充分利用好F頻段是快速發(fā)展TD-LTE的關(guān)鍵

陶磊

目前中國(guó)移動(dòng)正在緊鑼密鼓的進(jìn)行TD-LTE規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，預(yù)計(jì)明年試驗(yàn)網(wǎng)規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大至20萬(wàn)載波以上。在這個(gè)TD-LTE發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻，充分利用好F頻段這段寶貴的TDD頻譜資源，無(wú)疑將對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

大唐移動(dòng)移動(dòng)通信事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān) 陶磊

對(duì)于任何一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，頻譜無(wú)疑都是最為珍貴的資源。頻譜的使用策略，往往將對(duì)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起到最為關(guān)鍵的影響，是每個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商首先要解決的問(wèn)題。目前中國(guó)移動(dòng)作為中國(guó)惟一運(yùn)營(yíng)TDD技術(shù)的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商，其掌握的TDD的頻譜資源主要分布在1.8GHz～2.6GHz之間，包括F頻段1880～1920MHz、A頻段2010～2025MHz、E頻段2320～2370MHz和D頻段2575～2615MHz。其中F頻段、D頻段和E頻段已用于本次TD-LTE規(guī)模試驗(yàn)。前兩個(gè)頻段用于室外宏覆蓋，后一個(gè)用于室內(nèi)覆蓋。在這些TDD頻段中，F(xiàn)頻段位于頻譜的最低位置，如何充分利用好這一段寶貴的頻譜資源，將成為中國(guó)移動(dòng)TD-LTE未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。（現(xiàn)網(wǎng)有1500萬(wàn)小靈通用戶占用了1900MHz之后的部分頻段，目前F頻段可用頻譜資源只有1880～1900MHz，共20MHz。）

F頻段用于室外宏蜂窩連續(xù)覆蓋有天然優(yōu)勢(shì)

F頻段處于TDD頻譜的最低位置，相對(duì)于處于2.6GHz的D頻段低了近800MHz，在進(jìn)行室外宏蜂窩連續(xù)覆蓋時(shí)具有天然優(yōu)勢(shì)。根據(jù)2012年在某省進(jìn)行的19個(gè)基站組成F頻段連續(xù)覆蓋片區(qū)的測(cè)試結(jié)果可以看到，在相同距離下采用D頻段覆蓋的RSRP比采用F頻段的低了4dB，SINR低了3dB，掉話點(diǎn)距離D頻段比F頻段縮短了250m左右。當(dāng)小區(qū)覆蓋邊緣滿足RSRP達(dá)到-110dBm時(shí)，F(xiàn)頻段的覆蓋距離是D頻段的1.35倍；如果折合成單站的最大覆蓋面積，采用F頻段的單站覆蓋面積將達(dá)到D頻段的約1.8倍。這就意味著，在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋時(shí)，采用D頻段無(wú)疑要比F頻段占用更多的站址資源，建設(shè)更密集的基站。

站址資源無(wú)疑對(duì)于任何一個(gè)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)都是非常寶貴的。中國(guó)移動(dòng)未來(lái)發(fā)展TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，必然要充分利用現(xiàn)有站址資源。我們以TD-LTE與TDSCDMA共站址來(lái)舉例，可以進(jìn)一步看到F頻段和D頻段在相同覆蓋情況下對(duì)用戶速率的影響。以TDSCDMA典型的CS64k語(yǔ)音業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì)算，其室外最大的覆蓋距離可達(dá)0.78km；考慮室外覆蓋室內(nèi)的需求，其對(duì)室內(nèi)的最大覆蓋距離可達(dá)0.34km。以TD-SCDMA覆蓋距離作為TD-LTE共覆蓋規(guī)劃的基準(zhǔn)，采用F頻段或D頻段建設(shè)TD-LTE均可以滿足與TD-SCDMA共覆蓋的要求，但在相同的覆蓋距離下，D頻段提供的上/下行邊緣速率較明顯低于F頻段。特別是在室外覆蓋室內(nèi)的場(chǎng)景下，D頻段室內(nèi)上行邊緣用戶速率僅能達(dá)28.8kbit/s；下行可達(dá)800kbit/s；而F頻段上行可達(dá)100kbit/s；下行可達(dá)1Mbit/s。由此可見(jiàn)，F(xiàn)頻段可以更好的滿足小區(qū)邊緣覆蓋的速率需求。

TD-LTE與TD-SCDMA可在F頻段完美共存

TD-LTE系統(tǒng)與TD-SCDMA系統(tǒng)都是TDD系統(tǒng)，有著相似的幀結(jié)構(gòu)。TD-LTE系統(tǒng)要與原本用于TD-SCDMA與在同一頻段共存時(shí)，只有保證上下行切換點(diǎn)對(duì)齊才能避免兩系統(tǒng)間的干擾，否則無(wú)法協(xié)同工作。因此，在規(guī)劃時(shí)必須做好兩系統(tǒng)的時(shí)隙配置規(guī)劃以規(guī)避同頻干擾。

為使兩系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)可共存，基本方法是通過(guò)平移TD-LTE與TD-SCDMA系統(tǒng)的幀頭位置，并調(diào)整TD-LTE的GP大小來(lái)保證上下行切換點(diǎn)對(duì)齊，從而避免兩系統(tǒng)上下行間的干擾。

當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)的上下行時(shí)隙配比為3:3，2:4，5:1時(shí)可以與TD-L系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)幀結(jié)構(gòu)共存。

由于TD-SCDMA的常規(guī)時(shí)隙和特殊時(shí)隙的配比是固定的，而TD-LTE的特殊時(shí)隙中DwPTS、GP和UP的長(zhǎng)度支持9種靈活配比。TD-LTE特殊時(shí)隙的配置情況如表所示。

可支持共存的TD-SCDMA時(shí)隙比例DwPTS GP UpPTS 0 3 10 1 3:3；2:4；5:1支持1 9 4 1 3:3支持2 10 3 1 3:3支持3 11 2 1 3:3支持4 12 1 1 無(wú)5 3 9 2 3:3；2:4；5:1支持6 9 3 2 3:3支持7 10 2 2 3:3支持8 11 1 2 3:3支持配置常規(guī)CP（OFDM符號(hào)個(gè)數(shù)）

雙流波束賦形技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA宏覆蓋多采用BBU+支持F頻段的RRU，配合以4＋4雙極化陣列天線的產(chǎn)品解決方案。TD-SCDMA和TD-LTE均為TDD方式，上、下行鏈路使用相同頻率傳輸信號(hào)，且間隔時(shí)間短，鏈路無(wú)線傳播環(huán)境差異不大，因此可以很好的應(yīng)用智能天線波束賦形技術(shù)，提高用戶的信噪比，降低系統(tǒng)干擾，從而可有效提升網(wǎng)絡(luò)的覆蓋及容量性能。

雙流波束賦形技術(shù)結(jié)合了智能天線波束賦形技術(shù)和空間復(fù)用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用TDD信道的互惠性，同時(shí)傳輸兩個(gè)賦形數(shù)據(jù)流來(lái)實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用，并且能夠保持傳統(tǒng)賦形技術(shù)廣覆蓋、提高小區(qū)容量和減少干擾的特性，既可以提高邊緣用戶的可靠性，同時(shí)可有效提升小區(qū)中心用戶的吞吐量。

根據(jù)中國(guó)移動(dòng)前期組織在某省進(jìn)行的雙流波束賦形測(cè)試結(jié)果可以看出，無(wú)論在定點(diǎn)測(cè)試環(huán)境下還是移動(dòng)測(cè)試環(huán)境下，采用雙流波束賦形的TM8模式均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在定點(diǎn)測(cè)試條件下，無(wú)論是用戶處于SINR -3～-1dB的小區(qū)邊緣，還是處于SINR 7～10dB或19～20dB的小區(qū)覆蓋的中、好點(diǎn)，雙流波束賦形TM8模式相比僅支持雙流的TM3傳輸模式均有明顯的速率優(yōu)勢(shì)。特別是在小區(qū)邊緣，TM8模式相比TM3模式增益超過(guò)30%。TM3模式在速率上的優(yōu)勢(shì)只在SINR達(dá)到26～31dB的個(gè)別極好點(diǎn)情況下才得以體現(xiàn)，但根據(jù)50%加擾下路測(cè)的SINR數(shù)據(jù)，一個(gè)小區(qū)20dB以上的覆蓋區(qū)域往往占比不足5%。換句話說(shuō)，在真實(shí)組網(wǎng)環(huán)境下體現(xiàn)TM3速率優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)景較難發(fā)生。同樣在移動(dòng)測(cè)試環(huán)境下，TM8模式也表現(xiàn)出突出的性能優(yōu)勢(shì)，相比TM3模式平均吞吐量提升了23%。

目前中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備多已具備F頻段能力，只需通過(guò)增加LTE處理板卡配合以簡(jiǎn)單的工程改造和軟件升級(jí)，即可平滑演進(jìn)到TD/LTE雙模應(yīng)用。