TD—LTE網絡建設與2G網絡資源利用的問題淺析

胡劍飛 陶忠喜 孫登黨

【摘要】隨著4G系統解決方案和產品的成熟，全球的移動通信行業已進入4G時代。如何規劃和部署高效、低成本的4G網絡是一個非常重要的課題。本文綜合分析了TD-LTE網絡建設與2G網絡資源利用的問題，包括在原有2G站址拓撲結構的基礎上進行TD-LTE規劃的方法，TD-LTE與GSM之間共址建設的資源利用分析等。在保證4G網絡規劃質量的前提下，充分利用現有的2G網絡資源，以節省網絡投資，加快建設進度。為更好更快地建設TD-LTE網絡，降低投資成本，提高投資收益提供了有益的參考。

【關鍵詞】TD-LTE;GSM;共址規劃建設

一、現狀介紹及分析

2013年底，國內三家運營商同時獲得了TD-LTE牌照。目前，國內三家運營商在4G領域的競爭已全面展開。在4G網絡建設初期，由于運營商在發展戰略、網絡現狀、用戶規模、所處的競爭環境等方面存在差異，因此在部署4G網絡時也會根據這些因素制定不同的網絡建設策略。

為了爭奪市場先機，快速建立LTE品牌，扭轉目前3G網絡的不利地位，中國移動需要快速的進行4G網絡的部署。現在，由于居民健康、環保意識不斷增強，政府對基站建設法規滯后以及現有的2G/3G網絡占用了較多的站址資源等原因，站點的獲取和建設已成為制約網絡建設的一個重要瓶頸。

但是，由于中國移動擁有龐大的2G/3G站址資源，因此可以基于現網豐富的GSM站址資源，通過共站升級或者共站建設的方式來建設TD-LTE，可在滿足TD-LTE的網絡性能要求的同時快速部署。

同時，通過充分地利用現有2G網絡各種資源資源，如室內分布系統，站址、機房、鐵塔、防護設備、傳輸設備、電源設備等，節省網絡投資，加快建設進度。最大限度的降低網絡運營風險，提高盈利能力，避免配套建設和項目的重復建設。降低了網絡建設成本，提高了投資收益。

二、TD-LTE基于2G網絡拓撲結構的規劃

無線網絡規劃主要任務是根據無線網的技術特點、傳播環境等條件，運用一系列規劃方法，設計出合適的基站位置、基站參數、系統參數等，以滿足網絡覆蓋、容量和質量等方面的要求。TD-LTE采用TDD雙工模式，以及OFDM和MIMO結合的物理層技術，決定了其無線網絡規劃的大部分方法。

根據TD-LTE無線網絡技術特點，TD-LTE無線網絡規劃主要包括5個階段：需求分析、預規劃、站址規劃、網絡仿真和無線資源與參數規劃。流程如圖1所示：

圖1 流程圖

在站址規劃階段，主要工作是依據鏈路預算的建議值，結合目前2G網絡站址資源情況，進行站址布局工作，并在確定站點初步布局后，結合現有資料或現場勘測來進行站點可用性分析，確定目前覆蓋區域可用的共址站點和需新建的站點。

由于TD-LTE使用了更高頻段和大帶寬同頻組網，TD-LTE網絡和2G/3G相比對信號質量更為敏感，對提升SINR的需求很迫切;TD-LTE是同頻組網，對重疊覆蓋更加敏感，需嚴格控制重疊覆蓋區域。因此不能簡單重用2G站點，需要通過良好的站址布局以及充足的站址資源來消除弱覆蓋和重疊覆蓋，以保證TD-LTE的網絡質量。

因此，需要重點關注以下兩方面的問題：

1.控制網絡結構、消除弱覆蓋：站址規劃時，網絡結構應保持理想的蜂窩結構，在充分利舊2G/3G站點的同時，對偏離度較高的站址進行詳細的排查和分析。當共站達不到規劃要求時應新建站點，盡量保證基站建設符合蜂窩結構，以保證連續覆蓋。同時要杜絕網絡結構不合理的站點入網。

2.控制天線掛高、避免越區干擾：應對現網2G高站的站址進行排查分析，原則上應避免選取對網絡性能影響較大的現有2G高站（基站掛高控制在25-35m，大于50m的站點原則上不得入網）。

通過以上方式，在2G現有網絡拓撲結構的基礎上，營造LTE目標網絡，既保證了4G網絡規劃質量，又充分利用了現有2G站點資源，達到節約投資、快速部署的目的。

三、TD-LTE與2G基站的共址建設

TD-LTE要實現與2G站點共站址的要求，就要解決如何利用2G站址資源，包括電源、機房、塔桅等已有資源的相關問題。

對于已有的2G基站資源的重利用，包括以下幾個方面：

（1）電源設備重利用;

（2）室內外防雷接地網的利舊;走線架的共用，現有饋線窗的利用;門禁、監控設備的共用;

（3）現有鐵塔、桅桿等天饋資源的利用;

（4）傳輸設備、DDF/ODF架的共用。

其中電源、機房和天面等資源是重中之重。

1.共址站電源改造：

TD-LTE基站無線設備功耗（含1個BBU、3個RRU）約2100W，傳輸和監控設備功耗約200W。現有設備負荷按照實測值的1.2倍計算。

（1）蓄電池組

應根據后備時間要求、機房荷載、機房面積等因素來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）開關電源

對于現有-48V電源，如果不滿足LTE需求，則通過新增端子、擴容整流模塊等手段進行改造;

對于現有-24V電源，如果不滿足LTE需求，采用新增一套-48V電源系統或者對原有-24V電源配置1個+24V/-48V的直流變換器為TD-LTE設備供電的方案。

2.共址站機房改造：

（1）饋孔改造：新開饋線孔或新增饋線窗;

（2）設備承重加固：對于增加機柜或蓄電池，而機房承重不滿足要求的需進行改造的，制作承重加固基礎設備。

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

3.共址站天面改造：

（1）獨立新建LTE天線方案

從保證TD-LTE網絡性能的角度出發，依托GSM站址為TD-LTE新建天線應當是首選的方案。該方案便于系統間獨立優化，減少系統間的相互影響和束縛等。

1）空間：需提供足夠的空間來安裝天線和饋線;

2）高度：需提供高度合適的安裝位置;

3）隔離度：需考慮與其他系統的隔離問題;

但是，在工程實踐中，往往由于天面有限，無法新增LTE獨立天線，需要多系統共用天線。以下是兩種多系統共用天線方案。

（2）TD-LTE/GSM共天線方案

選用雙極化雙頻段雙電調的商用天線，對原有的GSM天線進行替換。由于無線電傳播特性和網絡承載的因素，該方案建議TD-LTE和GSM1800共站建設。

（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系統間干擾的主要問題是GSM下行鏈路發射雜散對TD-LTE上行接收的干擾，網絡部署時無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。由于工程實現較難。因此建議采用滿足隔離度的合路器方案。

四、小結

基于中國移動現網豐富的GSM站址資源，本文通過站址規劃層面及站址配套的改造實施兩大方面對TD-LTE網絡建設與2G網絡資源利用的問題進行了簡要的分析。對基于2G網絡拓撲結構的LTE網絡規劃，從消除弱覆蓋區域及避免重疊區域干擾兩方面進行了總結;同時，對于LTE共址利舊2G站點的相關的配套（如電源、機房、天面等）改造原則進行了論述，為節約TD-LTE網絡投資，提高投資收益，加快建設進度提供了有益的參考。

作者簡介：

胡劍飛（1982—），中級工程師，現供職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要承擔無線網工程的規劃和設計。

陶忠喜（1985—），初級工程師，現供職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要承擔無線網工程的規劃和設計。

孫登黨（1986—），中級工程師，現供職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要承擔核心網工程的規劃和設計。