TD-LTE频率使用策略及组网方案

中国移动通信集团设计院有限公司 无线所 中国移动通信集团设计院有限公司 挪威 典 兰 有频 谱 即将发出 荷兰 国 国 中国 度 本 来西亚 西兰 利 麦 兰 特 曼 罗斯 西 西哥 大利亚 011年全球 全球 标准 系统 设备 芯片 终端 网络 部署 309年 3月发布第一版（ ）， 10 年 3月发布第二版（ ），已先后冻结。 0即 提交 用进程相差一年左右； 2010年 部分厂家已推出基于 通道测试设备； 预计在 2011年 通过对 需要硬件改造。 010年已商用，双模手机 2011年即将推出， 年左右； 2011年，单模、多模的 据终端可预商用或商用， 2012年，多模双待手机具备商用能力， 2013年后，多模单待手机具备商用能力。 国移动的商用进程将对 截至 2010年 10月，全球已有 64个国家的 156家运营商明确了 22 个网络将在 2010年商用， 55个网络在 2012年底之前将进入商用 /试商用阶段。北 欧、北美和日本为 明确部 署计划 推动发 展，减 小差距 多频 组网 策略 营商及时发布明确的网络部署计划有利于迅速汇 集产业资源和力量，加速推动端到端产业链的形成和壮大 在全球已呈现 国作为 者和推动者，有必要进一步增强快速发展 过市场 手段千方百计加快 可能缩小与 距，吸引更多拥有 洲运营商已明确 中（ 低 (数字红利 800个频 段，且建网优先级逐步由初期的高频段向低频段倾斜 为扩大 升 议继续推动 政府主管部门发挥国家影响力，进一步在全球领域推动优先为 更多优质低频段 第 5 页 目录 频率使用与组网方案 覆盖场景及建设原则 平滑演进方式说明 天馈系统建设方案 主要内容 1、频谱情况 移动通信频谱划分情况 2、 各频段覆盖差异分析 各频段干扰分析 组网方式 3、 主设备支持情况 各频段天线支持情况 4、频率使用方案及建议 5、下一步工作建议 行 行 1、频谱情况 移动通信频谱划分情况 中国移动、 国电信 国联通 移动现有移动系统占用频段 行 890 909行 935 954计 19M*2 38M 行 1710 1735行 1805 1835计： 25*2=50M 频段（ 1880 1900 2010 2025 段（ 2320 2350） ;共计 20+15 50=85M 共计： 173M 第 7 页 占用频段 拟用场合 与 18801915频段 室外 与 2320 2370频段，已明 确 23202330 ， 用 23502370 室内 独立采用 （ 25802620 室外 第 8 页 1、频谱情况 相对覆盖距离 (集市区 ) 要站点数 1 频段 A 频段 D 频段 2、技术特性分析 为与现有的 、 做分析 对覆盖距离 需要站点数 与 穿透损耗相对较小，覆盖同样面积时， 两者所需的基站个数比为 F： D 1:可节省投资和降低建设难度 项目 覆盖能力： 1200% 负载 ) 频段 下行 下行 最大允许的路径损耗（ 不含穿 透损耗） 集 市区 穿透损耗 18 20 18 考虑室内覆盖小区半径 (公里 ) 区 穿透损耗 15 17 15 考虑室内覆盖小区半径 (公里 ) 前正面临选址难的现实问题，因此，采用 资能解决的，将会影响工程建设进度，后续很可能将带来一定的网络质量问题； 建设，基本不需额外新选站址。同时， 频段，覆盖半径 可增加 40% 50%左右，节省投资。 2、技术特性分析 室外 频段覆盖：与 要增加站址密度，由于 目前正面临选址难的现实问题，因此，采用 资能解决的，将会影响工程建设进度，后续很可能将带来一定的网络质量问题； 频段覆盖：与现有 工程实施中与 建设，基本不需额外新选站址。同时， 频段，覆盖半径 可增加 40% 50%左右，节省投资。 结论：根据两者链路分析比较， 下行边缘速率可以满足 512 第 11 页 2、技术特性分析 室内分布 此作为覆 盖边缘，计算出 上 双流 单流 行 下 行 3500273035001400扰系统 010 2025杂散干扰隔离度 80 31 31 31 31 31 阻塞干扰隔离度 73 38 46 30 65 30 需要的隔离度 80 38 46 31 65 31 垂直隔离度（米） 平隔离度（米） 32 求 2011年底前）， 8801915频段， 初步建议 8951915018801895频段 2、技术特性分析 室外 - 与 保证上下行时隙同步时，可实现共存、共址 ； 过研究院分析和实际测试，认为 1890小，可以忽略。 要 S 2009范要求 中国移动 2010年） 在 求 2011年底前）， 8801915频段， 初步建议 8951915018801895频段 干扰系统 010 2025880 1900散干扰隔离度 31 31 31 87 31 31 81 阻塞干扰隔离度 38 46 30 65 30 30 76 需要的隔离度 38 46 31 87 31 31 81 垂直隔离度 (米 ) 平隔离度 (米 ) 4 7 S 2009范要求 中国移动 2010 年） 2、技术特性分析 室外 3 S 2009范要求 中国移动 2010 年） 频段若实现与 求 频段的杂散辐射小于 时需要的水平隔离 距离为 3米。 00M 800M F、 A) 统的隔离度 系统的隔离度 38 31 46 31 31 31 87 87 异频段干扰 异频段杂散、阻塞干扰 方法：根据相关协议指标进行计算，并取杂散干 扰和阻塞干扰的最大值 结论：与 下表） 措施：合路器隔离度可以需满足要求，且 高滤波精度、限 制设备参数的方式 干扰隔 离度要求 多系统合路时可能会产生互调干扰，互调干扰主 要依靠合路器进行抑制，目前较好的合路器三阶 互调抑制指标在 对于 350 会与 如 2010 2320路 会对 2、技术特性分析 室内 频段 3202370频段，建议 3502370共 20宽， 3202330频段 邻频干扰 室内主要是与 2320 间的干扰 与 可以实现共存、共址； 互调干扰 2、技术特性分析 组网方式 第 15 页 同频组网方式 1*3*1：全网所有小 区使用相同的频点 异频组网方式 1*3*3：同一基站的不同小区 采用不同频率 组网方式 主设备厂家 A 主设备厂家 B 平均 异频组网 同频组网 异频组网 同频组网 异频组网 同频组网 带宽 3*10M 1*20M 3*10M 1*20M 3*10M 1*20M 小区平均容量（ 下行 行 谱效率（ z） 下行 行 下行：同频较异频组网方式频谱利用率提高 50% 上行：同频较异频组网方式频谱利用率提高 44% 2、技术特性分析 组网方式 两种组网方式的系统容量及频谱效率的仿真结果如下表： 目前的研究和仿真表明看出同频组网频谱效率较高： 建议采用 20频组网 第 16 页 3、 备支持情况 主设备支持情况 F、 E、 持 F、 (1) 四期支持 18801910频段 (2) 三期只支持 1880 1900频段 持在现有 括串接合路方式） 若使用 18801910，则需 要替换三期设备 若使用 18801915频段， 则需要替换全部设备 3、 备支持情况 天线支持情况 用于室外 已经支持 F/8通道天线 第 18 页 用于室内 室分 使用两 路单极化天 线或一路双极化天 线部署。为减低实 施难度， 目前正在 积极推进双极化天 线方案。 用于室外 目前研究院研究结 果表明， F/A/频 8通道天线可行， 基于此初步建议： 通道天线更 换为 通道天 线 部分场景 也可采用 2通道天线 小范围 补热 规 2010年下 半年，在部分 划 逐步进入商用阶段。 4、频率使用方案及建议 时间 2010 2011 2012 2013 2014 2015 覆盖普通城区及室内 区域，承载高速移动 宽带数据业务 主用 段基于 40补热 大城市开展规模试验， 使用 极申 方 请 在局部地 案 区实施 一 试点 室外： 室内： 方案二 逐步扩展到覆盖大城市和有 较强需求的中等城市的密集 城区和热点地区 主用 量 D 频段基于 20 室内： 方案一 方案二 方案一 方案二 覆盖 主频段覆盖能力强 主频段覆盖能力弱 干扰 干扰关系较复杂 干扰关系较简单 主设备 设备需支持 F、 设备只需支持 天馈系 统 可能需要两套独立天馈系统 对于 频段 组网 双频组网，覆盖能力差异 大，无线资源算法复杂 单频组网，无线资源算法简单 成本 盖距 离远，有利用节约投资成本 盖距离近，与 相比覆盖基站需增加一倍左右 ，投资成本高 终端 支持相应的多频段（ F/E/D） 支持相应的多频段（ E/D） 第 20 页 两方案室内部分一致，以下仅对比室外方案 综合各种因素， 推荐方案一 4、频率使用方案及建议 5、下一步工作建议 第 21 页 尽早明确频段总体规划以指导产业链协同发展 明确 进一步测试天线 确定 据天线三频性能以及 积 成本等综合考虑） 与政府主管部门协调，积极申请建议频段 与 F、 E）的协调发展 加强干扰协调工作（ F、 E、 D），保证建设的 完成相关设备技术规范和组网技术体制，尽早组织安排测试 第 22 页 目录 频率使用原则与组网方案 覆盖场景及建设原则 覆盖场景划分背景与原则 规模试验网 平滑演进方式说明 天馈系统建设方案 加高效和务实。 热点区域 主要城镇 农村 城市市区 覆盖场景划分背景与原则 中国移动四网协调发展总体定位 长期共存 2G:主要承载话音、短信业务等基础业务； 据量小 的数据业务； C、智能手机及第三方 具备承载话音业务功能。 度的无缝覆盖； 外（ 6大类场 景） 室内（ 5大类场 景） 覆盖场景划分背景与原则 原则： 真正有业务需求的热点区域建 设 场景：规范无线网络建设，提高无线网络规划设计质量，设计院配合总部对无线 网络场景进行了研究。基于各场景的区域功能和用户群，将无线网络场景划分为 室外 6大类和室内 5大类： 术标准不断完善，产业链不断成熟，系统能力不断 居民区 工程中也 结建 。 初期 的选择场 逐步扩大，后续将根据试验网的具体测试情况、网络实际能力、以及建设中遇到 的实际问题等等因素，密切跟踪，深入研究、不断分析，再总结出相对完善、合 理、切实有效的规划方法。 大场 景 小场景 试验 商用 商用 区域功能与特性 商务 区 中心商 务区 是 是 是 1、面积一般为 1至 5平方公里，甚至更大 ； 2、商务楼宇约占 70%以上； 3、主要用户群：高级商务人士。 中心商 业区 是 是 是 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 2、商业铺面约占 50%以上； 3、主要用户群：高级商业人士。 普通商 务区 是 是 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 2、商务楼宇约占 40%以上； 3、主要用户群：一般商务人士。 普通商 业区 是 是 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 2、商业铺面约占 30%以上； 3、主要用户群：一般商业人士。 政务区 是 是 是 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 2、政府办公楼及其配套楼宇约占 30%以上； 3、主要用户群：政府公务人员。 室外场景细分（商务区） 室外场景细分（居民区、园区） 大场 景 小场景 模试验 商用 模商用 区域功能与特性 居民区 密集居民区 是 是 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 2、住宅平均建筑高度大于 30米； 3、建筑密度达到 50%甚至更高； 4、主要用户群：一般市民，区域内人口密度大。 1、面积一般为 平方公里，甚至更大； 普通居民区 平房区 是 是 别墅区 是 是 2、住宅平均建筑高度 10 3、建筑密度一般为 20% 4、主要用户群：一般 市民，区域内人口密度适中。 1、面积一般大于 1平方公里； 2、住宅平均建筑高度在 5米以下； 3、建筑密度一般为 50% 4、主要用户群：一般市民 ，区域内人口密度偏低。 1、面积一般大于 至更大规模； 2、住宅平均建筑高度在 15米以下； 3、建筑密度一般小于 20%； 园区 工业园区 /科 技园区 科技园 区 是 是 4、主要用户群：高收入人群，区域内人口密度低。 1、面积一般大于 2平方公里； 2、楼宇平均建筑高度一般低于 20米； 3、建筑密度一般为 30% 4、主要用户群：企业员工。 高校园区 是 是 是 1、面积一般为 至 更大； 2、教学区楼宇平均建筑层高一般在 30米以上，宿舍区楼宇平均建 筑层高一般在 30米以下； 3、建筑密度一般为 10% 4、主要用户群 ：高校师生及办公人员。 大场 景 小场景 试验 商用 商用 区域功能与特性 景区 旅游景点 是 指由全国旅游景区质量等级评定委员会评定的旅游区。 度假村 是 是 指用作休闲娱乐的建筑群。 公园 是 指国家行政部门审批的，供公众消遣的场所。 乡村 乡镇 一般为乡镇政府所在地或乡镇级工商业贸易活动中心区域。 村庄 农村村民居住和从事各种生产的聚居点。 特殊 山区 包括山地，丘陵和崎岖的高原，面积广大。 江、河、 湖、海 陆地表面自然形成的宽阔水域。 高速公路 是 能适应年平均昼夜小客车交通量为 25000辆以上，专供汽车分道高速 行驶 并全部控制出入的公路。 高速铁路 营运速率达到每小时 200公里以上的铁路系统 。 室外场景细分（景区、乡村、特殊） 类 型 类型细 分 验 商用 模商用 区域功能及特性 商 用 建 筑 写字楼 5是 是 指用于商务、商业办公的建筑物。 办公楼 政府办公楼 是 是 指国家机关、事业单位用于办理行政事物或从事业务 活动的建筑物。 酒店 是 是 指为公众提供住宿、膳食和服务的建筑与机构。 营业厅 旗舰店 是 是 指在某地区规模最大、业务最全的移动营业厅。 商场 是 是 由聚集在一起的各种商店组成；一般为面积较大、商 品比较齐全的大商店。 大卖场 是 是 大型综合超市。 室内场景细分（商用建筑） 类 型 类型细 分 试验 商用 模商用 传播环境及区域功能 生 活 建 筑 居民楼 是 一般指居民聚居的两层和两层以上的房屋。 宿舍楼 是 一般指学校学生或企业员工居住的楼宇。 医院 是 指向公众提供医疗护理服务为主要目的的医疗机构。 大 型 场 馆 体育场 馆 是 是 指进行运动训练、运动竞赛及身体锻炼的专业性场所。 会展中 心 大型会 展中心 是 是 指提供大型会议及展览用途的建筑。 交 通 枢 纽 火车站 是 是 指从事铁路客、货运输业务和列车作业的处所。 长途汽 车站 是 指公路运输部门的基层单位，专门办理客、货运输业务，组织和 调度车辆运行。 机场 是 是 指提供航班旅客休息候机的场所。 特 殊 隧道 在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，供交通立体化、穿山 越岭，地下通道、越江、过海等使用。 地铁 是 指在地下运行为主的城市铁路系统或捷运系统。 室内场景细分（生活建筑、大型场馆、交通枢纽、特殊） 第 30 页 目录 频率使用原则与组网方案 覆盖场景及建设原则 平滑演进方式说明 天馈系统建设方案 T D - S C D M A T D - S C D M A T D - S C D M A L T E L T E 主 控 & 传 输 T E L T E L T E L T E L T E L T E 主 控 & 传 输 进的升级准备 软件升级 为 带板 期 增加 处理板卡 ， 共用传输、背 板、机框等 直接软件 升级为 作模式 后期 频段 室外八通道 支持共模和转模 信号带宽 30M， 可动态调整 输出功率 9W/通道 2或 3 40 50M， 调整 输 出功率 20 50W/通道，视信号带宽而 定 2 天线演进方案 已支持 要支持 D 已支持 F 天线点 : 频段 一路通道 并增 频段 F+线替换 双室分双频段双模在室内现有的 要支持系统基础上，增单模，天线 需由加一个天线点位。频段 双极化天线：在 需考虑内置合路器以支持与系统基础上，将天共用天线为 双极化天线即可，不需新增天线点位 由 组成，包括 现网早期老旧设备逐步进行替换，新建设备具备向 前做好 段（ 天线 需由 外置合 室内单 /双通道 路器或独立建设等方式 已支持共模和转模 目前信号带宽 30M，推动厂商未来支持 第 32 页 目录 频率使用原则与组网方案 覆盖场景及建设原则 平滑演进方式说明 天馈系统建设方案 研究背景及意义 需求分析 建设方案对比 共天馈建设方案对设备形态的要求 研究总结 研究背景及意义 明确 天馈系统的建设方式； 提出 导省公 司 加快推动 2011年中国移动将在多个大中城市进行 和设备形态等协同演进的最大挑战。 研究背景 研究意义 需求分析 在满足网络建设需求的前提下，设备形态应尽量简化和统一，并具 有较强的通用性 室外： 标准化方面要求 频段，且不附加内臵的合路器等组件 室内： 频段，与 800 双极化天线可以降低双路天馈线系统中天线部分的建设难度； 设备形态需求 在满足网络建设需求的前提下，设备形态应尽量简化和统一，并具有较 强的通用性 室外： 在需要同时支持 支持 在 中 升级为 以只支持 标准化方面要求 频段，且不附加内臵的合路器等组件 端口（支 持波束赋形）和 2端口（ 2*2种产品形态 室内： 频段，在需同时支持 支持 端口 （ 2*2形态 需求分析 设备形态需求 - 求分析 络质量，建设与后续优 化和维护的难度以及网络扩容等多方面的需求； 免对现网的运 营及维护产生明显影响； 建设方案需求 建设方案对比 F + A + D F + A （ F) + D 合路器 + A + D (F) + D + A （ + A F + A （ + A + D (F) + D 天馈方案 天线内臵合路器 独立天馈方案 外臵合路器 F + A + D (F) + D + A （ 路器 合路器 二合一天线 (F) + D + A （ + A D 同时，对于资源受限的局部场景可使用小型一体化天线，目前仅支持 用 益 15对常规尺寸天线增益低约 2 对比项 共天馈建设 独立天馈建设 重要程度 建设难度 利旧天面资源，基本不需要土建配套改 造，难度较小 需占用天面资源，增加 选站难度和建设难度 对现网性 能影响 现有 盖能力 收 缩约 6%，基本可以容忍； 不影响 质量 工程实施 影响 建设 此， 需要夜间施工 不影响 质量 设备故障 处理 对于 要对 障，因此，需要夜间施工 两个系统互不影响 网络优化 质量 不能独立调节方向角与下倾角，不利于 两个网络独立优化 两网独立优化与维护， 互相不影响 国际化推 广 加设备成本及复杂 度，不利于国际产业化 不影响国际产业化 投资对比 节省投资 建设投资总体上增加约 10% 综合各种因素，初步建议以共天馈合路方式为主进行建设 建设方案对比 对比分析 综合各种因素，初步建议以共天馈合路方式为主进行建设 方案描述 方案特点 共天馈方案 因合路器及接头损耗两网引入 1覆盖面积收缩约 6% 对其他性能无影响 独立天馈方案 独立建设 对网络性能无影响 0 集市区 市区 共天馈覆盖半径 (公里 ) 原覆盖半径 (公里 ) 0 集市区 市区 共天馈覆盖半径 (公里 ) 原覆盖半径 (公里 ) 建设方案对比 性能方面对比 由于共天馈方案对两网引入额外的约 1系统在密 集市区和市区场景下覆盖面积收缩约 6%。 方案 描述 说明 共天馈方案 1、替换原 2、新安装一套 3、将 需占用天面资源，不引起土 建配套改造。 独立天馈方案 1、新安装一套 如原 天面有富余则可以利旧抱杆）。 2、新安装一套 占用天面资源，且与其他系统 需保证一定的隔离距离 建设方案对比 共天馈方案节省天面资源，对土建配套改造要求低，建设难度相对较低 新建抱杆 新增天馈 利旧抱杆 新增天馈 建设内容对比 成本对比单扇区（万元） 共天馈 独立新建 铁塔抱杆 天面抱杆 主设备 天线 配套 抱杆 协调费 0 0 线安装 计 站总投资 42 资比例 因此，独立天馈方案相对合路建设方案单站投资增加约 10%。 建设方案对比 相对于共天馈方式，独立天馈（铁塔站）单站投资增加约 独 立天馈（楼面站）单站投资增加约 因此，独立天馈方案相对合路建设方案单站投资增加约 10%。 前市区基站绝大部分为天面抱杆方式 投资对比 方案描述 方案特点 共天馈方案 两网优化及维护相互制约 不利于独立优化，天线调整受限 设备故障维护两网会相互影响 独立天馈方案 独立优化及维护 两系统间无影响 建设方案对比 共天馈方案不利于两网独立优化，方向角及下倾角调整均受限； 共天馈方案需对 对现网存在影响； 跳线故障更换会引起两网同时中断。 工程优化与维护 流量（ 8 海 世 博 通 信 馆 合路器 耦合器 单极化吸顶天线方案 功分器 耦合器 功分器 单极化吸 顶天线 单极化吸 顶天线 模 他信源 双极化吸顶天线方案 60 50 40 30 20 10 0 单双通道各场景小区下行吞吐量对比图 1 2 3 4 5 1为 8楼会议室， 2为 8楼办公区， 3为 6楼会议室开门， 4为 6 楼会议室关门， 5为 5楼隔断场景 通道 双通道 博 瑞 琪 大 厦 单路 /双路性能对比 双路系统性能约为单路系统性能的 能提升明显。 双路系统建设尤其是改造难度较大， 双路分布系统投资为单路系统两倍。 双极化天线 /单极化天线性能对比 双极化天线能够降低双路室分系统的 施工难度，但改善程度有限。 双极化天线正在积极测试验证。 建设方案对比 设备形态分析 室外天线形态 结构 成本 物理 规格 阵元间距 75距按 计，相当于 。 覆盖 能力 阵元间距 59距按 量产化后，二者基本一致。 频段天线减少 50大部分厂家采用相 同的天线外罩，故体积基本相同。 频段天线重 3%。 性能 参数 阵元波束宽度 (o)： 100/90/65+/元增益 ( =14/元波束宽度 (o)： 90+/元增益 ( = 对 公共信道覆盖能力上， 天线 1%到 5%。 在业务信道覆盖能力上，单 %到 5%。 分析结论 根据目前研究情况， 本不会对 络有影响，在 频段天线基本相当，能够满足 设备形态分析 室内天线形态 双极化天线 单极化天线 两个阵子，通过水平 /垂直极化实 现双极 化天线 单一阵子 双极化相对单极化天线增加约 60% 双极化天线体积约为单极化两倍 结构 成本 物理 规格 性能 参数 覆盖 能力 基本相同 初步的测试显示双极化天线相当于 4间距的单极化天线效果，在不同场景 下有一定 差别 产品尚需完善，性能有待进一步验证 分析结论 双极化天线在施工难度方面有一定优势，但目前还需进一步测试验证 单 站型配臵 演进方式一（ 用 ： 采用 中 线已支持 需调整 演进方式二（ 用 包括合路建设和独立 建设 两种方式 与 馈合路建设方式： 频段 频段 天线相连 更换 独立建设方式： 新增 采用单 第 46 页 设备形态分析 F F A D F D A A 频段演进 F A F A 与 天馈 现网 独立新建天馈系统 F A D (D) D A A 演进 向 频 段 演 进 F A D F A D 35L/35 臵合路器， 35L/35 D 臵合路器， 25L/25 设备形态分析 所需 演进方式一 （ 用 演进方式二（ 用 包括合路建设和独立建 设 两种方式 与 馈合路建设方式： 频段 天线相连 更换 独立建设方式： 新增 采用单 第 48 页 设备形态分析 F 向 F A D F D A A F A 频段演进 F A F A 件升级 与 天馈 现网 独立新建天馈系统 F A D (D) D + A F A 演进 向 频 段 演 进 所需 35L/35 臵合路器， 35L/35 D 臵合路器， 25