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TD-SCDMA技術平滑演進組網設計的問題解決方案

電子設計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設計 ? 2019-05-09 08:13 ? 次閱讀

一、前言

當前,無線通信技術正加速向更高端的4G技術演進,TD-SCDMA技術將首先平滑地向同為時分雙工技術的TD-LTE過渡。能否盡快實現TD-LTE的商用,并最大化地保護現有TD-SCDMA網絡投資,是目前業內最關心的問題之一。

TD-LTE采用正交頻分復用(OFDM)技術和多天線MIMO技術,能夠實現更靈活的頻譜帶寬配置。相對TD-SCDMA的網絡架構,TD-LTE取消了RNC單元,同時采用全IP的扁平化架構。以下將通過對TD-SCDMA網絡與TD-LTE網絡的區別分析,對其平滑演進所需要考慮的問題進行全面剖析,并在此基礎上提出相關建議。

二、共BBU技術方案分析

目前TD-SCDMA向TD-LTE演進中的共BBU方案主要有共機架、擴展框支持和雙模BBU等3種。

共機架方案是通過共用機架來實現,無需設備改造,其實施受限于機架剩余空間。該方案相當于完全新增一套BBU設備,僅電源可以共用,因此,費用較高,成本節約不大。擴展框支持方案是通過增加一個LTE機框處理基帶,與TD-SCDMA BBU通過外部線纜連接,共用傳輸板卡。該方案需對TD-SCDMA設備進行軟件升級,部分已具備GE傳輸接口的TD-SCDMA設備無需硬件升級,對現網TD-SCDMA BBU改動相對較小,但是同樣需要增加TD-LTE BBU設備,從成本節約的角度來看亦不是最佳方案。

雙模BBU方案即采用TD- LTE與TD-SCDMA雙模BBU,僅基帶在不同板卡上處理,主控、傳輸、機框、背板等完全共用。該方案能夠共享大部分已有資源,非常節約成本,但需對現有TD-SCDMA BBU設備的機框和背板進行升級改造,提高處理能力,同時需升級硬件平臺,改動較大,但技術上不存在難度。

通過以上分析,建議在BBU平滑演進中可采用以下方案:在建網初期,可通過增加LTE基帶處理板卡,共用傳輸、背板、機框等快速進行TD-LTE建設;到后期網絡規模較大且設備成熟度更高時可將TD-SCDMA關鍵板卡軟件直接升級為TD-LTE工作模式。

1. TD-SCDMA與TD-LTE工作于同頻段

TD-SCDMA與TD-LTE工作在同頻段(如A頻段和E頻段)時,占用不同的頻率資源,即鄰頻共存。此時可以共用RRU設備,但是共RRU受限于以下3個條件。

(1)帶寬

受限于器件帶寬能力,共RRU方案中最多支持30 MHz帶寬。

(2)時隙配比

共收發通道,要求TD-SCDMA與TD-LTE時隙轉換點一致,此時兩系統間無需干擾隔離帶寬。當TD-SCDMA使用3∶3時隙配比而TD-LTE使用2∶2時隙配比時,可無頻譜效率損失地進行鄰頻共存;而當TD-SCDMA使用2∶4時隙配比而TD-LTE使用1∶3時隙配比時,則會帶來TD-LTE頻譜效率的損失。

(3)輸出功率

需將現有TD-SCDMA的輸出功率由2W提升為5W以上。

目前TD-SCDMA同TD-LTE鄰頻共存主要應用于室外A頻段和室內E頻段。以室外A頻段為例,考慮到PHS干擾,可以采用TD-LTE使用1885~1895MHz,TD-SCMDA使用1880~1885MHz的方案。

2. TD-SCDMA與TD-LTE工作于不同頻段

當TD-SCDMA與TD-LTE工作于不同頻段時,由于TD-LTE可使用的頻段相鄰較遠,此時由于RRU中主要器件如PA等最大僅支持30 MHz帶寬,因此受限于目前器件的支持能力,無法實現RRU的共用。TD-SCDMA與TD-LTE共用天線時需通過外接合路器來連接RRU。

3. RRU產品支持情況

根據調研可知,目前F頻段室外八通道RRU已支持共模和轉模方式,信號帶寬30MHz,TD-LTE和TD-SCDMA信號帶寬可動態調整;輸出功率大于9W/通道,Ir接口支持6.144GHz×2或6.144 GHz×3,但是通過對TD-SCDMA集采設備分析可知,TD-SCDMA三期工程應用的設備只支持1880~1900MHz頻段,四期工程應用的設備支持1880~1910MHz頻段,因此,當PHS退網之后,亦無法完全利用已有設備進行平滑演進。

E頻段方面,室內單/雙通道RRU已支持共模和轉模方式,目前信號帶寬為30 MHz,推動廠商未來支持40~50 MHz,TD-LTE和TD-SCDMA信號帶寬可動態調整;輸出功率為20~50 W/通道,視信號帶寬而定,Ir接口支持4.9152 GHz×2。

4. TD-LTE RRU升級配置

對于室外A頻段和室內E頻段,RRU升級TD-LTE的配置分別如圖1、圖2所示。

TD-SCDMA技術平滑演進組網設計的問題解決方案

三、共用天線方案分析

在TD-SCDMA向TD-LTE演進中,天線能否共用主要依賴于TD-SCDMA和TD-LTE的工作頻段。通過對TD-LTE規劃使用頻段的分析,可以得出以下結論:

對于D頻段TD-LTE設備,天線完全不可共用,需新安裝天饋系統;

對于A頻段TD-LTE設備,天線可共用;

對于E頻段TD-LTE設備,天線可共用。

在未來TD-SCDMA向TD-LTE演進中,當FAD天線成熟后,應將目前使用的各頻段天線替換為FAD寬頻天線,從而降低施工難度,減少天饋重量。

四、配套演進方案分析

1. 電源

TD-LTE BBU均支持-48V電源,最大滿配功率不超過660W;RRU需要單獨使用一路電源供電,最大功率不超過450W。

2. 機房

TD- LTE設備的集成度較高,BBU設備高度均不超過4U,并且都可以在標準的19"機架上安裝。與現有基站共機房建設時,如果原有基站有相應的19"機架,并且有6U的空間,就可以安裝TD-LTE的BBU設備。 如果是新建基站,則需要一個機位即可滿足BBU設備的安裝要求。

3. 室分建設

若原有室分天線位置或密度不合理,則需進行改造,增加或調整天線布放點,保證TD-LTE的網絡覆蓋。采用MIMO天線方案時,至少需要新增一路天饋線。為了保證MIMO性能,建議雙天線盡量采用10倍波長間距,即1.5m,如實際安裝空間受限雙天線間距則不應低于4倍波長,即0.5m。

4. 傳輸配套

傳輸配套可根據傳輸帶寬需求將E1線更換為F E/GE光口(LC)或者電口(RJ45)。通過計算可以得到室外宏基站(S1/1/1)要求的收斂傳輸帶寬為120~170 MHz,室內分布系統(O1)的收斂帶寬為40~60 MHz。

五、結束語

通過以上分析可知,TD-SCDMA具備向TD-LTE平滑演進的條件,如果TD-LTE和TD-SCDMA同頻段,可采用TD/LTE雙模RRU,無需改動天面;若TD-LTE和TD-SCDMA異頻段,則需要新增對應頻段的雙模RRU,雙模RRU內置合路器,直接合路即可,天線需使用FAD寬頻天線。

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