TD-SCDMA與TD-LTE共享平臺(tái)

TD-SCDMA技術(shù)目前已開(kāi)始規(guī)模應(yīng)用。TD-LTE作為TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)，商用產(chǎn)品也將很快成熟，因此需要盡早推動(dòng)TD-SCDMA設(shè)備支持與TD-LTE共平臺(tái)能力，盡可能地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資成本。此外，TD-LTE可能將在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)共存，期間站址和天面資源的矛盾將日益突出，亟需實(shí)現(xiàn)資源共享，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共平臺(tái)也提出了迫切需求。

1 共平臺(tái)涉及網(wǎng)元和設(shè)備型態(tài)分析

目前TD-SCDMA中采用RNC+NodeB構(gòu)成無(wú)線側(cè)網(wǎng)絡(luò)，未來(lái)TD-LTE采用扁平化結(jié)構(gòu)，不再獨(dú)立存在RNC網(wǎng)元，相應(yīng)功能由eNodeB實(shí)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(shí)采用分布式和一體化宏基站站型。由于設(shè)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(diǎn)考慮針對(duì)BBU+RRU分布式站型的NodeB設(shè)備共平臺(tái)方案。

2 TD-LTE與TD-SCDMA共平臺(tái)可行性方案

2.1 共BBU可行性方案

在未來(lái)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(lái)越高。基站設(shè)計(jì)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(tái)提供了先天優(yōu)勢(shì)。根據(jù)共用程度不同，存在共機(jī)架、級(jí)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(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的難度。對(duì)于硬件處理能力滿足要求的TD-SCDMA機(jī)柜式BBU，在部署TD-SCDMA階段，可通過(guò)預(yù)留相應(yīng)的槽位供未來(lái)TD-LTE基帶板使用，并同時(shí)要求背板具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換帶寬能力來(lái)支持TD-SCDMA與TD-LTE共平臺(tái)。此外，為降低對(duì)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(gè)典型扇區(qū)的基帶處理（2×2MIMO，20MHz帶寬），以避免過(guò)多的背板數(shù)據(jù)交換過(guò)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(guò)30MHz的相鄰頻段內(nèi)，即LTE（20MHz）+TD（10MHz）；

（2）信號(hào)峰均比要求：TD和LTE均為高峰均比（PAR）系統(tǒng)，共用后信號(hào)PAR將進(jìn)一步增加，對(duì)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(jì)算，共PA后要求每通道總輸出功率達(dá)到8W左右，以同時(shí)滿足TD-SCDMA和TD-LTE要求，這對(duì)RRU的散熱設(shè)計(jì)構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。前端濾波器、LNA一般可以做到上百M(fèi)Hz帶寬，能完全實(shí)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(wú)法共用。

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

從上面分析可以看出，在TD與LTE同頻段工作時(shí)，可共用同一個(gè)RRU的收發(fā)通道，但由于共用同一個(gè)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，因此要求TD-LTE與TD-SCDMA時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)一致，這時(shí)兩系統(tǒng)無(wú)需額外頻率間隔，即可滿足系統(tǒng)共存干擾要求。此時(shí)RRU結(jié)構(gòu)如圖3所示。

當(dāng)TD-SCDMA與TD-LTE工作于不同頻段時(shí)，如TD-SCDMA與TD-LTE分別工作于B、C頻段，此時(shí)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(wú)法實(shí)現(xiàn)RRU的共用，TD與TD- LTE共用天線時(shí)需通過(guò)外接合路器來(lái)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(shí)采用基于子載波壓縮的帶寬優(yōu)化技術(shù)時(shí)，不同天線方案下對(duì)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(duì)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(shí)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(jìn)行組網(wǎng)，但沒(méi)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(yīng)用要求，或者采用更高速率（如10G以上）的接口滿足同時(shí)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(wǎng)天線僅支持 1880～2025MHz頻段，無(wú)法共用；研究階段的TD寬頻天線支持2010～2400MHz頻段，可以實(shí)現(xiàn)共用。如果未來(lái)TD-LTE工作于2.6G 頻段，則有待開(kāi)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(píng)估過(guò)程中。但無(wú)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(yīng)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(shí)現(xiàn)MIMO和波束賦形，則通過(guò)一個(gè)8/4通道的合路器對(duì)TD- SCDMA和TD-LTE信號(hào)進(jìn)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(duì)TD-LTE與TD-SCDMA的兩路信號(hào)合路共用一對(duì)陣子即可。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)前文分析，TD-LTE與TD-SCDMA共平臺(tái)需求迫切，技術(shù)上存在一定程度的可行性。因此，有必要針對(duì)新部署的TD-SCDMA/GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，要求在硬件上具備與TD-LTE共平臺(tái)的能力，未來(lái)通過(guò)軟件升級(jí)或少量的硬件升級(jí)即可支持網(wǎng)絡(luò)平滑地向TD-LTE演進(jìn)。但同時(shí)也需要注意，隨著技術(shù)和器件水平的提高，未來(lái)設(shè)備成本可能進(jìn)一步降低。與完全基于新的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)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(lái)較大程度的成本節(jié)約，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。