方案如下。

前艙：

拆除傳輸綜合柜，原位置改造成上層為儲物柜，下層為24V及12V蓄電池柜，原傳輸綜合柜中的各類設備另行安置于新增綜合柜中。

拆除一個GSM BTS機架，原位置安裝一個19英寸標準機架，即新增的綜合柜，用于集成TD-L和TD-S共模BBU、華為IP微波以及原傳輸綜合柜中的各類設備。

拆除配電柜，原位置改造成上層為儲物柜，下層為48V蓄電池柜。

拆除蓄電池柜，原位置安裝新的配電柜。

后艙：

后艙左上部分加裝3臺RRU3172-fad，并安裝6個三頻合路器。

應急車升級改造后，稱重顯示車輛總重為6816kg，滿足總重小于7490kg的設計目標。

4 總結

本文中，我們介紹了在現有應急通信車上加裝TD-LTE基站的升級改造工作。改造過程中，在設備選型及安裝工藝上，均無參考范例，并且應急車的天饋設備改動較大，因此本次改造將為今后應急車向3G、4G升級改造提供參考和依據。

應急車完成升級改造，在今后開展保障時，可使2G、3G和LTE設備共同開通、同時保障。通過LTE技術在應急車上的應用，將為應急通信保障工作引入多業務保障的理念和模式，優化應急車的響應能力和保障能力。

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[責任編輯：湯靜]