愛立信：基于D頻段的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署

1.導言

移動寬帶浪潮已經(jīng)席卷全球，而LTE技術(shù)是迎接這一浪潮的最好技術(shù)手段，并已成為全球運營商選擇的主流技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，截止2012年11月，全球已經(jīng)部署LTE網(wǎng)絡(luò)113個，并計劃部署更多的LTE網(wǎng)絡(luò)。與此同時，LTE網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量也在快速增長，到2012年底全球用戶已經(jīng)超過了5000萬。

TD-LTE作為LTE技術(shù)的一個重要組成部分，也得到越來越多的國內(nèi)外運營商的垂青，并在全球開始部署。當前全球TD-LTE的主流頻段是2.3GHz和2.6GHz。近期，我國也明確了2.5GHz~2.69GHz的190MHz頻譜用于TD-LTE，這一戰(zhàn)略決定大大擴充了TD-LTE在這一國際協(xié)同頻段的市場總量，對2.6GHzTD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈(尤其是智能終端)的成熟起到?jīng)Q定性的催化作用。國內(nèi)TD-LTE的擴大規(guī)模試驗采用的D頻段(2570~2620MHz)就處于這一頻段的中部。

技術(shù)上D頻段相對于其他頻段的主要特點有：

· 頻帶較寬，頻點多，可滿足中長期的發(fā)展需要;

· 頻帶與臨近系統(tǒng)頻帶的隔離好，干擾少;

· 頻帶的國際化程度高，有利于國際漫游;

· 頻帶的擴展性強，是國內(nèi)190M的TDD頻段的主體部分;

· 覆蓋能力稍弱，但測試結(jié)果表明可以滿足室外覆蓋和室內(nèi)淺覆蓋的要求。

鑒于D頻段的重要性，本文探討了如何在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中利用D頻段的特點，充分發(fā)揮D頻段的優(yōu)勢，揚長避短，將TD-LTE網(wǎng)絡(luò)打造為優(yōu)質(zhì)卓越移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的分步部署方案。

2.初期：2013年

在這一階段，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的部署重點區(qū)域位于大中城市的主城區(qū)和普通城區(qū)，如圖1所示。

圖1D頻段初期的部署區(qū)域

這一階段的用戶的數(shù)量較少，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務量較小。重點是城區(qū)網(wǎng)絡(luò)整體連續(xù)覆蓋和局部的容量規(guī)劃。終端方面由于智能手機尚不成熟，主要以數(shù)據(jù)終端，如上網(wǎng)卡、MIFi等為主，這些終端還需要與網(wǎng)絡(luò)進一步磨合。在這一階段，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)承擔的主要任務是用戶導入，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的穩(wěn)定性和基本性能對用戶體驗十分重要。這樣才能獲得良好的用戶口碑，為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的中遠期發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

為了方便用戶的導入，我們建議在部署區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)D頻段在城區(qū)(室外的)連續(xù)覆蓋，滿足數(shù)據(jù)卡，MiFi類用戶終端的游牧式工作需求。同時兼顧，D頻段室內(nèi)的淺覆蓋需求。這樣用戶在多數(shù)住宅區(qū)內(nèi)也可以使用CPE、MiFi等數(shù)據(jù)終端。較為復雜的室內(nèi)覆蓋場景，例如商場、醫(yī)院、機關(guān)單位等建筑，建議通過部署基于其他頻段(E頻段)室內(nèi)分布系統(tǒng)來解決。

為了快速實現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及節(jié)省投資，在現(xiàn)有的2G和3G站點基礎(chǔ)上部署TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和利用室外站點覆蓋室內(nèi)是必然的，站間距的選取和室內(nèi)覆蓋效果成為初期部署時重點關(guān)注的問題。

a) 站間距的選擇

根據(jù)愛立信在青島GSM/TD-LTE共站網(wǎng)絡(luò)的測試經(jīng)驗，利用現(xiàn)有的2G和3G網(wǎng)絡(luò)的站址，基于D頻段和2通道天線，在普通城區(qū)環(huán)境下，站間距為500~600米時能實現(xiàn)室外的連續(xù)覆蓋和室內(nèi)的淺覆蓋，青島試驗網(wǎng)的主要性能指標如表1所示。

表1D頻段網(wǎng)絡(luò)的性能指標

通常，移動運營商在普通城區(qū)2G和3G網(wǎng)絡(luò)的平均站距可以滿足500~600米要求。因此，在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)初期部署階段，我們建議根據(jù)現(xiàn)有2G和3G的站址，按站間距為450米左右進行選站，按站間距550米來部署TD-LTE站點，多余的站點用于儲備。網(wǎng)絡(luò)的性能指標可以滿足業(yè)務的需要。

另外在愛立信參與建設(shè)的中國移動(香港)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)(2.3GHz的頻段)中，部署時充分利用了現(xiàn)有的GSM1800M的站點，站間距為500米，初期目標為實現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)對室外的覆蓋，可以作為D頻段初期部署的一個參考。

b) 室外覆蓋室內(nèi)的效果

室外覆蓋室內(nèi)的瓶頸主要是穿透損耗。根據(jù)愛立信和中國移動研究院的聯(lián)合測試表明D頻段的穿透損耗和其他頻段(例如F頻段)在淺層覆蓋上沒有明顯區(qū)別。從愛立信在青島試驗網(wǎng)的測試結(jié)果看，在室外入口RSRP為-100dBm場景下，半地下商鋪的室內(nèi)大部分區(qū)域可以實現(xiàn)業(yè)務的連續(xù)覆蓋：下行速率接近5Mbps，上行速率大多在150～250Kbps，具體的數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2室外覆蓋室內(nèi)的效果

通過青島的測試數(shù)據(jù)，我們可以看到，在D頻段上利用室外基站實現(xiàn)室內(nèi)業(yè)務的淺覆蓋是可行的，從而保證了MiFi類終端的用戶體驗。

3.中期：2014年~2015年

在這一階段，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的部署區(qū)域擴展到大中城市的郊區(qū)、中小城市的城區(qū)，如圖3所示。

圖3D頻段中期的部署區(qū)域

這一階段的特點是用戶的數(shù)量迅速增加，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務量也同步增加，這主要得益于智能終端的涌現(xiàn)以及逐步成熟。另外，VoLTE等語音業(yè)務也開始起步。

在這一階段，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)承擔的主要任務是提高用戶的感知，在各種高性能無線網(wǎng)絡(luò)的競爭中保持領(lǐng)先(HSPA+、FDDLTE或TD-LTE)。這時可以考慮在高話務熱點引入第二載波，提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能，如圖4所示。圖4還可以看出，采用D頻段對提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的上行性能大有裨益。

圖4引入第二載波的效果

與初期部署類似，我們建議本階段在部署區(qū)域內(nèi)進一步優(yōu)化D頻段在室外的連續(xù)覆蓋，滿足智能終端在室外自由接入網(wǎng)絡(luò)。同時，我們建議在D頻段宏蜂窩滿足室內(nèi)淺覆蓋的基礎(chǔ)上，考慮部署mRRU類站型進行補盲和有針對性地提升室內(nèi)覆蓋效果。

另外，由于CSFB是解決語音的主要方案，對于可能的VoLTE語音業(yè)務的引入，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)還需要進行針對性的局部網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，保證RCS(RichCommunicationServices)用戶體驗。例如TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)還應該滿足部分區(qū)域的室內(nèi)深度覆蓋，這樣用戶在深度覆蓋區(qū)域的住宅內(nèi)也可以比較自由地使用智能終端。

在本階段的網(wǎng)絡(luò)部署中，運營商需要著重考慮強化室內(nèi)覆蓋、提升網(wǎng)絡(luò)容量以及提升邊界速率三個問題。

a) 強化室內(nèi)覆蓋

利用室外站點強化室內(nèi)深度覆蓋有多種方式：在TD-SCDMA流量下降時，引入低頻段(如F頻段)或未來可分配的Refarming頻段;回落到900M的EDGE上以及加密D頻段的室外站點(利用初期的儲備站點)等;可以根據(jù)具體的部署場景來靈活選擇?？紤]到D頻段的覆蓋能力和投資效率，用室外站來承擔室內(nèi)深度覆蓋的比例不應該過高，也就是在深度覆蓋區(qū)域內(nèi)室外站的站間距可控制在500米左右。

由于D頻段的帶寬很大，頻點很多，將會為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化帶來極大的便利。與其他頻段相比，只有D頻段的多頻點才能方便進行深度覆蓋的優(yōu)化。

b) 提升網(wǎng)絡(luò)容量

在密集城區(qū)等初期部署的區(qū)域，由于用戶比較集中，進入中期后，用戶的業(yè)務量較大，會出現(xiàn)更多的容量需求，也就是變成TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務熱點。根據(jù)愛立信的分析，當LTE用戶滲透率超過10%后，20MHz帶寬的TD-LTE必將會遇到擴容的問題。這時可以考慮引入第二載波，相比起縮小站間距，這種擴容方式投資省，見效快。例如韓國的LGU+已經(jīng)考慮在2012年底引入多頻波的LTE，以應對LTE業(yè)務的快速增長。

由于D頻段的帶寬很大，頻點很多，將會為網(wǎng)絡(luò)擴容帶來極大的便利。與其他頻段相比，只有D頻段的多載波頻譜容量才能從容應對TD-LTE業(yè)務持續(xù)發(fā)展。

c) 提升邊界速率

采用多載波還可以降低網(wǎng)絡(luò)負載，提升TD-LTE的邊界速率，從而在與各種高性能無線網(wǎng)絡(luò)的激烈市場競爭中獲得市場推廣的良機。圖5展示了現(xiàn)網(wǎng)仿真得到的雙載波與單載波在小區(qū)邊界(5%處)下行速率的對比，可見雙載波具有很大的性能優(yōu)勢。

圖5雙載波與單載波的性能對比

4.后期：2016年~

在這一階段，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的部署區(qū)域擴展到中小城市的郊區(qū)以及縣城，如圖6所示。

圖6D頻段后期的部署區(qū)域

這一階段的特點是TD-LTE用戶的數(shù)量可能在某個時間點超過了3G網(wǎng)絡(luò)，成為數(shù)據(jù)業(yè)務的主導網(wǎng)絡(luò)。另外，隨著VoLTE等技術(shù)的發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)中的語音業(yè)務也將磅礴發(fā)展，這主要得益于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)勢以及產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務需求的增加也與用戶的遷移相關(guān)。在這一階段，由于GSM網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球逐步退出，很多GSM用戶將在這一階段逐步轉(zhuǎn)移到3G和LTE網(wǎng)絡(luò)，這也將帶來LTE網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量和業(yè)務量的迅猛發(fā)展。

因此，在這一階段TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)承擔的主要任務是擴大網(wǎng)絡(luò)容量，滿足更多用戶的需求，并開始著手向LTE-A演進。

與中期部署類似，我們建議本階段在部署區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)D頻段在室外的連續(xù)覆蓋，也就是在城區(qū)、郊區(qū)和縣城實現(xiàn)室外的連續(xù)覆蓋，這樣智能終端可以在室外自由接入網(wǎng)絡(luò)。至于農(nóng)村，考慮到D頻段的覆蓋能力較弱，因此建議采用低于1GHz的頻段進行廣覆蓋，例如可以利用Refarming頻段。

同樣地，建議D頻段還應該滿足室內(nèi)的淺覆蓋，這樣用戶在各個城市的多數(shù)住宅區(qū)內(nèi)也可以使用CPE、MiFi等數(shù)據(jù)終端。

另外，考慮用戶的語音業(yè)務的實際需求，建議TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)還應該滿足大部分區(qū)域的室內(nèi)深度覆蓋，這樣用戶在住宅內(nèi)也可以比較自由地使用智能終端。

為此，在中期階段強化室內(nèi)深度覆蓋的各種方式的基礎(chǔ)上，我們還可以把室外宏站的站間距繼續(xù)縮減到350-450米左右，結(jié)合智能立體網(wǎng)絡(luò)(HeterogeneousNetwork)的建設(shè)，從而提升室內(nèi)深度覆蓋的水平。

在初期部署的區(qū)域(大中城市的城區(qū))，由于運營商的競爭激烈，還需要充分利用D頻段的大帶寬，及早引入LTE-A的載波聚合技術(shù)，從而為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的長期發(fā)展提供更廣闊的空間。與其他頻段相比，D頻段的載波聚合技術(shù)規(guī)范化的腳步更快，實施起來更加成熟。2012年11月，愛立信已經(jīng)在北京采用載波聚合技術(shù)為運營商演示了TD-LTEAdvanced，峰值下載速率高達220Mbps。

另外，從頻段容納的頻點數(shù)來看，D頻段實施載波聚合的擴展余地更大，性能會更好。

除了利用載波聚合技術(shù)大幅提高用戶業(yè)務速率外，LTE-A還支持智能立體網(wǎng)。智能立體網(wǎng)通過引入大量的微站以及在宏站與微站之間協(xié)同覆蓋，能大幅度提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的容量。

由于微站本身的覆蓋范圍較小，在這種情況下，D頻段覆蓋能力較弱對組網(wǎng)的影響就可以忽略了。

5.小結(jié)

綜上所述，D頻段分期部署的具體步驟可以總結(jié)為表2：

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是運營商的長期工作，不會一蹴而就。充分發(fā)揮D頻段的優(yōu)勢，分期推進基于D頻段TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，將使得運營商的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)充分適應用戶和終端的發(fā)展變化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能和容量的最優(yōu)配置，成為一張優(yōu)質(zhì)卓越的移動寬帶網(wǎng)絡(luò)。