大唐移动TD-LTE立体组网方案助力快速建网
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自2010年底工信部批复同意TD-LTE规模试验方案以来,中国移动联合产业链上下游稳步推进TD-LTE网络建设和部署。2012年,中国移动不仅按照计划完成规模试验网二阶段测试,还将继续扩大TD-LTE规模试验网的建设,在原有六个城市的基础上新增到10+3个试验城市,使TD-LTE规模试验扩增至13个城市。按照计划,中国移动今年将在试验城市新建超过2万个TD-LTE基站。这一数字将远远超过去年的1000多个。
大唐移动作为TD-LTE技术和市场的领先者,不仅顺利完成了TD-LTE一阶段测试,总结出有利于后续LTE建网的测试结果和成熟方案。并且于今年5月首批完成了二阶段测试,成功承建北京TD-LTE演示网,可以说,大唐移动助力中国移动稳步推进TD-LTE的商用成熟。在TD-LTE组网方案中,大唐移动提出了立体化组网解决方案,助力中国移动构建无处不在的TD-LTE无线网络。
1、大唐移动TD-LTE立体化组网方案
从目前来看,无线数据业务已经成为中国移动主营业务的主要收入来源,随着移动互联网的迅猛发展,无线数据呈现出前所未有的爆炸式增长。但众所周知,无线数据网络往往是分布不均匀的,如果采用水平的网络架构建设,根本无法满足复杂的业务分布。大唐移动针对TD-LTE覆盖及容量需求,提出了TD-LTE立体化组网方案,简单概括就是分层组网,配合系列化产品设计,可以做到规划灵活、容量灵活,部署灵活。
立体化组网方案源自蜂窝网络结构,蜂窝网从物理意义上讲分为水平与垂直结构。水平结构是指蜂窝架构,主要包括同异频组网、站间距、重叠覆盖等要素。垂直结构是指网络的分层架构,主要取决于无线系统的多址方式。
大唐移动提出的TD-LTE立体化组网方案,分为覆盖层和容量层。覆盖层主要满足无线覆盖需求,由具备站址建设条件、易于安装维护的宏站站点来实现;容量层主要在覆盖层下,利用宏蜂窝小区提供基础网络,针对高业务容量需求的热点区域,使用微蜂窝、微微蜂窝、家庭基站等增加小区深度覆盖、增加网络容量、提升用户感知等。此类站点由微站、Pico基站以及Femto等基站类型来实现,在站点协调困难、部署困难的地点安装。
在TD-LTE网络建设初期,为了满足TD-LTE网络的可用性和功能性,中国移动通过TD-S基站升级或者新建基站设备,实现覆盖层的建设。但随着TD-LTE产业化的推进,满足用户高速数据需求将成为中国移动考虑的重点,容量层的网络建设也将成为关键。大唐移动在覆盖层网络建设提供了TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进方案,利用TD-SCDMA成熟网络实现TD-LTE覆盖层的建设。大唐移动还在2011年业界首推TD-LTE一体化基站产品,在容量层的基站产品形态和未来演进方面也做了充分研究。除此之外,大唐移动还针对特殊场景——高速公路组网方面提出了有针对性的解决方案,完全满足TD-LTE立体化组网的需求。
2、大唐移动TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进方案
2010年,大唐移动推出了覆盖F、E、D的全频段系列化的TD-LTE产品,包括8通道室外单双频RRU和双通道室内RRU,能够满足 TD-LTE 各种应用场景的组网需求,组网更加灵活。同时已在现网部署的TD-SCDMA 产品支持平滑演进升级,可以最大限度保护运营商的投资。
要实现TD-SCDMA系统向TD-LTE系统的平滑演进,具备同时支持这两种模式的共平台产品是实现基础。在设计伊始,大唐移动的eNodeB基站产品即采用了TD-SCDMA与TD-LTE共平台的解决方案,TD-SCDMA系统平台可以通过转模或者共模的方式支持TD-LTE。
2012年3至4月,大唐移动在某地开展并顺利完成了现网TD-SCDMA设备升级支持TD-LTE的外场测试,测试区域共包括19个基站,实现了外场连片覆盖区域测试。
通过本次某地TD-SCDMA&TD-LTE双模规模测试验证,大唐移动TD-SCDMA现网设备可以升级向TD-LTE平滑演进,可以升级支持TD-SCDMA&TD-LTE两种模式同时运行,升级不会影响TD-SCDMA现网性能,且升级后的TD-LTE网络性能可满足TD-LTE扩大规模试验网、预商用及未来商用的组网和性能要求,完全符合中国移动后续部署TD-LTE网络的需求。
3、一体化基站产品
大唐移动提供的一体化基站EBS5132D,可以用于室外和室内应用。可以支持1个20M的2*2MIMO小区。EBS5132D具有体积小、集成度高、成本低、安装灵活的特点,典型场景典型特征是“无需机房+小容量”。适用于无机房环境、容量适中的密集城区覆盖,以及特殊场景交通沿线、边际网等覆盖。
EBS5132D支持频段为2575~2615MHz,机箱净重小于15kg,设备容量小于15L。外观如图1所示。
一体化基站EBS5132D产品实物图
一体化基站的灵活部署还体现在工程安装方面,其可以安装条件的不同,支持抱杆、挂墙和灯杆安装方式,并且支持小型化天线的一体化安装,这样在很大程度上提高了工程安装的便利性。
一体化基站安装方式示意图
总体来说,一体化基站具备集成度高、适应性强、灵活部署的特点,适应运营商容量层部署的要求。除了容量层数据热点的覆盖需求,一体化基站还可以应用在交通沿线、边际网、小区分布式等特殊场景要求。
大唐移动不仅在业内首先推出一体化基站产品,还在南京TD-LTE试验网首次对微站产品的功能与性能进行了测试。从测试结果来看:
楼宇1 楼宇2
4、一体化基站测试场景
1、使用一体化基站产品补热、补盲效果明显,对小区吞吐量有较大提升;
2、使用一体化基站产品,可以大大降低选址和安装难度的,同时覆盖的改善效果也非常明显,可大规模在实际的商用网络中使用。
4、大唐移动TD-LTE高速公路组网解决方案
大唐移动在立体化组网解决方案之外,针对特殊场景覆盖也提出了创新性解决方案,高速公路组网解决方案就是TD-LTE网络的首创特殊场景解决方案。
高速公路场景面临几个需要解决的问题:高速移动引起的多普勒频移;频繁切换以及车厢的穿透损耗和阴影衰落。要使TD-LTE系统在高速公路场景能具有很好的无线覆盖和业务体验,必须通过网络规划或技术手段解决上述问题。
针对以上问题,大唐移动从三个方面提出了有针对性解决方案:
高速公路场景的网络规划:
采用小区合并组网方案,减少小区间的切换和重选;
在进行高速公路场景组网覆盖时,要尽可能采用低频段进行覆盖。
进行邻区规划时,每个小区一般只规划两个邻区,减少终端的测量时间,增加切换的准确性和及时性。
高速公路场景的关键技术:
为了抑制多普勒频移以及同频干扰,需要在高速公路场景使用一些关键技术,大唐移动在南京TD-LTE机场高速覆盖时采用了线性插值算法来补偿频偏。
南京TD-LTE规模试验网中采用大唐移动的系统设备,已经全部支持时域线性插值算法,在高速公路的实验中性能稳定。
高速公路场景TD-LTE网络优化:
工程优化:调整天线方向角和天线下倾角,以及调整发射功率来达到优化网络覆盖RSRP和SINR的目的;
无线参数优化:通过调整算法、测量、业务等无线参数设置达到优化网络覆盖和业务性能的目的。
大唐移动高速公路解决方案也在南京TD-LTE试验网得到了验证,南京机场高速公路规划建设有40多个站点,采用大唐移动高速公路综合解决方案,基站大部分选择与2G、3G共址的建设方式。试验网正式测试时选择覆盖较为连续的10个小区作为测试区域,
通过对高速场景的性能测试,验证了TD-LTE在高速公路组网的可行性。主要结论如下:
TD-LTE系统可以在高速公路场景(120km/h速度)正常工作;
测试中大唐基站开启了高速算法,对信道估计进行了线性插值,终端和系统的现有实现可以满足高速公路场景下的解调性能需求;
网络的KPI性能测试结果,切换成功率、建立成功率都大于95%,可以达到组网要求;
2012年5月,在世界电信日到来之际,江苏移动在机场高速进行了TD-LTE的业务体验。机场高速TD-LTE业务主要通过在机场大巴上安装CPE,将TD-LTE信号转化为WIFI信号,用户利用智能手机、平板电脑或笔记本电脑通过WIFI接入LTE网络,提前免费在机场大巴上享受LTE高速宽带业务体验。
在实际多用户接入体验情况下,小区下行吞吐量可达20Mbps,单用户下行吞吐量1Mbps以上,视频流播放顺畅。大唐移动高速公路解决方案得到了最真实的验证。
5、结束语
随着TD-LTE网络在全球的部署,TD-LTE的覆盖已经成为业界关注的焦点,只有提供完善、全面的立体覆盖方案,TD-LTE才能真正走向全面商用。大唐移动立体化组网解决方案,从覆盖层、容量层以及特殊场景覆盖多个层面对TD-LTE网络组网进行全面考虑,助力中国移动构建无处不在的TD-LTE无线网络。