TD-LTE F頻段和D頻段間的協(xié)同策略

王樂，堯文彬，王韜，朱強

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

TD-LTE F頻段和D頻段間的協(xié)同策略

王樂，堯文彬，王韜，朱強

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

頻譜資源是運營商競爭的基礎(chǔ)；在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，用戶需求將爆炸式地快速增長，為提升自身LTE網(wǎng)絡(luò)的競爭力、提供盡可能高的帶寬，未來F頻段和D頻段將在同一本地網(wǎng)上同時部署。本文全面分析了兩頻段間的協(xié)同策略、分場景給出了配置建議；同時分析了兩種技術(shù)實現(xiàn)方案，并給出了工程應(yīng)用建議。

TD-LTE；協(xié)同策略F/D頻段

1 背景

目前，已明確可用于中國移動TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的兩個頻段是F頻段（1880～1900 MHz）和D頻段（2570～2620 MHz）。兩個頻段各有優(yōu)勢：

F頻段傳播損耗和穿透損耗小，覆蓋能力強；可利舊TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng) F頻段RRU設(shè)備和天線，工程施工簡單、投資少。

D頻段的國際兼容性強，便于做大做強產(chǎn)業(yè)鏈；頻率資源更豐富更干凈，擴展空間大；不存在和TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)交叉時隙干擾的問題，特殊時隙配置效率更高等。

長遠來看，為移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的帶寬需求，兩頻段都將在同一本地網(wǎng)部署。針對未來兩頻段的協(xié)同問題，F(xiàn)頻段的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在覆蓋性能好，特別在室內(nèi)環(huán)境優(yōu)勢更明顯（測試數(shù)據(jù)反應(yīng)有8～12 dB的優(yōu)勢）；D頻段的優(yōu)勢是頻率資源豐富（目前已是F頻段的2.5倍）。以提高用戶業(yè)務(wù)感知為出發(fā)點，本文提出了F頻段優(yōu)先承載、D頻段優(yōu)先承載、F/D頻段基于干擾水平均衡承載、F/D頻段基于業(yè)務(wù)需求承載（F頻段優(yōu)先承載中低速業(yè)務(wù)（含VoIP）D頻段優(yōu)先承載中高速業(yè)務(wù)）等4種協(xié)同策略，并提出了eNode B間動態(tài)協(xié)調(diào)、載波聚合兩種技術(shù)實現(xiàn)方案。同時，未來的部署策略也對現(xiàn)在的工程建設(shè)提出了一些要求，本文對此做了一些探討、希望能對現(xiàn)在的工程建設(shè)有一定參考價值。

2 協(xié)同策略

基于F頻段和D頻段各自的特點，從用戶業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段、干擾水平等多個角度，分析得出F頻段優(yōu)先承載、D頻段優(yōu)先承載、F/D頻段基于干擾水平均衡承載、F/D頻段基于業(yè)務(wù)需求承載（F頻段優(yōu)先承載中低速業(yè)務(wù)（含VoIP）D頻段優(yōu)先承載中高速業(yè)務(wù)）等四種協(xié)同策略。各策略的優(yōu)劣勢及建議部署場景如表1所示。

對于用戶需求旺盛且D頻段覆蓋質(zhì)量良好的區(qū)域，建議可采用D頻段優(yōu)先承載或F/D頻段基于干擾水平均衡承載的方式，以充分發(fā)揮D頻段的頻譜資源優(yōu)勢、控制小區(qū)間干擾水平。隨著業(yè)務(wù)進一步增長，當(dāng)容量不能滿足用戶需求的矛盾日益突出時，建議采用F/D頻段基于業(yè)務(wù)需求承載的方式，以保障盡可能多用戶的業(yè)務(wù)感知。

表1 策略的優(yōu)劣勢及建議部署場景

3 技術(shù)方案

為實現(xiàn)F/D兩頻段的動態(tài)協(xié)作，可以采用以下兩種實現(xiàn)方案。

3.1 方案1：F/D網(wǎng)絡(luò)eNode B間動態(tài)協(xié)調(diào)

利用現(xiàn)有eNode B間的X2接口，實現(xiàn)F/D頻段小區(qū)間的信息互通；根據(jù)小區(qū)的資源空閑水平、用戶受干擾水平，結(jié)合用戶需求分析，配置合適的切入切出門限，實現(xiàn)F/D小區(qū)間的負載均衡。例如當(dāng)F頻段小區(qū)利用率較高且用戶需要接入高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，將目標(biāo)用戶切換到鄰區(qū)中利用率較低的D頻段小區(qū)，如圖1所示。

此方案基于已有3GPP RRM無線資源管理算法，進行軟件功能升級即可，實現(xiàn)成本較低。但由于基站間一般不具備物理直連傳輸線路，X2接口的時延較難保障，動態(tài)協(xié)調(diào)的實時性會受一定影響。同時，用戶在不同頻段間切換，是小區(qū)間切換，協(xié)議流程較復(fù)雜、會造成一定切換失敗率。

3.2 方案2：采用多載波聚合技術(shù)

為更迅速地調(diào)度F/D頻段的資源、減少小區(qū)間切換的風(fēng)險，可以采用多載波聚合技術(shù)，將兩個頻段聚合在同一個邏輯小區(qū)。如圖2所示，當(dāng)F頻段干擾水平較高，用戶發(fā)起高速率業(yè)務(wù)需求時，可將其切入到利用率相對較低的D頻段內(nèi)。

圖2 采用多載波聚合技術(shù)

圖1 F/D網(wǎng)絡(luò)eNode B間動態(tài)協(xié)調(diào)

此方案相比較方案1，還可以節(jié)約一半的控制信道資源，用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、提升傳輸效率。從硬件成本看，方案1需要兩套BBU+RRU基站主設(shè)備，本方案只需要一套，大大節(jié)約了建網(wǎng)成本。

在設(shè)備實現(xiàn)方面，從目前硬件發(fā)展水平看，F(xiàn)AD天線已經(jīng)逐步成熟，BBU處理能力亦可以滿足，主要研發(fā)難度集中在RRU；為同時支持F/D兩個頻段，受限于目前功放的帶寬能力，需要分別配置兩個功放。硬件成本、功耗都將提高。此外，當(dāng)站距過大或者傳播環(huán)境復(fù)雜時，D頻段的覆蓋劣勢凸顯，其有效覆蓋范圍將小于F頻段，在開發(fā)調(diào)度算法時需要考慮到這個因素。

4 對目前工程建設(shè)的啟示

為滿足用戶需求、提升中國移動競爭力，長遠來看，F(xiàn)頻段和D頻段都將部署；為提升F/D頻段的協(xié)同效率、降低綜合建網(wǎng)成本，建議適當(dāng)提前考慮采用載波聚合技術(shù)，使基站可以同時支持F/D兩個頻段、為以后的組網(wǎng)提供更大的配置靈活度。同時，在配套建設(shè)方面，需要長遠考慮兩個頻段共建對天面資源、機房資源、傳輸資源等的需求，便于后期快速組網(wǎng)。

5 總結(jié)

為滿足用戶的長遠需求，F(xiàn)/D頻段將同時在一張本地網(wǎng)部署。本文綜合干擾水平、用戶需求、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段等因素，提出了4種F/D頻段的協(xié)同策略，分析了各自優(yōu)劣勢。同時提出了兩種技術(shù)實現(xiàn)方案，并建議提前采用載波聚合技術(shù)，以節(jié)約綜合建網(wǎng)成本、提高F/D協(xié)同效率。

[1] 沈嘉， 索士強， 全海洋等. 3GPP長期演進（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：人民郵電出版社；2009.

[2] 蔣遠，湯利民等. TD-LTE原理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計[M]. 北京：人民郵電出版社；2012.

[3] 3GPP TS 36.211 V8.8.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)； Physical Channels and Modulation (Release 8)[S].

[4] 3GPP TS 21.101： Technical Specifications and Technical Reports for a UTRAN-based 3GPP System， Version 10.x.y[S].

Collaborative strategy between F band and D band for TD-LTE

WANG Le, YAO Wen-bin, WANG Tao, ZHU Qiang
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Spectrum resource is essential for operators. In the mobile Internet era, to meet the rapid growth of data services, the F band and D band will be deployed in the same local network. This paper analysed different collaborative strategies between the two bands and two kinds of network schemes, and then provided configuration recommendations.

TD-LTE; collaborative strategy; F band and D band

TN929.5

A

1008-5599（2013）01-0013-03

2012-12-18