大唐移动实现LTE平滑演进组网方案

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，三个频段的分布情况如图1所示：

图1：TD-SCDMA可用频段

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网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；

如何降低建网成本：由于RRU设备和频段密切相关，多个频段组网，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规模试验网的室内频点，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网解决方案，该方案既可以提升频段利用率、降低建网成本，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，本期网络建设仍以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网等下行数据业务；

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。

图2：不同频段不同时隙比配置

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网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。随着物联网、无线城市以及移动互联网发展迅速，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，现网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，如图3所示，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。

图 3：不同时隙转换点配置下单用户HSUPA理论峰值速率

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网络竞争力

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4所示：

图4： TD-S与TD-L帧结构共存分析

从图4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月在西安现网进行了F+A混合组网功能测试。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。

图5： F/A频段实施不同时隙转换点配置测试结果

四、室内外场景下多频段建网方案

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，从中国移动建网成本考虑，采用单A频段多通道RRU TDRU318进行建设，提高网络利用率。

图6：室外单A站点建设

(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。

图7：室外F+A站点建设

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。

图 8：室外A频段站点F频段扩容

(3) 特殊场景的深度覆盖： 采用TDRU322进行建设。

目前对TD-S网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，减少网络干扰。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。

图9：特殊场景深度覆盖

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，提高网络利用率。

图10：室内单A站点建设

(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此产品在网部署接近一年时间，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。

图11：室内F+A站点建设

对于现网单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。

图12：室内单A站点F频段扩容

(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网。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2×2 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。

图 13：室内F+A+E频段站点

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，在实现快速便捷网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

图 14：EMB5116支持TD-SCDMA和TD-LTE双模

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15所示：

图 15：RRU支持TD-SCDMA和TD-LTE共平台

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网解决方案。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，满足网络扩容需求，大大降低建网成本；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。