大唐移动微RRU组网方案助攻LTE深度覆盖难题,L

2019-11-16 07:21栏目:通讯产品
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大唐移动微RRU组网方案助攻LTE深度覆盖难题,LTE高速组网方案。大唐移动可在不同类型的隧道内部署有针对性的LTE网络覆盖方案,目前已在云南、重庆、贵州、山西等多地的高速路段上成功应用,使用户在出行的过程中也能享受高速上网的乐趣。

C114讯 2014年,TD-LTE在各地的建设进行得如火如荼。山西运城移动,从年初起便全力推进4G建设,积极落实网建过程中遇到的问题,通过多元化的手段加速4G网络进程。目前,在经过LTE一期和二期建设后,山西运城的4G网络已基本形成了城区和县城的连续覆盖。然而随着网络的发展,LTE高频段、高损耗、低绕射能力等缺陷会逐渐显露,导致城区密集建筑区域的深度弱覆盖。因此,如何解决深度覆盖,提升用户感知,是运营商当前面临的重要问题。

在TD-LTE规模实验网建设中,大唐移动承担了我国两大古都——南京试验网和北京示范网的建设任务。目前,南京TD-LTE规模试验网顺利通过第二阶段测试,北京示范网的建设也已基本完成。大唐移动长期深耕TDD领域,在TD-SCDMA发展中积累了丰富的经验,在试验网和示范网的建设中,以商用和提升用户体验为目标,对TD-LTE技术进行了全面的验证,为TD-LTE的商用打下了坚实的基础。

,伴随着中国高铁的发展,高铁通信网络覆盖成为通信行业需要攻克的新课题。早在2008年,大唐移动就在与上海移动联合进行的创新专项课题研究中,成功解决了全球最高时速的上海磁悬浮列车高速运行下的TD-SCDMA无缝覆盖难题;实现了0~431km/h的各种速度下TD系统的连续稳定通信。基于在TD-SCDMA技术高速组网领域的研究成果,大唐移动不断探索,进一步提出TD-LTE高铁组网方案。

目前中国移动TD-LTE网络已经覆盖了我国大部分城市、郊县,涉及场景复杂,其中公路、铁路等道路网络覆盖是重点建设场景之一。随着出行的便利,人们越来越希望在枯燥的旅程中能够一直享受流畅的移动宽带业务。如何建设好道路覆盖,让用户随时享受TD-LTE高速下载的乐趣,是移动网络建设的重要问题。

大唐移动作为国内主流移动通信解决方案及设备供应商,充分利用其多年的建网经验,为运营商未雨绸缪。在与运城移动进行了深入的探讨后,大唐移动提出了用于解决LTE深度覆盖问题的微RRU组网解决方案,利用其创新产品微RRU,简单、快速、经济地解决居民区、高校、高层楼宇、十字路口等典型场景的弱覆盖问题,为终端用户带来更好的网络体验。

南京试验网:多种组网方案,做好商用准备

一、高速移动成高铁通信难点所在

在道路建设中,公路和铁路沿线的隧道场景一直是网络建设的难点。针对隧道覆盖难、施工难、资源协调难、用户体验差等问题,大唐移动提出了多样化隧道覆盖解决方案,逐一破解隧道建设难题。此外,针对隧道用户量少,投资效益低的问题,大唐移动从产品应用、施工设计、配套方案等多方面着手提供降本方案,助力运营商提升投资效益。

大唐移动微RRU具有体积小巧、安装方便、易于伪装的特点。只有普通RRU一半大小的大唐移动微RRU,支持抱杆、挂墙等灵活的安装方式,也支持贴面天线,RRU和天线一体化的安装,安装起来十分方便。同时,该产品还可以选配美化罩,根据现场环境任意喷涂,与环境背景融合,实现伪装,有效解决在居民区建站选址难的问题。

TD-LTE规模网络试验开始以来,大唐移动积极开展南京TD-LTE规模试验的网络部署,不仅顺利完成了第一阶段测试的所有测试任务,达到了预期的目标,而且创造了多个第一:大唐移动是首家实现了同频组网下单小区接入200余个用户并稳定保持的厂商,完美验证了同频组网能力。同时,大唐移动完成了六城市试验网中唯一一个高速公路场景测试,充分验证了TD-LTE网络在高速公路场景可用性。

中国高铁运行速度一般为300km/h,最高设计时速可达350km/h,在此高速移动的情况下提供良好的网络覆盖一直是移动通信组网的难题。首先,由于高速运动所导致的多普勒频偏会使接收端频率产生变化,移动速度越快,频率越高,产生的频偏也越大,严重影响基站和终端的接收性能。其次,高速移动带来的切换频繁,会使终端接入成功率低、掉话率高,严重影响网络性能。另外,高铁沿途无线传播环境复杂,再加上高铁车体穿透损耗很大,因此对高铁组网、网络规划设计、网络优化提出更高的要求。

一、大唐移动隧道覆盖解决方案

同时,大唐移动微RRU组网解决方案可以实现灵活的小区合并和小区分裂。通过微微合并,或是宏微合并的方式,减少切换,降低干扰,降低优化难度。另外,从投资角度考虑,在建网初期用户量尚未达到一定规模的时候,通过适当的小区合并,不但可以减少载频资源的投入,还可以减少运营商的资本投入。当后续用户和业务量增长,产生扩容需求时,则可通过软件配置,灵活地进行小区分裂,无需工程方面的任何调整。

在规模试验网第二阶段试验中,大唐移动选取了含多用户真实加载在内的诸多用例进行测试,充分验证了TM8技术,测试表明TM8技术增益明显。据介绍,R9多天线测试是TD-LTE规模试验二阶段的核心测试内容之一,主要验证TM8技术,双流波束赋形技术是3GPP Release9规范中的重要多天线增强技术,是中国移动和大唐移动在TD-LTE技术领域的联合创新。

二、大唐移动TD-LTE高速组网 方案

隧道类型多样,规划设计复杂,覆盖难度较大,需要结合具体隧道情况设计制订相关覆盖解决方案。一般隧道覆盖可采用定向天线覆盖方案或泄露电缆覆盖方案。短隧道一般采用定向天线进行隧道覆盖,在隧道口设置基站,用普通的定向天线向隧道里覆盖。当单根天线不足于覆盖整个隧道时,可以采用从隧道两侧各用一个天线同时打向隧道覆盖的方式。对于有弯曲的隧道或者大于500m的长隧道,则可根据实际建设成本和安装情况,选用漏缆方式或定向天线方式。有安装条件的场景可以采用低成本定向天线覆盖方案;无安装条件,工程建设成本允许条件下可采用高成本泄露电缆方案。

另外,大唐移动微RRU产品支持多天线协作,可有效提升网络的上行容量。目前LTE网络存在微小区上行受限的情况,而通过上行JR,则可以同时在多个天线阵列上进行用户信号的接收,通过多点信号的合并获得接收分集增益和联合检测增益。尤其是对于局部微小区域存在较大重叠覆盖的环境,使用上行JR,更可有效提升边缘速率。

此外,在第二阶段规模试验中,大唐移动还实现了TD-LTE网络与2G/3G现有网络间的互操作测试,并与多模终端厂家配合完成了多模数据终端测试,验证了多模终端的性能以及多网络协同工作的效果。

针对以上高铁组网面临的问题,大唐移动开发了专用的TD-LTE频偏补偿算法、接入切换性能提升方案、以及个性化的产品解决方案、网络规划设计方案、特殊的网络优化参数设置方案等有效的解决手段。

选定合适的产品方案,提升覆盖范围,降低建网成本

大唐移动作为运营商的长期合作伙伴,综合我国的TD-LTE网络发展情况,为各地运营商量身打造了全方位的网络覆盖解决方案。从TD-LTE网络的基础覆盖再到精细化覆盖,大唐移动始终密切关注运营商需求,为运营商提供更好的解决方案和更多的网络发展路径。目前,大唐移动正在积极配合山西运城移动进行微RRU解决方案的试点工作,后续双方还会联手进行更深入的专项课题研究。 图片 1

大唐移动长期深耕TDD技术研发领域,具有很多创新性的解决方案。在TD-LTE规模试验中,大唐移动对特色技术进行了许多针对性的测试。提出了TD-LTE全场景的解决方案。同时,大唐移动还对TD-LTE的产品形态进行了探索和补充。在南京试验网中,大唐移动对他们的一体化基站进行了补盲、补热验证,充分发挥大唐移动在TD-SCDMA发展过程中积累的包括网络规划、优化、业务应用、实际运营等方面的经验,在TD-LTE深度覆盖、异构网络、提升网络边缘速率等方面建立了独特优势,为TD-LTE的商用做了充分的准备。

1. 高效的频偏补偿算法

为实现低成本建网并满足基本覆盖需求,保证用户应用体验,大唐移动提出在隧道场景中应用2通道大功率RRU+高增益天线的覆盖方案。大唐移动2通道大功率RRU发射功率8*20W,同时支持TD-S/TD-L双模建网需求,支持F20M+F10M+A9C,组网灵活覆盖范围大。此外,该产品还可支持12个RRU的小区合并,可满足大多隧道单小区的覆盖需求,并减少超长隧道内的切换频率,提升网络性能。

据介绍,大唐移动的TD-LTE设备与TD-SCDMA设备实现了共模共平台,现网的TD-SCDMA设备可以通过软件升级平滑过渡和支持TD-LTE;可以提供各种系列形态的基站设备,满足各种频段组网的需求,并可以提供不同通道数的RRU设备;可以根据不同场景的实际组网需要灵活选择和配置基站设备的应用方案。

多普勒频移是对高铁通信造成干扰的主要因素之一。大唐移动针对300km/h以上的高速场景,引入大频偏估计、时域频偏补偿以及高速信道估计去噪和高速定时偏差修正等算法,快速测算出由于高速移动所带来的频率偏移,补偿多普勒频移,改善无线链路的稳定性,从而提高解调性能。

为进一步提升网络覆盖能力,减少RRU需求数量,降低建网成本,大唐移动还在隧道覆盖中引入隧道专用17dBi宽频高增益小天线提升覆盖。相比传统LTE隧道板状天线,应用隧道新型高增益板状天线,LTE网络覆盖可提升近20%,进一步降低网络建设成本,提升网络性能。该天线增益高、天线尺寸小,利于工程安装。

在网络规划方面,大唐移动对TD-LTE的无线参数规划已形成了有效可行的规划方案,如小区的功率规划、PCI配置规划、PRACH配置规划、邻区规划等等,并积极的配合和支持移动设计院开展网络预规划的相关工作。

2013年4月,大唐移动高速移动算法通过了中国移动研究院实验室验证,测试结果表明,大唐移动高速移动算法能够满足中国移动“当UE移动速率300km/h时,采用纠偏算法后,上行接收性能下降不超过20%”的企标要求 。

据测试结果显示,应用17dBi新型高增益天线,边缘256kbps速率的情况下下,铁路隧道覆盖可达730米,公路隧道覆盖可达340米。

另据介绍,针对TD-LTE的大规模组网,大唐移动已经形成了各种技术的组网方案,按照TD-LTE的组网场景,可以合理有效的应用各项组网技术,提升网络质量,提升用户感知,同时还形成和验证了一系列特殊场景的组网方案,如高速场景组网方案、大型楼宇室内分布解决方案,并在持续与中国移动一起研究和丰富特殊场景的组网方案,如高铁场景、隧道场景等等。

2. 接入切换性能提升方案

此外,为满足不同场景应用需求大唐移动还可提供DCS-D双频2口天线和GSM/DCS-D双频3口天线2款隧道高增益宽频天线,DCS-D双频2口天线可支持TD-LTE和DCS1800系统,天线尺寸仅440×398×105mm;GSM/DCS-D双频3口天线可支持TD-LTE、DCS1800和GSM900三个系统,天线尺寸仅460×446×165mm。

在技术和人力储备方面,通过多个TD-LTE试验网的项目积累,已经形成了技术过硬、作风顽强的工程建设、设备维护和网络优化等队伍,积累了丰富的工程建设、设备维护、问题定位、网络优化等方面的经验,这些能够快速响应和解决TD-LTE大规模应用过程中的问题,按时保质的完成TD-LTE大规模应用的各项任务需求。

在高铁场景中,高速运动会导致移动终端切换频繁,从而增大了接入和掉话几率,也会产生乒乓切换导致网络质量受影响。针对此问题,大唐移动有针对性的提出了全套产品和相关配套算法解决方案。

合理规划,提升隧道网络质量

北京示范网:高端网优,打造“精品4G”体验

在产品配置方案方面,大唐移动采用BBU+双通道RRU+2通道窄波束高增益定向天线,同时支持TD-SCDMA和TD-LTE双模,配置S1/1实现高速铁路沿线扇区覆盖。该方案将一块BBU和12个RRU、BBU集中放置维护,其中,RRU光纤拉远比较适合高铁的线状覆盖;采用2通道设备,容易支持更多的RRU进行小区合并,扩大单小区覆盖范围;而采用2通道高增益天线,则可以进一步提升网络覆盖性能,整套配置可大大降低站址的获取难度。

为提升隧道覆盖质量,给用户提供更好的应用体验,大唐移动因地制宜,对隧道覆盖方案进行了合理的规划设计。隧道覆盖采用F频段提升覆盖性能,隧道内进行小区合并,以避免在隧道内切换,同时也可以减少干扰。重视隧道内外基站规划配合,以保证覆盖隧道内的小区和隧道外宏站的良好切换。

除南京TD-LTE规模试验网之外,大唐移动还独家承担了北京TD-LTE示范网的建设。示范网以长安街及其沿线为主要覆盖区域,同时在北京邮电大学、工信部电信研究院、大唐电信集团等部署连续覆盖区域。 目前,宏蜂窝站点已完成85%,室内覆盖站点已完成94%。 自5月17日起,以工信部、中国移动集团公司、北京移动公司为主的首批“北京TD-LTE示范网”友好用户已放号,体验业务包括网真系统、高清视频监控、即摄即传、高清视频点播等。

对于连续在山脉之间穿梭会出现隧道间隔较小的连续隧道,需要考虑隧道内和两个隧道间公路的统一规划。对于隧道口间距小于200米的情况,如两个隧道内的RRU距离洞口较近,可利用两个隧道内的RRU进行覆盖。

据介绍,北京城区尤其是长安街及其沿线的网络覆盖站址协调难度较大,对建网和网络优化提出了更高的要求,为此北京移动和大唐移动采取了许多建网、优化措施,包括网络的同频异频切换,提升外场基站的平均吞吐量,实施高端网优手段等等。

对于隧道口间距在200米到500米之间场景,则需要考虑两种情况:其一,两个隧道内的RRU距离洞口较远,且隧道间无抱杆时,可考虑在两个隧道口分别布放天线,朝对方隧道方向覆盖,两个隧道口的RRU和洞内RRU进行小区合并;其二,隧道间有抱杆条件时,可在道路中间布放天线,向两个隧道口方向覆盖,两个隧道口的RRU和洞内RRU进行小区合并。

顾名思义,TD-LTE示范网就要有示范意义,就意味着这个网络需要更高的稳定性、设备与技术的端到端高成熟度,以及用户层面的高质量体验。因此,与传统的被动式网络优化不同,北京TD-LTE示范网在建网初步完成后就提前采取了深度优化措施,并结合6个试点城市一期、二期规模试验的建网经验,联合中国移动研究院讨论并出台了一套网络优化指标,组织了一批网络优化专家对指标进行了讨论和确认,借此提升网络优化人员的工作质量。

以山西晋城晋济高速为例,该高速共有隧道9个,隧道总距离为13.5公里,且隧道有长有短,情况较为复杂。大唐移动采用TDRU342FA+双通道定向板状天线对该高速进行了隧道建设。晋济高速全线开通后网络指标良好,RSRP≥ -110dBm ,SINR>-3dB,覆盖率达99%以上。

实测表明,示范网中的覆盖区域,目前已经完全可以满足即摄即传、高清点播等业务的需求,而且网络的平均速率未来还有进一步提升的空间。

二、功分器和10M异频组网方案,减少隧道覆盖施工难度

此外,针对示范网的业务演示与体验,大唐移动和中国移动研究院联合开发了测速网站,除了展示高带宽业务,还承担了网络测试、友好用户远程登录体验高带宽业务等作用,并随着数据卡的放号,正式上线了。

由于隧道内部空间狭小,安装环境较为恶劣,因此施工过程中困难重重。对于此类场景,可采用功分器方案和10M异频组网的方式,通过适当降低网络速率容量的方式解决实际建设难题。

北京TD-LTE示范网在推动终端发展方面也起到了关键的作用。此前双模终端的发展受到很多条件的制约,但北京TD-LTE示范网促成了多款双模终端的入网测试,并且对多模终端在室外以及室内的稳定运行、移动环境下的终端性能进行了“大摸底”,推动终端向成熟度又迈进了一大步。在示范网上试商用的主要终端类型除了多模数据卡,还有CPE、MiFi、双模智能手机等多种形态的终端产品,采用的芯片方案包括单芯片以及双芯片等。通过测试,终端厂商也发现了一些应用上的问题,并采取了优化措施。

在安装受限的隧道场景内引入功分器建设,RRU的每个通道都经过功分器分成2路信号,再分别连接到两个双通道天线上。应用此方案,单RRU覆盖略有收缩,上行引入功分器约有1dB插损;下行每个天线的输入功率降低3dB,功分器引入插损约1dB,共损失4dB,但是仍可应用双流。

据悉,示范网的下一步建设和优化重点将围绕友好用户的高带宽业务体验、网络性能等展开,并将实施专项测试。

在重庆高速公路段,奉节分界梁隧道全长5080米,大唐移动采用功分器方案,建设了18台TDRU342FA,对隧道进行了完全覆盖。

技术特点:双模演进与8天线成亮点

对于用户数量少速率需求低的隧道场景,或者由于环境问题导致覆盖较差,例如个别不便安装天线的弯道区域,可以应用10M异频组网提升网络覆盖。10M组网异频组网带宽减少一半,功率增加3dB,可增加约20%的覆盖能力。应用异频组网减少同频干扰,SINR值有大幅度提升,边缘用户感知可提升明显。

作为专注于TDD系统开发的企业,大唐移动在TDD系统将设中积累了丰富的经验,在如何更好更快地部署TD-LTE网络这一问题上,大唐移动通过在南京及北京的TD-LTE网络建设,对应用场景、用户感受、体验效果做了深入分析,归纳出有利于后续建网的测试结果和成熟解决方案,其中,共平台产品可以充分满足由TD-SCDMA向TD-LTE的平滑演进,在实现快速便捷网络升级的同时最大限度保护现有投资。据了解,现网TD-SCDMA室外基站基本为FA宽频天线,升级支持F频段TD-LTE不需进行天面改造,TD-SCDMA与TD-LTE可共用BBU和RRU,仅需要增加BBU的板卡,工程改造少,可实现快速建网。采用F频段进行TD-LTE组网,可有效解决中国移动天馈资源紧张的问题,节省了宝贵的站址空间和资源, 可更好地保护现网TD-SCDMA投资, 为中国移动多网协调发展战略的开展提供了有力保障。

三、隧道传输机房配套解决方案

此外,大唐移动在双模演进方面的投入还在加大,不仅积极配合中国移动继续完成在现网双模能力验证的规模测试,在大容量基带板、Ir接口压缩、Ir接口双模标准化等组网关键技术方面也积极开展探索。

隧道多处于位置偏远的山区,机房少,传输资源匮乏,光纤铺设范围广,建设投资大。针对此问题,大唐移动可提供IOC室外机柜方案和relay无线传输解决方案,减少机房和传输建设成本,快速建网节约建设工程费用。

多天线多流是无线技术发展趋势,提高MIMO的天线数目是提高LTE频谱效率的主要技术手段。大唐移动与中国移动共同创新的8天线双流波束赋形技术在规模试验中被各厂商广泛使用。双流波束赋形技术是TD-LTE的多天线增强型技术,是TD-LTE建网的主流技术,也是中国通信产业技术能力的体现。这一技术结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术,在TD-LTE系统中,利用TDD信道的对称性,同时传输两个赋形数据流来实现空间复用,并且能够保持传统单流波束赋形技术广覆盖、提高小区容量和减少干扰的特性,既可以提高边缘用户的可靠性,同时可有效提升小区中心用户的吞吐量,更好的满足网络覆盖需求。

大唐移动IOC (Integration Outdoor Cabinet)解决方案是以EMB5116 TD-LTE室内BBU单元为核心,支持室外应用,可以提供4U标准的19英寸空间,挂墙,落地或抱杆安装。IOC机柜支持全天候布放,无需机房,无需定期清理。隧道应用可将IOC机柜置于隧道外部,RRU拉远覆盖隧道内部。

从标准层面来看,多天线多流技术可有效提升LTE系统频谱效率,提升网络容量,能更好的迎合技术发展需求。通过8天线方案软件升级即可平滑演进实现下行4流,提升网络下行速率。大唐移动创新的8天线技术在试验网和示范网建设中尤其是室外覆盖中得到了充分的验证,测试表明,8天线技术将在TD-LTE组网中发挥不可或缺的重要作用。 图片 2

此外,对于较短的隧道覆盖,可以应用一体化基站+relay同时解决无机房及传输问题,实现低成本建网。

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