探討TD-LTE深度覆蓋的問題

蘇麗麗

【摘要】 由于制式和頻段方面的差異，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)與以前的網(wǎng)絡(luò)相比呈現(xiàn)了“大帶寬，小覆蓋”的特點(diǎn)，傳統(tǒng)建網(wǎng)方式很難實(shí)現(xiàn)高頻段組網(wǎng)系統(tǒng)的有效深度覆蓋。能否解決好盲區(qū)、弱覆蓋和深度覆蓋是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署面臨的重大挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 深度覆蓋 異構(gòu)網(wǎng) Relay

隨著4G運(yùn)用得到全面推廣之后，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占的比重將會(huì)超過傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的比重，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)取代語音業(yè)務(wù)的主導(dǎo)地位只是時(shí)間問題。TD-LTE作為中國移動(dòng)未來高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載的主要網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋能力和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量直接關(guān)系到中國移動(dòng)未來市場競爭力。

一、異構(gòu)組網(wǎng)解決TD-LTE深度覆蓋方案

異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從物理意義上講可以分為兩種：水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)。水平結(jié)構(gòu)是指蜂窩結(jié)構(gòu)；由站點(diǎn)、站間距、重疊覆蓋、站高、天線特性及市場業(yè)務(wù)分布等元素組成。垂直結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的分層架構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)主要取決于由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多址方式，基于OFDMA的TD-LTE同頻系統(tǒng)可通過頻分或時(shí)分的方式實(shí)現(xiàn)垂直分層結(jié)構(gòu)。一個(gè)優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)首先應(yīng)具備優(yōu)良的水平蜂窩結(jié)構(gòu)，同時(shí)還應(yīng)依據(jù)不同系統(tǒng)特性實(shí)現(xiàn)不同的垂直分層結(jié)構(gòu)。

TD-LTE的異構(gòu)網(wǎng)可以定義為各種制式、各種功率等級(jí)的基站設(shè)備組成的多系統(tǒng)、多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)重疊部署不同類型小區(qū)。除層間異頻組網(wǎng)方式外，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)針對OFDM特性進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)不同層網(wǎng)絡(luò)間的同頻部署。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通常利用宏蜂窩小區(qū)提供基礎(chǔ)覆蓋，使用Micro（微蜂窩）、Pico（皮基站）、Femto（家庭基站）、Relay（中繼站）用于改善室內(nèi)深度覆蓋、增加網(wǎng)絡(luò)容量、提升用戶感知。Micro、Pico、Femto、Relay可以降低站點(diǎn)獲取的難度，且Relay更具備不需要光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢。上述各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的特性和應(yīng)用場景見表1。

目前，我國TD-LTE的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟。能應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的低發(fā)射功率基站設(shè)備也陸續(xù)在各大城市成功商用。伴隨著網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)產(chǎn)品功能的日益完善，在未來時(shí)間里，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢是：針對高價(jià)值、高網(wǎng)路數(shù)據(jù)通信密度的樓宇采用分布系統(tǒng)，同時(shí)采用微基站與宏站對網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)或業(yè)務(wù)量大的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償；而對于住宅小區(qū)、中低端的寫字樓等區(qū)域可采用與Femto家庭基站解決方案相似的方法來解決，將多基站、多層次的方法融入其中，從而實(shí)現(xiàn)TD-LTE的深度覆蓋。

二、異構(gòu)組網(wǎng)解決各場景深度覆蓋基本建設(shè)思路

（1）利用現(xiàn)網(wǎng)宏基站站址資源，由室外往室內(nèi)打，天線下傾角的設(shè)計(jì)要俯仰結(jié)合，高處建站往下打覆蓋中低層，中低處建站往上打覆蓋高層，遠(yuǎn)距離定向覆蓋。在密集市區(qū)，還要采用F頻段結(jié)合D頻段、2通道結(jié)合8通道的方式，混合組網(wǎng)進(jìn)行分層覆蓋。（2）積極挖掘弱覆蓋區(qū)域周邊路燈桿、監(jiān)控桿、交通信號(hào)桿等資源，采用射頻拉遠(yuǎn)或新建燈桿箱等方式，利用高集成度、高美華度的一體化簡易宏基站協(xié)同微基站產(chǎn)品，靈活部署燈桿站、街道站，來進(jìn)行近距離精確覆蓋和補(bǔ)盲。（3）在住宅小區(qū)內(nèi)部，挖潛樓頂和小區(qū)內(nèi)路燈桿資源，采用射燈天線等不同形式的美化天線，進(jìn)行隱蔽覆蓋。（4）充分利舊現(xiàn)有2/3G室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行4G改造，對于新建室分樓宇，可引入Pico基站和Femto基站等創(chuàng)新方案疊加覆蓋，可有效提升整體容量和邊緣吞吐率。（5）對于體育館、會(huì)展中心、飛機(jī)場等大型場館，室分系統(tǒng)建設(shè)成本極高，而且高數(shù)據(jù)流量、高ARPU值用戶聚集、潮汐效應(yīng)顯著，建議引入Pico基站方案，分區(qū)、分場景進(jìn)行組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)，嚴(yán)控干擾和切換，一步到位解決高話務(wù)。

三、Relay破解TD-LTE深度覆蓋難題

Relay的原理就是基站不直接將信號(hào)發(fā)送給UE，而是先發(fā)送給一個(gè)RN（Relay Node，中繼節(jié)點(diǎn)），然后再由RN轉(zhuǎn)發(fā)給UE。Relay解決方案可以增大系統(tǒng)覆蓋范圍，提升系統(tǒng)鏈路性能，改善小區(qū)吞吐量。

Relay具有以下特點(diǎn)：僅通過交直流電源即可實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)部署，滿足不同場景的建設(shè)需求；體積小，重量輕，無需機(jī)房即可部署；內(nèi)置天線，不需要單獨(dú)安裝天線，減少對天面資源的依賴；不需要有線傳輸，通過無線回傳的方式即可實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)部署，完全不受傳輸資源限制；不需要GPS，通過空口即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步；此外，有效避免了直放站“底噪抬升、難以管理、隔離度要求高”等明顯缺點(diǎn)。

Relay解決方案的上述特性不但能有效解決機(jī)房等配套資源受限的問題，而且能快速實(shí)現(xiàn)對于盲點(diǎn)、熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋增強(qiáng)和速率提升，打造經(jīng)濟(jì)高效的精品4G無線網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)：TD-LTE網(wǎng)絡(luò)十分規(guī)范的給出了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分層組網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)，異構(gòu)組網(wǎng)能夠充分利用現(xiàn)有不同無線網(wǎng)絡(luò)之間的特性互補(bǔ)效能，采用多樣化發(fā)射功率的多基站方法，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋，為不同場景下的用戶提供較好的高速數(shù)據(jù)接入服務(wù)。針對一些暫時(shí)不具備有線回傳條件的樓宇，引入中繼（Relay）可提供快速、靈活、低成本的深度覆蓋解決方案，顯著地?cái)U(kuò)大室內(nèi)覆蓋范圍并提升信號(hào)強(qiáng)度，保證室內(nèi)業(yè)務(wù)較高的平均用戶吞吐量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]吳炯翔，TD-LTE在D頻段和F頻段的覆蓋能力差異，中國新通信，2015.

[2]田桂賓，王懿華，楊輝，TD-LTE中2陣元與8陣元天線提升室內(nèi)深度覆蓋的研究，電信技術(shù)，2013.