異時隙配比 不同運(yùn)營需求解決之道

TD現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)和帶寬分析

TD網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了一、二、三期建設(shè)，已經(jīng)在全國238個城市部署了網(wǎng)絡(luò)，3G業(yè)務(wù)發(fā)展也初具規(guī)模。TD網(wǎng)絡(luò)從運(yùn)營初期開始（主要使用A頻段），為了適合運(yùn)營需求，全網(wǎng)上下行時隙配比經(jīng)歷了不斷調(diào)整的過程。2007年TD建網(wǎng)初期，主要建設(shè)R4 A頻段網(wǎng)絡(luò)，定位發(fā)展上下行對稱的語音業(yè)務(wù)，全網(wǎng)采用3:3的時隙配置；2008年引入HSDPA后定位發(fā)展下行為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，全網(wǎng)時隙比調(diào)整為2:4。

隨著業(yè)務(wù)模式的發(fā)展，3G業(yè)務(wù)日漸豐富，全國各地都在啟動建設(shè)無線城市，移動視頻監(jiān)控、位置服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)逐漸開展起來，移動互聯(lián)網(wǎng)、移動郵箱、移動社區(qū)、移動視頻會議等新業(yè)務(wù)層出不窮。根據(jù)實(shí)際使用情況，發(fā)現(xiàn)上行帶寬過小會造成移動互聯(lián)網(wǎng)、移動信箱等業(yè)務(wù)下行鏈路速率降低，影響用戶業(yè)務(wù)的感知度；而移動視頻監(jiān)控、移動視頻會議和物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)對現(xiàn)有TD網(wǎng)絡(luò)的上行峰值速率和上行帶寬提出更高要求，目前的2:4時隙配比的上行帶寬顯得捉襟見肘；網(wǎng)絡(luò)未來平滑升級到LTE后，業(yè)務(wù)模式更趨復(fù)雜，2:4時隙配比方式是否能夠滿足未來業(yè)務(wù)尤其是上行業(yè)務(wù)流量的需求充滿了不確定性。

一方面，分析目前TD網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，全網(wǎng)均采用2:4的上下行時隙比，在引入HSUPA后上行理論最大峰值速率僅有550kbps，一般一個TD載波承載8—10個數(shù)據(jù)用戶，人均僅30~40kbps的上行速率，由圖1可以看到各種業(yè)務(wù)對上行帶寬的需求，因此人均30~40kbps的上行速率根本無法保障用戶業(yè)務(wù)感知，更無法承載移動視頻監(jiān)控、移動郵件上傳和移動視頻會議等重要上行業(yè)務(wù)。

圖1 業(yè)務(wù)及帶寬需求

另一方面，相對于WCDMA上行 5.76M bps和CDMA2000 1.8M bps的峰值速率，TD 550kbps的上行峰值速率存在明顯的競爭劣勢。再比較三種3G制式上下行數(shù)據(jù)流量比例，WCDMA和CDMA均在1:2左右，而TD 1:7.5的上下行比例嚴(yán)重失衡。所以，TD網(wǎng)絡(luò)無論在上行峰值流量方面還是上下行流量配比方面都存在一定的劣勢和不合理性，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

支持異時隙配比 充分發(fā)揮TDD技術(shù)優(yōu)勢

那么如何優(yōu)化TD網(wǎng)絡(luò)上下行流量配比才能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要？分析幾種3G制式技術(shù)，TD是基于TDD技術(shù)的，能提供較靈活的上下行時隙配比來支持不同業(yè)務(wù)對上下行帶寬的不同需求，這是TD不同于WCDMA和CDMA 2000的一個很大的先天優(yōu)勢。因此可以充分發(fā)揮TDD技術(shù)優(yōu)勢，為后續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)展保留調(diào)整的空間，以保障用戶使用新業(yè)務(wù)的感受。

TD網(wǎng)絡(luò)多年仿真和外場測試結(jié)果顯示：TD現(xiàn)網(wǎng)同一頻段不同上下行時隙配比小區(qū)是無法共存的。比如在同一頻段，配置2:4小區(qū)的下行時隙3對3:3配置小區(qū)的上行時隙3干擾嚴(yán)重，并影響業(yè)務(wù)正常使用。中國移動目前正在使用和完成申請的共有四個TD和LTE頻段（F、A、E、D），針對每個頻段的運(yùn)營定位和策略都會不同。而TD和TD-LTE具有可調(diào)整上下行時隙比例的TDD技術(shù)優(yōu)勢，這樣從技術(shù)原理和頻段資源兩個方面都具備了實(shí)現(xiàn)TDD靈活組網(wǎng)的實(shí)施條件，可以依據(jù)TD和LTE頻段規(guī)劃和不同階段實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展需求，選擇合適的不同頻段上下行異時隙配比方案。

中國移動2010年TD網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容將大規(guī)模建設(shè)F+A雙頻網(wǎng)絡(luò)，同時室內(nèi)啟動E頻段建設(shè)，TD將進(jìn)入多頻段組網(wǎng)和運(yùn)營階段，需要根據(jù)全國不同城市和不同區(qū)域語音用戶和特點(diǎn)各異的數(shù)據(jù)用戶需求，在不同頻段制定合理的上下行時隙比，可最大程度保障各類用戶感知。如圖2所示，TD網(wǎng)絡(luò)F+A雙頻組網(wǎng)時隙配比的方案建議：A頻段主要滿足現(xiàn)網(wǎng)R4和HSDPA用戶需求，采用2:4時隙配置，每個載波配置3個HSDPA時隙和2個R4時隙；F頻段可采用3:3時隙配置，承載支持HSUPA和F+A雙頻的新增終端用戶，引入TS0技術(shù)可配置2個HSUPA時隙、3個HSDPA時隙。這樣就可以實(shí)現(xiàn)：單載波HSDPA速率為1.68M，單載波HSUPA速率為1.1M。在不影響下行速率的情況下，使上行速率翻番，有效提升用戶感受；既可避免產(chǎn)生交叉時隙干擾，而且不同頻段的載波數(shù)目不同，上下行流量比例可靈活變化，適應(yīng)不同階段業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

圖2 TD網(wǎng)絡(luò)F+A雙頻組網(wǎng)時隙配比建議方案

由于多頻段的引入和未來LTE演進(jìn)的需求，中國移動在2010年TD擴(kuò)容采購中已明確：室外建設(shè)F頻段的站點(diǎn)和室內(nèi)建設(shè)E頻段站點(diǎn)RRU必須支持TD和LTE雙模，雙模RRU上下行時隙切換點(diǎn)必須對齊，TD和LTE上下行時隙比必須匹配，如圖3所示。

圖3 TD和TD-LTE時隙匹配示意圖

如果RRU不支持異時隙配比，則TD全網(wǎng)F頻段和A頻段必須永遠(yuǎn)使用相同時隙配比，甚至引入TD-LTE后時隙配比也受制于TD A頻段時隙配置，完全失去TDD技術(shù)時隙靈活配置的優(yōu)勢。TD網(wǎng)絡(luò)如有少量設(shè)備不支持異時隙配比，則TD全網(wǎng)甚至未來TD-LTE網(wǎng)絡(luò)將無法實(shí)施不同頻段異時隙配比調(diào)整；如果雙模RRU支持不同頻段異時隙配比組網(wǎng)，則可根據(jù)LTE的上下時隙比來調(diào)整自身時隙比，不會受制于A頻段的配置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活部署。

概括起來，設(shè)備支持異時隙配比有兩大明顯優(yōu)勢：
    ● 實(shí)現(xiàn)上行帶寬翻倍，有效提升用戶感知；
    ● 有利于TD與LTE共存，發(fā)揮TDD技術(shù)優(yōu)勢。

異時隙配比需要硬件靈活支持

不同頻段異時隙配比要求基站RRU設(shè)備提供硬件支持。目前業(yè)界對F+A的RRU設(shè)備主要有兩種設(shè)計思路：一種是采用兩個單頻功放實(shí)現(xiàn)，而另一種則采用跨段功放的形式，這種方式也被稱作寬頻功放。

寬頻功放雖然在技術(shù)上具有一定的特點(diǎn)，但此技術(shù)主要針對FDD技術(shù)創(chuàng)新，并不適合TDD網(wǎng)絡(luò)。尤其是在存在多個頻段的TDD網(wǎng)絡(luò)中，由于TDD系統(tǒng)要求收發(fā)不同時工作，寬頻段功放技術(shù)將嚴(yán)格限制不同頻段之間的時隙配比，使得TD和LTE全網(wǎng)不同頻段被迫固定配置同一種上下行時隙配比，寬頻段功放RRU的引入將對未來TD和LTE發(fā)展帶來重大隱患。而單頻功放由于在不同頻段使用不同的功放，可以分開設(shè)置時隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，能夠很好地支持異時隙配比方案，實(shí)現(xiàn)TD網(wǎng)絡(luò)上行帶寬翻倍，同時還最大程度上滿足了TD與LTE網(wǎng)絡(luò)對于時隙配置不同的需求，有利于二者的共存發(fā)展。

目前，中興通訊的雙頻RRU已經(jīng)完全支持不同頻段異時隙配比，在A頻段采用2:4或3:3時隙配置，F(xiàn)頻段采用3:3時隙配置，滿足不對稱業(yè)務(wù)運(yùn)營需求。同時室外RRU還可支持LTE，在設(shè)計時充分考慮到了未來F/A頻段引入LTE后，至少需要45MHz工作帶寬（F頻段30MHz+A頻段15MHz）的需求，可滿足網(wǎng)絡(luò)“F頻段TD 6載波+F頻段LTE 20MHz+A頻段TD 9載波”的容量需求，一勞永逸。將來無需更換硬件設(shè)備即可支持不同制式的時隙配置和容量要求，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)做好了充分準(zhǔn)備。