高頻段下中國(guó)電信LTE基站建設(shè)

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 | 聶磊 米世成 鮑寧遠(yuǎn)

高頻段下中國(guó)電信LTE基站建設(shè)

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 | 聶磊 米世成 鮑寧遠(yuǎn)

目前，中國(guó)電信正在積極推進(jìn)LTE試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)，如何在現(xiàn)有基站資源基礎(chǔ)上低成本建設(shè)LTE基站，是中國(guó)電信亟需解決的問(wèn)題。

中國(guó)電信建設(shè)的2G及3G網(wǎng)絡(luò)，為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)積累了大量的物理站址資源，由于LTE采用的頻段相對(duì)3G較高，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)基站數(shù)量會(huì)比現(xiàn)有站點(diǎn)增多，為以最小的成本實(shí)現(xiàn)最好的效果，利用好現(xiàn)有站址資源顯得尤為重要。為此，在LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，中國(guó)電信需要根據(jù)基站的不同情況采用不同的建設(shè)方案。

4G演進(jìn)面臨基站建設(shè)挑戰(zhàn)

3G時(shí)代中國(guó)電信CDMA網(wǎng)覆蓋優(yōu)勢(shì)比較明顯，因cdma2000采用800M頻段，較TD-SCDMA和WCDMA的頻段低，鏈路損耗小，因此可以以更少的站址獲得更好的用戶體驗(yàn)。但LTE的頻段是在1.8GHz～2.1GHz之間，中國(guó)電信3G覆蓋優(yōu)勢(shì)受到挑戰(zhàn)。此時(shí)面對(duì)4G時(shí)代的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)電信如何占據(jù)4G時(shí)代的核心戰(zhàn)略控制點(diǎn)，繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

LTE較EV-DO在速率、時(shí)延等方面都有大幅改善，EV-DO帶寬為2×1.25 MHz，峰值速率可達(dá)3.1Mbit/s，而LTE帶寬為2×20 MHz或1×20MHz，其速率可達(dá)100Mbit/s，這取決于更寬的頻譜，而MIMO多天線傳輸技術(shù)以及更高的調(diào)制方式可得到更大的調(diào)制增益（1.5倍）；由EV-DO到LTE，時(shí)延也從60ms降低至10ms，這主要得益于LTE的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，取消了BSC，但同時(shí)相對(duì)于3G，LTE的基站協(xié)調(diào)能力變?nèi)?，LTE邊緣速率是未來(lái)重要挑戰(zhàn)之一。

總之，運(yùn)營(yíng)商以更低成本提供更好覆蓋、更高實(shí)際帶寬的LTE網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)格局帶來(lái)巨大影響。

圖1 某試驗(yàn)網(wǎng)區(qū)域三大運(yùn)營(yíng)商站點(diǎn)數(shù)對(duì)比。

室外LTE基站建設(shè)方案分析

中國(guó)電信高頻覆蓋站點(diǎn)缺口大，需新增大量站址，以某試驗(yàn)網(wǎng)為例，該區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)對(duì)比信息如表1。

由此可知，該區(qū)域中國(guó)聯(lián)通基站數(shù)是中國(guó)電信的1.5倍，中國(guó)移動(dòng)是中國(guó)電信的2.7倍。更為不利的情況是，中國(guó)電信新增站址還面臨多個(gè)挑戰(zhàn)：一是共建共享機(jī)房，機(jī)房空間緊張，預(yù)計(jì)占比10%到20%；二是美化天線、天面空間不足，物業(yè)談判困難，新增天面困難，預(yù)計(jì)占比20%到30%；三是租金、天面等導(dǎo)致新增站點(diǎn)建設(shè)越來(lái)越困難，今年新增站址比例不超過(guò)20%。

在高頻覆蓋站址缺口大，LTE站址獲取挑戰(zhàn)多的情況下，尋找能提升覆蓋的解決方案成為中國(guó)電信的LTE室外基站建設(shè)的關(guān)鍵，這里我們提出了利用宏基站快速部署LTE、現(xiàn)網(wǎng)基站升級(jí)為L(zhǎng)TE、新建LTE基站機(jī)房、新建LTE基站天面等針對(duì)不同場(chǎng)景的方案。

比如利用現(xiàn)網(wǎng)宏站資源，快速部署LTE網(wǎng)絡(luò)的方法。在機(jī)房方面，中國(guó)電信可利舊機(jī)柜和BBU，設(shè)備占地較少；CDMA/LTE共傳輸，或者傳輸承載IP化改造；利舊（或擴(kuò)展）備用電源；共享GPS/RGPS。在天饋方面，中國(guó)電信可以選擇RRU上塔，2T4R提升反向覆蓋；更換寬頻天線，利舊天面；光纜代替饋線，減少插損，降低施工難度。

同時(shí)，針對(duì)站點(diǎn)選取難度較大的情況，中國(guó)電信可采用利舊小靈通站址的辦法，快速部署LTE網(wǎng)絡(luò)，小靈通基本退網(wǎng)，但站點(diǎn)位置仍然保留，PHS站址70%為屋頂站，城區(qū)站間距100～300m，天線掛高15m～25m，如新設(shè)備不改變站點(diǎn)外觀，入場(chǎng)阻力相對(duì)較小。

另外，中國(guó)電信可采取CloudBB集中安裝，降低RRU站址獲取難度。初期解決站址獲取問(wèn)題，BBU可集中放置，目前一些地區(qū)CDMA已經(jīng)采用BBU集中部署方案；第二階段可將站間交互變?yōu)檎緝?nèi)，實(shí)現(xiàn)小區(qū)間實(shí)時(shí)協(xié)同，提升站間網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量；FDD與TDD共基帶信道板，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)深度融合。

室內(nèi)LTE覆蓋解決方案分析

當(dāng)演進(jìn)到LTE后，中國(guó)電信面臨新的問(wèn)題：頻段的差異導(dǎo)致室內(nèi)覆蓋率無(wú)法滿足要求。具體而言，不同的無(wú)線環(huán)境下，800M與2.1G路徑損耗差異不同，在覆蓋相同距離情況下，路徑損耗差異約為7.7dB～12.5dB；穿透損耗的場(chǎng)景比較復(fù)雜，800M和2.1G穿透損耗差異約為2dB。

目前現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)覆蓋建設(shè)方式可分為三種：宏基站覆蓋方案，即利用室外宏峰窩完成對(duì)室內(nèi)的覆蓋；利用多規(guī)格的微蜂窩完成對(duì)室內(nèi)的覆蓋；利用信源加室內(nèi)分布天線組（以下簡(jiǎn)稱室分），以室分系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。

通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)室分覆蓋情況來(lái)看，室分扇區(qū)的比例占總扇區(qū)比例約30%，大部分的室內(nèi)場(chǎng)景依靠室外覆蓋室內(nèi)的方案，室分系統(tǒng)主要分布在大型/高層商用建筑，而居民區(qū)和中小型商用建筑室分的比例很低，主要依靠室外站覆蓋；所以LTE室分建設(shè)的總體思路是居民區(qū)主要依靠室外覆蓋室內(nèi)方案，大型/高層商用建筑主要依靠室內(nèi)分布系統(tǒng)方案解決。

在室外覆蓋室內(nèi)方面，我們建議室外覆蓋室內(nèi)場(chǎng)景可通過(guò)引入小靈通利舊、燈桿站等新的微蜂窩方案，與宏站配合完成對(duì)室內(nèi)的覆蓋。通過(guò)用室外微峰窩覆蓋室內(nèi)的方式配合宏站覆蓋室內(nèi)

在LTE室分建設(shè)方面，我們分析LTE室分與CDMA室分建設(shè)相同部分如下圖2所示。LTE室分建設(shè)差異帶來(lái)LTE室分建設(shè)的新問(wèn)題如圖3所以。

圖2 LTE室分與CDMA室分建設(shè)相同部分

圖3 LTE室分建設(shè)差異帶來(lái)LTE室分建設(shè)的新問(wèn)題

針對(duì)LTE室分建設(shè)挑戰(zhàn)，我們提出以下幾點(diǎn)建議。

首先，高頻饋線損耗大，可增加信源發(fā)射功率抵抗高頻饋線損耗；2.1G/2.6G選取在末端合路，減少插損。其次，室分容量提升，可采用已有室分系統(tǒng)中采用垂直分裂方式，減少室分改造的同時(shí)，提升LTE室分容量；新建室分根據(jù)重要程度考慮雙室分系統(tǒng)支持MIMO。再次，提升異系統(tǒng)隔離度。最后，建議新增室分系統(tǒng)支持2.6G頻段。