基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE演進中的規劃研究

作者/王佼，黑龍江同信通信股份有限公司

基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE演進中的規劃研究

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網絡系統已向TD-LTE網絡系統不斷演進，TD-SCDMA網絡系統與TD-LET網絡系統將會在鄰頻并行。本文基于此背景研究基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE網絡演進的規劃設計，并希望在設計階段針對TD-LTE網絡建設提升其網絡質量，，利用TD-SCDMA網絡數據對TD-LTE網絡進行規劃建設，預測分析了基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE網絡演進中的問題站點。研究基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE網絡演進的規劃設計，并在設計階段針對TD-LTE網絡建設提升其網絡質量。

TD-SCDMA網絡；TD-LTE網絡；規劃研究；分析優化

引言

未來幾年中，基于TD-SCDMA網絡系統已向TD-LTE網絡系統不斷演進，TD-SCDMA網絡系統與TD-LET網絡系統將會在鄰頻并行。本文基于此背景研究基于TD-SCDMA網絡向TD-LTE網絡演進的規劃設計，并希望在設計階段針對TD-LTE網絡建設提升其網絡質量，具有理論意義和應用價值。

1.頻率分析

基于TD-SCDMA網絡系統演進而來的TD-LTE網絡系統在建設規劃階段，由于總體用戶較少，業務需求量也較小，在兼顧兩種網絡覆蓋建設的需求下，采用TD-LTE與TD-SCDMA共站架設且配比為1：1，最終實現TD-LTE和TD-SCDMA網絡覆蓋地區相互重疊、邊界相同。基于TDSCDMA網絡和TD-LTE網絡方式的移動通信系統具有相似之處。首先，兩種網絡系統都采用時分雙工方式通信。其次，TD-SCDMA網絡常用頻段與TD-LET網絡常用頻段相似，信號通信過程的差異性較小。最后，兩種網絡均采用間距較小的智能天線和賦形波束技術。TD-SCDMA網絡和TD-LTE網絡在1：1鄰頻共站建設時，兩者系統之間可能存在干擾鏈路，如基站之間相互干擾、移動臺之間相互干擾、基站和移動臺之間的相互干擾等干擾鏈路。TD-SCDMA網絡系統中的時隙長度是0.675ms，而TD-LTE網絡系統中的時隙長度是0.5ms。因此，兩者系統之間的時隙邊界無法自然對其，從而造成系統間的時隙干擾。

TD-LTE網絡與TD-SCDMA網絡幀結構對比圖，如圖1所示。TD-LTE網絡系統中的子幀#0的時間長度為1ms，DwPTS、GP和 UpPTS總 時 長 為 1ms。TD-SCDMA，DwPTS、GP和UpPTS總時長為275μs。同時，TD-LTE網絡和TD-SCDMA網絡的幀結構指定了數據傳輸方向的時隙，幀頭相同的情況下，TD-LTE網絡的子幀#0是下行方向，而TD-SCDMA網絡中的UpPTS頻段相沖突。TD-SCDMA網絡的子幀TS1是上行方向，而TD-LTE網絡中的DwPTS下行子幀相沖突。因此，TD-LTE網絡與TE-SCDMA網絡在同頻段時將會產生影響通信質量的干擾。

圖1 TD-LTE與TD-SCDMA幀結構對比

采用第二種方案雖然主頻段覆蓋能力弱、干擾關系簡單、對設備要求少、且單頻組網的無線資源算法較為簡單，但適合進行TD-LTE網絡規模性試驗建設。而第一種方案具有主頻覆蓋能力強、干擾關系復雜、設備需要支持F、D頻段、且雙頻組網無線資源算法較為復雜，但可以充分利用TD-SCDMA網絡站點的資源，無需進行額外的站點建設。因此，首先采用第二種方案進行規模性試驗建設，再采用第二種方案進行優化升級，可充分利用TD-SCDMA網絡資源，達到平滑升級的目的，借鑒TD-SCDMA網絡的經驗和技術對TD-LTE網絡進行規劃設計和性能優化。

2.天線分析

TD-LTE網絡建設中，TD-LTE與WLAN網絡僅有10MHz的帶寬相隔，對于頻段相差不大的TD-LTE網絡與WLAN網絡而言，由于發射機的濾波器等設備無法達到理論濾波效果并伴隨產生輻射干擾，經一系列空間傳播后形成干擾信號。當同頻段TD-LTE網絡與WLAN網絡共室時將會產生影響通信質量的干擾。目前，根據國內外建設的TD-LTE網絡規模性試驗得到的數據進行分析驗證，2天線和8天線都可用于建設TD-LTE網絡系統，這一點與TD-SCDMA網絡建設具有較大差別。TD-SCDMA網絡建設時，采用陣列天線并使用8天線進行構建。TD-LTE網絡規模性試驗中，采用8天線的網絡組與2天線網絡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，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，通過控件信道估計技術進行空間濾波。另一方面智能天線能對下行數據進行賦形發送。因此，8天線無論是在信息吞吐量方面還是在信號覆蓋半徑上都具有較大優勢。同時，才用8天線進行網絡建設將減少基站建設。2天線主要用于高速公路站點以及對信號盲區進行補充覆蓋等方面。所以，對于TD-LTE網絡建設基站時，建議采用8天線。

3.主設備分析

TD-LTE網絡中的無線接入網絡由eNodeB組成，相比現有TD-SCDMA網絡中的Node B站點，eNode B通過集成RNC功能，從而減少了通信時協議層次，優化了通信結構。eNode B站點主要包括射頻拉遠單元RRU和基帶處理單元BBU兩部分。而TD-SCDMA網絡系統與TD-LTE網絡共用的基帶處理單元，則需要對原有的基帶處理單元進行軟件升級，使得TD-SCDMA網絡與TD-LTE網絡的基帶處理單元單獨運行。或者通過單獨接入一個主控板和基帶處理單元板并共用接口，使TD-SCDMA網絡和TD-LTE網絡在同一基帶處理單元下共同運轉。這樣能實現將現有資源整合的目的，節約通信成本。

在室外基站建設方面，TD-SCDMA網絡的射頻拉遠單元RRU主要支持F頻段，因此對于TD-LTE網絡來說，僅需要對射頻拉遠單元RRU進行軟件升級即可共同運行。在室內組網方面，則需要重新構建支持D頻段的射頻拉遠單元RRU，若TD-SCDMA網絡使用的是支持A頻段的射頻拉遠單元RRU也需要重新加設支持E頻段的TD-LTE射頻拉遠單元RRU。

4.共RRU技術方案分析

一般TD-SCDMA網絡建設中，均按照1.6MHz帶寬設計射頻拉遠單元RRU。同時，TD-SCDMA網絡的載波發射功率規定了射頻拉遠單元的額定功率，頻率資源和帶寬也決定了射頻拉遠單元RRU的頻率位置和帶寬。與此同時，TD-LTE網絡則基于靈活帶寬配置并在不同帶寬下運行，需要替換部分結構從而實現TD-SCDMA網絡和TD-LTE網絡的共同并行。

因此，TD-SCDMA網絡的射頻拉遠單元RRU支持F頻段和A頻段則此設備可以向TD-LTE網絡演進，即將TDSCDMA網絡和TD-LTE網絡的射頻拉遠單元RRU各增設一根光纖接入各自的基帶處理單元BBU實現網絡通信。TDSCDMA網絡不支持F頻段和A頻段則需要增設支持F頻段和A頻段的射頻拉遠單元RRU，并增設一根光纖接入基帶處理單元BBU即可實現通信。

5.結語

未來幾年中，基于TD-SCDMA網絡系統已向TD-LTE網絡系統不斷演進，TD-SCDMA網絡系統與TD-LET網絡系統將會在鄰頻并行。TD-LTE網絡與TD-SCDMA網絡部分通信過程相似，但在信號帶寬技術和底層信號處理技術方面存在較大差別。因此，TD-SCDMA網絡與TD-LTE網絡無法共用基帶處理單元BBU，需要額外加設TD-LTE的基帶處理單元BBU。TD-SCDMA網絡能夠平滑過渡到TD-LTE網絡，并能實現大部分設備的共用。針對TD-SCDMA網絡的射頻拉遠單元RRU進行改造，采用雙模RRU設備結構將能實現TD-SCDMA網絡向TD-LTE網絡的共同并行，利用原有天線的同時節約設備設計制造成本，極大地提高工程建設覆蓋率，對今后TD-LTE網絡的全面建設具有規劃層面的指導意義和工程價值。

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