TD-SCDMA與TD-LTE共享平臺研究[圖]

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TD-SCDMA技術目前已開始規(guī)模應用。TD-LTE作為TD-SCDMA的后續(xù)演進技術,商用產品也將很快成熟,因此需要盡早推動TD-SCDMA設備支持與TD-LTE共平臺能力,盡可能地保護網絡設備投資成本。此外,TD-LTE可能將在較長一段時間內與TD-SCDMA網絡共存,期間站址和天面資源的矛盾將日益突出,亟需實現(xiàn)資源共享,這對網絡設備共平臺也提出了迫切需求。

1 共平臺涉及網元和設備型態(tài)分析

目前TD-SCDMA中采用RNC+NodeB構成無線側網絡,未來TD-LTE采用扁平化結構,不再獨立存在RNC網元,相應功能由eNodeB實現(xiàn)。此外,TD-SCDMA中廣泛采用BBU+RRU的分布式基站站型,而TD-LTE中可能同時采用分布式和一體化宏基站站型。由于設備型態(tài)的本身差異,TD-LTE一體化普通宏站與TD-SCDMA分布式基站共用存在一定難度,因此這里重點考慮針對BBU+RRU分布式站型的NodeB設備共平臺方案。

2 TD-LTE與TD-SCDMA共平臺可行性方案

2.1 共BBU可行性方案

在未來寬帶系統(tǒng)中,由于基帶數(shù)據(jù)處理量的急劇增加,基帶部分在基站中占據(jù)的成本份額將越來越高;驹O計中使用的器件一般為軟件可編程器件,這給兩系統(tǒng)共用硬件平臺提供了先天優(yōu)勢。根據(jù)共用程度不同,存在共機架、級連共用、雙模BBU三種共BBU方案,分別如圖2和表1所示。

表1 TD-SCDMA與TD-LTE共BBU方案分析

TD-LTE與TD-SCDMA共BBU,需要綜合考慮成本節(jié)省和對現(xiàn)有設備進行設計的難度。對于硬件處理能力滿足要求的TD-SCDMA機柜式BBU,在部署TD-SCDMA階段,可通過預留相應的槽位供未來TD-LTE基帶板使用,并同時要求背板具備相應的數(shù)據(jù)交換帶寬能力來支持TD-SCDMA與TD-LTE共平臺。此外,為降低對現(xiàn)有TD-SCDMA基站背板能力的要求,要求TD-LTE能在單基帶板上完成至少一個典型扇區(qū)的基帶處理(2×2MIMO,20MHz帶寬),以避免過多的背板數(shù)據(jù)交換過程。

2.2 共RRU可行方案

TD-SCDMA和TD-LTE能否共用RRU,主要從以下幾方面考慮:

(1)帶寬要求:受限于DPD中ADC/DAC帶寬,目前功放模塊一般最多支持30MHz,故共PA要求TD與LTE工作在最大不超過30MHz的相鄰頻段內,即LTE(20MHz)+TD(10MHz);

(2)信號峰均比要求:TD和LTE均為高峰均比(PAR)系統(tǒng),共用后信號PAR將進一步增加,對功放的線性度提出了更高要求;

(3)功率要求:如果LTE也采用8通道的智能天線模式,根據(jù)目前LTE中20W功率輸出要求理論計算,共PA后要求每通道總輸出功率達到8W左右,以同時滿足TD-SCDMA和TD-LTE要求,這對RRU的散熱設計構成一定的挑戰(zhàn)。前端濾波器、LNA一般可以做到上百MHz帶寬,能完全實現(xiàn)跨頻段共用;

(4)數(shù)字中頻處理器件:由于TD與LTE的基帶速率不同,基于現(xiàn)有TD系統(tǒng)的ASIC芯片無法共用。

如果采用FPGA實現(xiàn)數(shù)字中頻,則能完全可用,不存在太大的技術難度。

從上面分析可以看出,在TD與LTE同頻段工作時,可共用同一個RRU的收發(fā)通道,但由于共用同一個收發(fā)轉換開關,因此要求TD-LTE與TD-SCDMA時隙轉換點一致,這時兩系統(tǒng)無需額外頻率間隔,即可滿足系統(tǒng)共存干擾要求。此時RRU結構如圖3所示。

當TD-SCDMA與TD-LTE工作于不同頻段時,如TD-SCDMA與TD-LTE分別工作于B、C頻段,此時兩系統(tǒng)間隔300MHz帶寬左右,受限于目前器件支持能力(RRU中主要器件如PA等僅最大支持30MHz帶寬),因此無法實現(xiàn)RRU的共用,TD與TD-LTE共用天線時需通過外接合路器來連接RRU。

2.3 BBU與RRU間接口分析

在TD-LTE RRU支持20MHz帶寬、且同時采用基于子載波壓縮的帶寬優(yōu)化技術時,不同天線方案下對BBU與RRU間接口帶寬的要求如表2所示。

表2 不同天線方案下對BBU與RRU間接口帶寬的要求

目前,TD-SCDMA中單扇區(qū)支持6載波、8天線時接口帶寬需求為2.5Gbps左右,廣泛采用2.5G帶寬的光纖接口和資源進行組網,但沒有更多冗余用于與TD-LTE共用。因此,在TD-LTE中需要新增光接口和光纖資源以滿足應用要求,或者采用更高速率(如10G以上)的接口滿足同時后向兼容TD-SCDMA的接口要求。

2.4 共天線方案

從頻段上看,TD-LTE可能工作于頻段2300~2400MHz。目前TD-SCDMA現(xiàn)網天線僅支持1880~2025MHz頻段,無法共用;研究階段的TD寬頻天線支持2010~2400MHz頻段,可以實現(xiàn)共用。如果未來TD-LTE工作于2.6G頻段,則有待開發(fā)更寬頻帶的天線。

從性能上看,TD-LTE中是否使用智能天線賦形方案正處于評估過程中。但無論基于何種算法,研究階段的TD雙極化天線可以完全滿足TD-LTE普通MIMO方案或基于智能天線與MIMO融合方案的應用要求,具體合路方案分別如圖5所示。如果TD-LTE也采用8/4陣元的陣列天線實現(xiàn)MIMO和波束賦形,則通過一個8/4通道的合路器對TD-SCDMA和TD-LTE信號進行合路并連接到天線即可;如果TD-LTE采用普通的2×2MIMO天線方案,則對TD-LTE與TD-SCDMA的兩路信號合路共用一對陣子即可。

3 結束語

通過前文分析,TD-LTE與TD-SCDMA共平臺需求迫切,技術上存在一定程度的可行性。因此,有必要針對新部署的TD-SCDMA/GSM網絡設備,要求在硬件上具備與TD-LTE共平臺的能力,未來通過軟件升級或少量的硬件升級即可支持網絡平滑地向TD-LTE演進。但同時也需要注意,隨著技術和器件水平的提高,未來設備成本可能進一步降低。與完全基于新的硬件架構設計支持TD-LTE相比,共用目前TD-SCDMA的部分板件支持TD-LTE能否帶來較大程度的成本節(jié)約,還有待進一步驗證。

來源:互聯(lián)網


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