异时隙配比 不同运营需求解决之道

TD现网业务和带宽分析

TD网络经历了一、二、三期建设，已经在全国238个城市部署了网络，3G业务发展也初具规模。TD网络从运营初期开始（主要使用A频段），为了适合运营需求，全网上下行时隙配比经历了不断调整的过程。2007年TD建网初期，主要建设R4 A频段网络，定位发展上下行对称的语音业务，全网采用3:3的时隙配置；2008年引入HSDPA后定位发展下行为主的数据业务，全网时隙比调整为2:4。

随着业务模式的发展，3G业务日渐丰富，全国各地都在启动建设无线城市，移动视频监控、位置服务和物联网等业务逐渐开展起来，移动互联网、移动邮箱、移动社区、移动视频会议等新业务层出不穷。根据实际使用情况，发现上行带宽过小会造成移动互联网、移动信箱等业务下行链路速率降低，影响用户业务的感知度；而移动视频监控、移动视频会议和物联网等业务对现有TD网络的上行峰值速率和上行带宽提出更高要求，目前的2:4时隙配比的上行带宽显得捉襟见肘；网络未来平滑升级到LTE后，业务模式更趋复杂，2:4时隙配比方式是否能够满足未来业务尤其是上行业务流量的需求充满了不确定性。

一方面，分析目前TD网络现状，全网均采用2:4的上下行时隙比，在引入HSUPA后上行理论最大峰值速率仅有550kbps，一般一个TD载波承载8—10个数据用户，人均仅30~40kbps的上行速率，由图1可以看到各种业务对上行带宽的需求，因此人均30~40kbps的上行速率根本无法保障用户业务感知，更无法承载移动视频监控、移动邮件上传和移动视频会议等重要上行业务。

图1 业务及带宽需求

另一方面，相对于WCDMA上行 5.76M bps和CDMA2000 1.8M bps的峰值速率，TD 550kbps的上行峰值速率存在明显的竞争劣势。再比较三种3G制式上下行数据流量比例，WCDMA和CDMA均在1:2左右，而TD 1:7.5的上下行比例严重失衡。所以，TD网络无论在上行峰值流量方面还是上下行流量配比方面都存在一定的劣势和不合理性，需要进一步优化。

支持异时隙配比 充分发挥TDD技术优势

那么如何优化TD网络上下行流量配比才能满足业务发展需要？分析几种3G制式技术，TD是基于TDD技术的，能提供较灵活的上下行时隙配比来支持不同业务对上下行带宽的不同需求，这是TD不同于WCDMA和CDMA 2000的一个很大的先天优势。因此可以充分发挥TDD技术优势，为后续业务发展保留调整的空间，以保障用户使用新业务的感受。

TD网络多年仿真和外场测试结果显示：TD现网同一频段不同上下行时隙配比小区是无法共存的。比如在同一频段，配置2:4小区的下行时隙3对3:3配置小区的上行时隙3干扰严重，并影响业务正常使用。中国移动目前正在使用和完成申请的共有四个TD和LTE频段（F、A、E、D），针对每个频段的运营定位和策略都会不同。而TD和TD-LTE具有可调整上下行时隙比例的TDD技术优势，这样从技术原理和频段资源两个方面都具备了实现TDD灵活组网的实施条件，可以依据TD和LTE频段规划和不同阶段实际业务发展需求，选择合适的不同频段上下行异时隙配比方案。

中国移动2010年TD网络扩容将大规模建设F+A双频网络，同时室内启动E频段建设，TD将进入多频段组网和运营阶段，需要根据全国不同城市和不同区域语音用户和特点各异的数据用户需求，在不同频段制定合理的上下行时隙比，可最大程度保障各类用户感知。如图2所示，TD网络F+A双频组网时隙配比的方案建议：A频段主要满足现网R4和HSDPA用户需求，采用2:4时隙配置，每个载波配置3个HSDPA时隙和2个R4时隙；F频段可采用3:3时隙配置，承载支持HSUPA和F+A双频的新增终端用户，引入TS0技术可配置2个HSUPA时隙、3个HSDPA时隙。这样就可以实现：单载波HSDPA速率为1.68M，单载波HSUPA速率为1.1M。在不影响下行速率的情况下，使上行速率翻番，有效提升用户感受；既可避免产生交叉时隙干扰，而且不同频段的载波数目不同，上下行流量比例可灵活变化，适应不同阶段业务发展的需求。

图2 TD网络F+A双频组网时隙配比建议方案

由于多频段的引入和未来LTE演进的需求，中国移动在2010年TD扩容采购中已明确：室外建设F频段的站点和室内建设E频段站点RRU必须支持TD和LTE双模，双模RRU上下行时隙切换点必须对齐，TD和LTE上下行时隙比必须匹配，如图3所示。

图3 TD和TD-LTE时隙匹配示意图

如果RRU不支持异时隙配比，则TD全网F频段和A频段必须永远使用相同时隙配比，甚至引入TD-LTE后时隙配比也受制于TD A频段时隙配置，完全失去TDD技术时隙灵活配置的优势。TD网络如有少量设备不支持异时隙配比，则TD全网甚至未来TD-LTE网络将无法实施不同频段异时隙配比调整；如果双模RRU支持不同频段异时隙配比组网，则可根据LTE的上下时隙比来调整自身时隙比，不会受制于A频段的配置，实现网络灵活部署。

概括起来，设备支持异时隙配比有两大明显优势：
    ● 实现上行带宽翻倍，有效提升用户感知；
    ● 有利于TD与LTE共存，发挥TDD技术优势。

异时隙配比需要硬件灵活支持

不同频段异时隙配比要求基站RRU设备提供硬件支持。目前业界对F+A的RRU设备主要有两种设计思路：一种是采用两个单频功放实现，而另一种则采用跨段功放的形式，这种方式也被称作宽频功放。

宽频功放虽然在技术上具有一定的特点，但此技术主要针对FDD技术创新，并不适合TDD网络。尤其是在存在多个频段的TDD网络中，由于TDD系统要求收发不同时工作，宽频段功放技术将严格限制不同频段之间的时隙配比，使得TD和LTE全网不同频段被迫固定配置同一种上下行时隙配比，宽频段功放RRU的引入将对未来TD和LTE发展带来重大隐患。而单频功放由于在不同频段使用不同的功放，可以分开设置时隙转换点，能够很好地支持异时隙配比方案，实现TD网络上行带宽翻倍，同时还最大程度上满足了TD与LTE网络对于时隙配置不同的需求，有利于二者的共存发展。

目前，中兴通讯的双频RRU已经完全支持不同频段异时隙配比，在A频段采用2:4或3:3时隙配置，F频段采用3:3时隙配置，满足不对称业务运营需求。同时室外RRU还可支持LTE，在设计时充分考虑到了未来F/A频段引入LTE后，至少需要45MHz工作带宽（F频段30MHz+A频段15MHz）的需求，可满足网络"F频段TD 6载波+F频段LTE 20MHz+A频段TD 9载波"的容量需求，一劳永逸。将来无需更换硬件设备即可支持不同制式的时隙配置和容量要求，为后续网络建设做好了充分准备。