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基于D频段的TDLTE网络部署0

发布时间:2019-04-25 19:17:00

移动宽带浪潮已席卷全球,而LTE技术则是迎接这1浪潮的技术手段,并已成为全球运营商选择的主流技术。据统计,截至2012年11月,全球运营商已经部署LTE络113个,并计划部署更多的LTE络。与此同时,LTE络的用户数量也在快速增长,到2012年底全球用户已经超过5000万。

TD-LTE作为LTE技术的一个重要组成部分,也得到了愈来愈多国内外运营商的垂青,并在全球开始部署。当前全球TD-LTE的主流频段是2.3GHz和2.6GHz。近期,我国也明确了将2.5GHz~2.69GHz的190MHz频谱用于TD-LTE,这1战略决定大大扩充了TD-LTE在这1国际协同频段的市场总量,对2.6GHz TD-LTE产业链(尤其是智能终端)的成熟起到决定性的催化作用。国内TD-LTE的扩大范围实验采取的D频段(2570~2620MHz)就处于这一频段的中部。

技术上D频段相对其他频段的主要特点有:

◎ 频带较宽,频点多,可满足中长期的发展需要;

◎ 频带与临近系统频带的隔离好,干扰少;

◎ 频带的国际化程度高,有利于国际漫游;

◎ 频带的扩展性强,是国内190MHz的TDD频段的主体部份;

◎ 覆盖能力稍弱,但测试结果表明可以满足室外覆盖和室内浅覆盖的要求。

鉴于D频段的重要性,本文探讨了如何在TD-LTE络建设中利用D频段的特点,充分发挥D频段的优势,取长补短,将TD-LTE络打造成为优良卓越移动宽带络的分步部署方案。

早期:2013年

在这一阶段,TD-LTE无线络的部署重点区域位于大中城市的主城区和普通城区。

这1阶段的用户数量较少,络业务量较小,重点是城区络的整体连续覆盖和局部的容量规划。终端方面智能尚不成熟,以数据终端,如上卡、MIFi等为主,这些终端还需要与络进一步磨合。在这1阶段,TD-LTE无线络承担的主要任务是用户导入,络侧的稳定性和基本性能对用户体验十分重要。这样才能获得良好的用户口碑,为TD-LTE络的中长期发展打下良好基础。

为了方便用户导入,我们建议在部署区域内实现D频段在城区(室外)的连续覆盖,满足数据卡、MiFi类用户终端的游牧式工作需求,同时兼顾D频段室内的浅覆盖需求,这样用户在多数住宅区内也可以使用CPE、MiFi等数据终端。较为复杂的室内覆盖场景,例如商场、医院、机关单位等建筑,建议通过部署基于其他频段(E频段)的室内散布系统来解决。

为了快速实现TD-LTE络的覆盖和节省投资,在现有的2G和3G站点基础上部署TD-LTE络和利用室外站点覆盖室内是必定的,站间距的选取和室内覆盖效果是早期部署时需要重点关注的问题。

站间距的选择

根据爱立信在青岛GSM/TD-LTE共站络的测试经验,利用现有的2G和3G络的站址,基于D频段和2通道天线,在普通城区环境下,站间距为500~600米时能实现室外的连续覆盖和室内的浅覆盖,青岛实验的主要性能指标如表1所示。

通常,移动运营商在普通城区2G和3G络的平均站距可以满足500~600米的要求。因此,在TD-LTE络初期部署阶段,我们建议根据现有2G和3G的站址,按站间距为450米左右进行选站,按站间距550米来部署TD-LTE站点,过剩的站点用于储备。

另外爱立信参与建设的中国移动(香港)TD-LTE络(2.3GHz的频段),就充分利用了现有的GSM1800MHz的站点,站间距为500米,初期目标为实现TD-LTE络对室外的覆盖,这可以作为D频段初期部署的一个参考。

室外覆盖的室内效果

室外覆盖室内的瓶颈主要是穿透消耗。根据爱立信和中国移动研究院的联合测试,D频段的穿透消耗和其他频段(例如F频段)在浅层覆盖上没有明显区别。从爱立信在青岛试验的测试结果看,在室外入口RSRP为-100dBm的场景下,半地下商铺的大部分室内区域可以实现业务的连续覆盖:下行速率接近5Mbit/s,上行速率大多在150~250Kbit/s,具体数据如图1所示。

通过青岛的测试数据,我们可以看到,在D频段上利用室外基站实现室内业务的浅覆盖是可行的,从而保证了MiFi类终端的用户体验。

中期:2014年~2015年

在这一阶段,TD-LTE无线络的部署区域扩展到大中城市的郊区、中小城市的城区。

这1阶段的特点是用户数量迅速增加,络业务量也同步增加,这主要得益于智能终端的涌现以及逐步成熟。另外,VoLTE等语音业务也开始起步。

在这一阶段,TD-LTE无线络承当的主要任务是提高用户的感知,在各种高性能无线络的竞争中保持(HSPA+、FDD LTE或TD-LTE)。这时候可以考虑在高话务热点引入第二载波,以提升络的整体性能,如表2所示。从表2还可以看出,采用D频段对提升TD-LTE络的上行性能大有裨益。

与初期部署类似,我们建议本阶段在部署区域内进一步优化D频段在室外的连续覆盖,以满足智能终端在室外自由接入络的需求。同时,我们建议在D频段用宏蜂窝满足室内浅覆盖的基础上,斟酌部署mRRU类站型进行补盲和有针对性地提升室内覆盖效果。

另外,由于CSFB是针对语音的主要方案,对可能的VoLTE语音业务的引入,TD-LTE络还需要进行针对性的局部络优化,保证RCS(Rich Communication Services)用户体验。例如,TD-LTE无线络还应当满足部份区域的室内深度覆盖,这样用户在深度覆盖区域的住宅内也可以比较自由地使用智能终端。

在本阶段的络部署中,运营商需要着重斟酌强化室内覆盖、提升络容量和提升边界速率三个问题。

强化室内覆盖

利用室外站点强化室内深度覆盖有多种方式:在TD-SCDMA流量下落时,引入低频段(如F频段)或未来可分配的Refarming频段;回落到900MHz的EDGE上以及加密D频段的室外站点(利用初期的储备站点)等;可以根据具体的部署场景来灵活选择。考虑到D频段的覆盖能力和投资效率,用室外站来承担室内深度覆盖的比例不应当太高,也就是在深度覆盖区域内,室外站的站间距可控制在500米左右。

D频段的带宽很大,频点很多,将会为络优化带来极大的便利。与其他频段相比,只有D频段的多频点才能方便进行深度覆盖的优化。

提升络容量

在密集城区等早期部署的区域,用户比较集中,进入中期后,用户的业务量较大,会出现更多的容量需求,也就是变成TD-LTE络的业务热门。根据爱立信的分析,当LTE用户渗透率超过10%后,20MHz带宽的TD-LTE必将会遇到扩容的问题。这时可以推敲引入第二载波,相比起缩小站间距,这类扩容方式投资省,见效快。例如,韩国的LGU+已斟酌在2012年底引入多频波的LTE,以应对LTE业务的快速增长。

D频段的带宽很大,频点很多,将会为络扩容带来极大的便利。与其他频段相比,只有D频段的多载波频谱容量才能从容应对TD-LTE业务持续发展的需求。

提升边界速率

采取多载波还可以下降络负载,提升TD-LTE的边界速率,从而在与各种高性能无线络的剧烈市场竞争中获得市场推广的良机。图2展现了现仿真得到的双载波与单载波在小区边界(5%处)下行速率的比较,可见双载波具有很大的性能优势。

后期:2016年~

在这1阶段,TD-LTE无线络的部署区域扩展到中小城市的郊区和县城。

这一阶段的特点是TD-LTE用户的数量可能在某个时间点超过了3G络,成为数据业务的主导络。另外,随着VoLTE等技术的发展,LTE络中的语音业务也将磅礴发展,这主要得益于TD-LTE络性能的优势和产业链的成熟。

TD-LTE络业务需求的增加也与用户的迁移相干。在这一阶段,GSM络已在全球逐渐退出,很多GSM用户将在这1阶段逐渐转移到3G和LTE络,这也将带来LTE络用户数量和业务量的迅猛发展。

因此,在这一阶段TD-LTE无线络承当的主要任务是扩大络容量,满足更多用户的需求,并开始着手向LTE-A演进。

与中期部署类似,我们建议本阶段在部署区域内实现D频段在室外的连续覆盖,也就是在城区、郊区和县城实现室外的连续覆盖,这样智能终端可以在室外自由接入络。至于农村,考虑到D频段的覆盖能力较弱,因此建议采取低于1GHz的频段进行广覆盖,例如可以利用Refarming频段。

一样的,建议D频段还可用来满足室内的浅覆盖,这样用户在各个城市的多数住宅区内也可以使用CPE、MiFi等数据终端。

另外,考虑到用户的语音业务实际需求,建议TD-LTE无线络还应当满足大部分区域的室内深度覆盖,这样用户在住宅内也可以比较自由地使用智能终端。

为此,在中期阶段强化室内深度覆盖的各种方式的基础上,我们还可以把室外宏站的站间距继续缩减到350~450米,并结合智能立体络(Heterogeneous Network)的建设,从而提升室内深度覆盖的水平。

在初期部署的区域(大中城市的城区),由于运营商竞争剧烈,还需要充分利用D频段的大带宽,尽早引入LTE-A的载波聚合技术,从而为TD-LTE络的长时间发展提供更广阔的空间。与其他频段相比,D频段的载波聚合技术规范化的脚步更快,实行起来更加成熟。2012年11月,爱立信已经在北京采取载波聚合技术为运营商演示了TD-LTE Advanced,峰值下载速率高达220Mbit/s。

另外,从频段容纳的频点数来看,D频段实行载波聚合的扩大余地更大,性能会更好。

除利用载波聚合技术大幅提高用户业务速率外,LTE-A还支持智能立体。智能立体通过引入大量的微站和在宏站与微站之间协同覆盖,能大幅度提升TD-LTE络的容量。

由于微站本身的覆盖范围较小,在这种情况下,D频段覆盖能力较弱对组的影响就可以忽略了。

小结

综上所述,D频段分期部署的具体步骤可以总结为表3。

TD-LTE络的建设是运营商的长期工作,不会一挥而就。充分发挥D频段的优势,分期推动基于D频段TD-LTE络的建设,将使运营商的TD-LTE络充分适应用户和终端的发展变化,并实现络性能和容量的配置,成为一张优良卓着的移动宽带络。

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