2012-12-28
TD-SCDMA技术目前已开始规模应用。TD-LTE作为TD-SCDMA的后续演进技术，商用产品也将很快成熟，因此需要尽早推动TD-SCDMA设备支持与TD-LTE共平台能力，尽可能地保护网络设备投资成本。此外，TD-LTE可能将在较长一段时间内与TD-SCDMA网络共存，期间站址和天面资源的矛盾将日益突出，亟需实现资源共享，这对网络设备共平台也提出了迫切需求。1 共平台涉及网元和设备型态分析目前TD-SCDMA中采用RNC+NodeB构成无线侧网络，未来TD-LTE采用扁平化结构，不再独立存在RNC网元，相应功能由eNodeB实现。此外，TD-SCDMA中广泛采用BBU+RRU的分布式基站站型，而TD-LTE中可能同时采用分布式和一体化宏基站站型。由于设备型态的本身差异，TD-LTE一体化普通宏站与TD-SCDMA分布式基站共用存在一定难度，因此这里重点考虑针对BBU+RRU分布式站型的NodeB设备共平台方案。2 TD-LTE与TD-SCDMA共平台可行性方案2.1 共BBU可行性方案在未来宽带系统中，由于基带数据处理量的急剧增加，基带部分在基站中占据的成本份额将越来越高。基站设计中使用的器件一般为软件可编程器件，这给两系统共用硬件平台提供了先天优势。根据共用程度不同，存在共机架、级连共用、双模BBU三种共BBU方案，分别如图2和表1所示。表1 TD-SCDMA与TD-LTE共BBU方案分析
TD-LTE与TD-SCDMA共BBU，需要综合考虑成本节省和对现有设备进行设计的难度。对于硬件处理能力满足要求的TD-SCDMA机柜式BBU，在部署TD-SCDMA阶段，可通过预留相应的槽位供未来TD-LTE基带板使用，并同时要求背板具备相应的数据交换带宽能力来支持TD-SCDMA与TD-LTE共平台。此外，为降低对现有TD-SCDMA基站背板能力的要求，要求TD-LTE能在单基带板上完成至少一个典型扇区的基带处理（2×2MIMO，20MHz带宽），以避免过多的背板数据交换过程。2.2 共RRU可行方案TD-SCDMA和TD-LTE能否共用RRU，主要从以下几方面考虑：（1）带宽要求：受限于DPD中ADC/DAC带宽，目前功放模块一般最多支持30MHz，故共PA要求TD与LTE工作在最大不超过30MHz的相邻频段内，即LTE（20MHz）+TD（10MHz）；（2）信号峰均比要求：TD和LTE均为高峰均比（PAR）系统，共用后信号PAR将进一步增加，对功放的线性度提出了更高要求；（3）功率要求：如果LTE也采用8通道的智能天线模式，根据目前LTE中20W功率输出要求理论计算，共PA后要求每通道总输出功率达到8W左右，以同时满足TD-SCDMA和TD-LTE要求，这对RRU的散热设计构成一定的挑战。前端滤波器、LNA一般可以做到上百MHz带宽，能完全实现跨频段共用；（4）数字中频处理器件：由于TD与LTE的基带速率不同，基于现有TD系统的ASIC芯片无法共用。如果采用FPGA实现数字中频，则能完全可用，不存在太大的技术难度。从上面分析可以看出，在TD与LTE同频段工作时，可共用同一个RRU的收发通道，但由于共用同一个收发转换开关，因此要求TD-LTE与TD-SCDMA时隙转换点一致，这时两系统无需额外频率间隔，即可满足系统共存干扰要求。此时RRU结构如图3所示。当TD-SCDMA与TD-LTE工作于不同频段时，如TD-SCDMA与TD-LTE分别工作于B、C频段，此时两系统间隔300MHz带宽左右，受限于目前器件支持能力（RRU中主要器件如PA等仅最大支持30MHz带宽），因此无法实现RRU的共用，TD与TD-LTE共用天线时需通过外接合路器来连接RRU。2.3 BBU与RRU间接口分析在TD-LTE RRU支持20MHz带宽、且同时采用基于子载波压缩的带宽优化技术时，不同天线方案下对BBU与RRU间接口带宽的要
求如表2所示。表2 不同天线方案下对BBU与RRU间接口带宽的要求
目前，TD-SCDMA中单扇区支持6载波、8天线时接口带宽需求为2.5Gbps左右，广泛采用2.5G带宽的光纤接口和资源进行组网，但没有更多冗余用于与TD-LTE共用。因此，在TD-LTE中需要新增光接口和光纤资源以满足应用要求，或者采用更高速率（如10G以上）的接口满足同时后向兼容TD-SCDMA的接口要求。2.4 共天线方案从频段上看，TD-LTE可能工作于频段2300～2400MHz。目前TD-SCDMA现网天线仅支持1880～2025MHz频段，无法共用；研究阶段的TD宽频天线支持2010～2400MHz频段，可以实现共用。如果未来TD-LTE工作于2.6G频段，则有待开发更宽频带的天线。从性能上看，TD-LTE中是否使用智能天线赋形方案正处于评估过程中。但无论基于何种算法，研究阶段的TD双极化天线可以完全满足TD-LTE普通MIMO方案或基于智能天线与MIMO融合方案的应用要求，具体合路方案分别如图5所示。如果TD-LTE也采用8/4阵元的阵列天线实现MIMO和波束赋形，则通过一个8/4通道的合路器对TD-SCDMA和TD-LTE信号进行合路并连接到天线即可；如果TD-LTE采用普通的2×2MIMO天线方案，则对TD-LTE与TD-SCDMA的两路信号合路共用一对阵子即可。3 结束语通过前文分析，TD-LTE与TD-SCDMA共平台需求迫切，技术上存在一定程度的可行性。因此，有必要针对新部署的TD-SCDMA/GSM网络设备，要求在硬件上具备与TD-LTE共平台的能力，未来通过软件升级或少量的硬件升级即可支持网络平滑地向TD-LTE演进。但同时也需要注意，随着技术和器件水平的提高，未来设备成本可能进一步降低。与完全基于新的硬件架构设计支持TD-LTE相比，共用目前TD-SCDMA的部分板件支持TD-LTE能否带来较大程度的成本节约，还有待进一步验证。
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