隨著TD-SCDMA終端芯片的紛紛推出和系統設備開發的迅猛進展,以及中國政府實質性支持的力度加大,那些對TD-SCDMA能否在市場上獲得成功的懷疑者和反對者幾乎在一夜之間消失得無影無蹤。但是,"TD-SCDMA未來究竟應該在市場上占據什么樣的地位?"和"中國應當如何發展TD-SCDMA?"等問題又成為新的關注焦點。
TD-LTE產業發展迅速,中興通訊秉承在TD-SCDMA領域豐厚的積累及持續投入,在TD-LTE領域成果豐碩,在過去的1年中通過了TD-LTE PoC測試、世博會邀約測試、MTNet室內基本集測試、懷柔外場試驗等,并在測試中創造了多項業界第一,取得了業界最好的成績。2010年還將完成規模外場測試和IOT測試。與此同時,TD-SCDMA網絡的大規模建設也在進行中,如何在TD-SCDMA網絡基礎上向TD-LTE平滑演進,如何解決兩張網絡之間的干擾,網絡建設采取何種策略,這些都是需要研究的問題。針對這些熱點問題,中興通訊和中國移動進行了深入的合作,對TD-LTE的平滑演進進行了大量前瞻性的研究。
共站部署,確保TD-LTE平滑演進
隨著TD-SCDMA網絡大規模建設的展開,運營商越來越關注TCO.網絡部署中,機房、站址等資源都是稀缺的,從節省運營商投資、方便網絡運營的角度考慮,今后TD-LTE和TD-SCDMA需要共站部署。能否共站則取決于TD-LTE的覆蓋能力以及與TD-SCDMA現網之間的干擾情況,需要對這些問題進行細致的研究。
共站部署的前提是TD-LTE的覆蓋要與TD-SCDMA相當。首先對比兩個系統的控制信道覆蓋范圍,通過鏈路預算可知,TD-LTE下行控制信道如PBCH、PDCCH、PCFICH和PHICH允許的路徑損耗均大于TD-SCDMA下行PCCPCH的路徑損耗,而TD-LTE上行控制信道如PRACH和PUCCH的路徑損耗均大于TD-SCDMA上行UL_ADPCH的路徑損耗,如表1所示。由此可以看出TD-LTE上下行控制信道覆蓋范圍都要略大于TD-SCDMA系統。
表1 TD-LTE和TD-SCDMA的控制信道覆蓋范圍
其次,共站部署要求TD-LTE在覆蓋邊緣處的性能要好于TD-SCDMA.仿真表明,在TD-SCDMA覆蓋邊緣處,TD-HSPA可以達到的下行和上行速率分別是235kbps和132kbps,而TD-LTE在2天線的情況下可以分別達到554kbps和185kbps,8天線時則能達到939kbps和442kbps.由此看出,同樣是在系統覆蓋的邊緣,TD-LTE的流量性能好于TD-SCDMA.
總體看來,TD-LTE上行控制信道覆蓋大于TD-SCDMA上行控制信道的覆蓋能力,TD-LTE的上下行業務信道采用8天線時覆蓋優于TD-SCDMA,2×2配置時與TD-SCDMA覆蓋能力相當,TD-LTE下行控制信道中PDCCH受限,下行覆蓋能力優于TD-SCDMA的PCCPCH.
通過覆蓋對比,TD-LTE和TD-SCDMA具備了共站部署的前提條件,需要進一步研究兩系統在共站時的相互干擾問題。
將來TD-LTE最有可能使用的是C頻段,TD-SCDMA現網與之鄰頻的是使用最多的B頻段,研究表明C頻段與B頻段之間干擾所需要的最大隔離度為31.5dB,折合成垂直隔離約0.16m,能夠共址;兩系統可以獨立配置上下行時隙,無同步要求,只要TD-LTE設備雜散指標滿足協議要求,就可以共存共址。
因此,從覆蓋、邊緣流量、干擾隔離等角度考量,TD-LTE均可以和TD-SCDMA共站部署。
而TD-LTE引入策略則可以分重點引入和全網引入兩種。重點引入就是在高速數據業務需求密集區部署TD-LTE網絡,主要提供高速數據業務等,其他區域暫用現有GSM/TD提供服務;全網引入就是整個區域部署TD-LTE網絡,全網提供LTE服務。重點引入的優點是節約資源和投資,但不能保證TD-LTE網絡的連續覆蓋;全網引入的優點是整網可以得到TD-LTE服務,不過在偏遠地區的引入會浪費資源,增加運營成本。
目前TD-SCDMA的站點TD-LTE基本都可以共用。TD-LTE初期的業務分布和TD HSDPA業務分布基本一致,所以在提升TD-SCDMA網絡數據業務高發區網絡性能的同時,TD-LTE可以在TD-SCDMA網絡站點的基礎上建設,提供更高速的業務。由于TD-LTE采用20M的帶寬,按下行/上行3:1時隙配置,理論上S111站點空口對傳輸的要求最大約為484M,遠超過現有GSM/TD的需求,應適時對將來部署TD-LTE的區域進行傳輸網改造。因此中興通訊建議初期在共站共址的條件下在重點區域引入TD-LTE,之后根據發展情況再進行全網引入。
SDR+雙極化天線,TD-LTE改變的只是軟件
BBU+RRU架構是目前TD-SCDMA基站的主流,在向TD-LTE基站的演進中,應分BBU和RRU考慮。中興通訊新一代SDR基站平臺,構建在BBU+RRU模塊化組網模式基礎之上,創新的模塊化SDR基站為實現多制式共平臺、平滑演進創造可能。SDR多模基站能夠幫助運營商解決頻譜資源優化重用、網絡資源優化整合和無線網絡平滑演進等多方面的難題。
基于SDR平臺的 BBU支持TD/LTE共平臺,TD/LTE雙模基帶板進行軟件升級支持LTE,其余均可共用,如圖1.
圖1 TD-LTE BBU演進示意圖
同頻段采用TD/LTE雙模RRU,通過軟件升級支持LTE;異頻段新增LTE RRU,如圖2.
圖2 TD-LTE RRU演進示意圖
在天線方面,TD-SCDMA主要應用了BF(波束賦形)技術,TD-LTE在此基礎上,還可以在8根雙極化天線中選擇不同個數的天線,分成2組實現2×2MIMO,進行雙流傳輸;還可以考慮頻域調度分集,時頻空域組合在天線陣的應用中將更為靈活。但是,兩個系統采用了同樣的雙極化8天線的天線陣形式,因此實現BF、MIMO、分集的原理基本相似,天線設備能夠實現共用。
目前TD-SCDMA系統采用的寬頻天線可以在LTE頻段內使用,考慮到TD-LTE的平滑演進、減少建網成本,可以利用現有的TD-SCDMA天線系統,將其映射到TD-LTE系統的天線端口上。以雙極化8天線模型為例,圖3中不同顏色的天線表示不同極化方向天線,顏色相同的一組同極化天線間距為波長的0.5倍。
圖3 雙極化8天線模型
雙極化天線在LTE系統中端口映射方式有以下3種:
● 映射為2天線端口
將雙極化8天線分成兩個子陣,即Ant1~Ant4和Ant5~Ant8,子陣內采用波束賦形,兩個子陣分別對應LTE系統中的兩個天線端口。該映射方法的兩端口性能與傳統LTE2天線端口相比,在能量歸一情況下性能基本上一致。
● 映射為4天線端口
方法一:將雙極化8天線中Ant1/Ant4/Ant5/Ant8映射到LTE系統的4個天線端口上,可保證4個天線端口相關性較低,有利于獲取空間分集增益及實現空間復用;
方法二:將雙極化8天線中的Ant1~Ant4或Ant5~Ant8映射到LTE系統的4個天線端口上,可保證4個天線端口相關性較高,從而有利于實現預編碼及波束賦形,提高接收端信干比。
● 映射為單端口
將雙極化天線所用天線映射到LTE的單天線端口上,從而實現波束賦形,原理與TD-SCDMA系統相同。
引入TD-LTE后還需要解決系統的干擾問題。對于室外宏站各系統間的干擾,可以采用加裝濾波器,或者調整天線的工程隔離等方式規避系統間的干擾。由于調整天線將影響系統的覆蓋,造成網絡性能惡化,特別是規避干擾需要的隔離距離較大時,對原系統的覆蓋會造成很大的影響。因此中興通訊建議盡可能采用加裝濾波器的方案解決干擾問題,工程隔離方案對系統網絡性能都有較大影響,不推薦使用。對于室內分布系統中的干擾,可以利用合路器的隔離度、天線隔離或加裝濾波器等方式規避系統間的干擾。
中興通訊在TD-LTE的平滑演進方面和中國移動進行了廣泛、深入的合作研究,包括對兩系統共網時的覆蓋對比和干擾分析、TD-LTE的引入策略及網絡建設措施等,中興通訊提出結合TD-SCDMA網絡部署的TD-LTE演進策略,并提出了TD-LTE基站、天線的平滑演進方案,為將來TD-LTE組網提供了技術指導。
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