TD-LTE基站配套改造指导原则－ 集团技术部课件

TD-LTE基站配套改造指导原则2010-10目录概述TD-LTE技术概述TD-LTE产业发展情况TD-LTE引入策略TD-LTE无线网络规划原则TD-LTE系统配套建设的需求分析TD-LTE配套改造原则

需求项绝对需求相比R6下行峰值传输速率>100Mbps7*14.4Mbps峰值频谱效率>5bps/Hz3bps/Hz小区平均频谱效率>1.6~2.1bps/Hz/cell(3~4)*0.53bps/Hz/cell小区边缘频谱效率>0.04~0.06bps/Hz/user(2~3)*0.02bps/Hz上行峰值传输速率>50Mbps5*11Mbps峰值频谱效率>2.5bps/Hz2bps/Hz小区平均频谱效率>0.66~1.0bps/Hz/cell(2~3)*0.33bps/Hz/cell小区边缘频谱效率>0.02~0.03bps/Hz/user(2~3)*0.01bps/Hz/user系统用户面时延<10ms1/5建立连接时延<100ms-运行带宽1.4~20MHz5MHzVoIP容量NGMN希望目标

>60sessions/MHz/cell-TD-LTE技术概述－需求LTE技术概述－网络架构

eNB直接与EPC相连（取消了RNC），eNB与EPC节点多对多连接（网格网络），eNB之间直接相连

EPC分为控制面实体MME和用户面实体S-GW（SGW/PGW）

S1是eNB和MME/SGW之间的接口：S1-C,S1-U

X2是eNB之间的接口：X2-C,X2-ULTE标准化进展

HSPAMBMSR5/6/7R8R9R10

LTE-Advanced将作为Release10的主要内容

3GPPLTE在Release8的36系列规范中发布

3GPPRelease8包含了LTE的绝大部分特性完善和增强LTE系统3GPPTD-LTE和FDDLTE标准制定进度基本一致LTE协议09年3月发布第一版（Rel8），10年3月发布第二版（Rel9），已先后冻结。Rel10即LTE-A，已提交ITU作为4G标准，预计11年3月完成。包括FDD和TDD。3GPPTD-LTE和FDDLTE标准制定进度一致2009年底，部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备2009年底，具备满足SAE商用网络基本要求的核心网设备08.Q409.Q109.Q209.Q309.Q410.Q108.Q308.Q210.Q210.Q310.Q411.Q111.Q2网络设备09Q409Q4除个别国外厂家外，2010年Q3，基本可提供基于R8版本的8通道测试设备10Q311.Q311.Q412.Q1TD-LTE网络设备产业进展

TDD与FDD系统设备产品基本同步开发，商用进程相差一年左右2010年Q3前，大部分厂家可推出基于R8版本8通道测试设备，基本可以满足试验网第一阶段需求；

R9版本（即支持双流波束赋形）商用产品预计在2011年Q1支持，满足规模试验网第二阶段需求；R9版本可通过软件升级实现，不需要对第一阶段硬件进行改造；2011年Q1，可提供基于R9版本的8通道测试设备11Q1TD-LTE业务引入策略：

结合终端成熟及网络建设进程，分三阶段逐步引入Phase1Phase2Phase32011年，引入高速无线宽带接入业务面向个人提供有限LTE覆盖区域内基于高速无线宽带接入业务。终端：数据卡、CPE网络：LTE网络覆盖部分有需求的数据热点区域2012年，引入基于手机终端的高速移动互联网业务、传统语音业务和宽带数据多媒体业务引入阶段面向个人、家庭、企业用户提供高速移动互联网业务。通过双模双待手机终端提供宽带移动互联网业务、移动多媒体数据业务、基于2/3GCS域传统语音业务，以及IMS多媒体业务，物联网业务。终端：TD-LTE多模双待手机终端、其他移动数据终端网络：LTE网络覆盖大部分有需求的数据热点区域2013年，引入LTE承载VoIP语音业务引入PS域承载的VoIMS方案，采用SRVCC提供连续性。终端：多模单待手机终端网络：LTE网络覆盖大部分地区，全IP化目录概述TD-LTE无线网络规划原则TD-LTE覆盖特性TD-LTE规划设计流程TD-LTE链路预算及站点设置建议TD-LTE系统的设备情况TD-LTE系统配套建设的需求分析TD-LTE配套改造原则在TD－SCDMA的R4业务中，电路域CS64kbit/s是3G的特色业务，覆盖能力最低，运营商一般以CS64kbit/s业务作为连续覆盖的目标业务。在给定的环境和目标误块率的条件下，CS64kbit/s业务解调门限固定，利用CS64kbit/s业务固定的解调门限通过链路预算的方式，获得系统的覆盖半径；在TD－LTE中，不存在电路域业务，只有PS域业务。不同PS数据速率的覆盖能力不同，在覆盖规划时，须首先确定边缘用户的数据速率目标，如128kbit/s、500kbit/s、1Mbit/s等。不同的目标数据速率的解调门限不同，导致覆盖半径也不同；综合考虑各种业务需求及LTE本身能力，目前的建议是LTE数据卡用户为512kbps/128kbps（DL/UL），演示用户（高清视频演示业务）为2Mbps/2Mbps（DL/UL）；目标业务为一定速率的数据业务，确定合理目标速率是覆盖规划的基础基于传输分集(SFBC)的MIMO天线方式为系统提供了基于发射分集的下行覆盖增益；基于波束赋形的天线方式在下行方向提供了赋行增益和分集增益，在上行方向提供了接收分集增益。传输方式及天线类型选择影响覆盖规划天线种类2天线8天线类别目标数据速率（kbps）10241024基本参数发射天线数28接收天线数22RB带宽（KHz）180180发射机参数单天线发射功率（dBm）4337基站总发射功率（dBm）4646天线增益（dBi）1815多天线分集增益20波束赋性增益07发射端总EIRP（dBm）63.060.0分配RB的EIRP（dBm）56.053.0接收机参数接收机噪声系数99接收天线分集增益33干扰余量22目标SNR2.32.3接收机灵敏度-98.1-98.1附加损耗穿透损耗1818阴影衰落余量8.38.3结果最大允许路径损耗[dB]129.9131.9最大覆盖距离（公里）0.590.67TD－LTE系统采用了OFDMA的方式，由于不同用户间频率正交，使得同一小区内的不同用户间的干扰几乎可以忽略，但TD—LTE系统的小区间的同频干扰依然存在，不同的干扰消除技术对小区间业务信道的干扰抑制效果不同，从而影响TD－LTE边缘覆盖效果。小区间干扰影响TD-LTE覆盖性能eNodeB1eNodeB2TD-LTE用户受到的同频干扰来自邻小区本小区无同频干扰频率(MHz)\损耗差值空间传播损耗穿透损耗天馈线损合计1880~1920-0.7-0.3忽略-1.02010~202500002300~2400+2.6+1忽略3.62570~2620+3.8+1.5忽略5.3目前TD-LTE室外有可能使用的频段有D（2570～2620MHz）、F（1880～1920MHz）,相比F频段，D频段传播损耗会大6dB左右，这对站点设置有较大影响。上述计算依据Cost231HATA室外密集市区模型，单位为dB+4.6dB+6.3dB+4.5dBTD-LTE系统采用的频段对覆盖性能影响较大TD-LTE覆盖性能控制信道和业务信道平衡上下行平衡链路预算考虑的主要因素确定系统资源配置(包括载波带宽时隙配比、天线类型、边缘MCS等)通过链路仿真得出各种信道接收机解调门限根据网络组网情况及采用的干扰协调技术，选取合适的干扰余量控制信道和业务信道覆盖能力对比控制信道和业务信道链路预算结果对比如下：从上表可看出，基于目前的覆盖目标（空载条件下，10用户同时接入时，边缘单用户下行吞吐量大于1Mbps），系统最大允许的路径损耗（dB）（不含穿透损耗）为145.6dB，与之相对应的上行业务信道速率约为256kbps，而其他控制信道覆盖能力均大于上述值。TD-LTE链路预算结果－控制信道和业务信道覆盖能力对比项目下行业务信道上行业务信道下行控制信道上行控制信道1Mbps,10RB，邻区空载256kbps,10RB，邻区空载PBCHPDCCH（8CCE）PDCCH（2CCE）PCFICHPHICHPUCCHformat1aPUCCHformat2PRACHformat1PRACHformat4最大允许的路径损耗（dB）（不含穿透损耗）145.6145.1156.6151.8145.8152.5148.9158.3157.6153.2145.5基于业务信道的链路预算结果采用COST231－Hata模型（2.6GHz频段），计算得到密集市区、市区及郊区的小区覆盖半径如下表所示：通过对比可知，TD-SCDMA网络CS64业务覆盖能力略强于LTE试验网要求的覆盖能力，因此TD-LTE试验网可在TD-SCDMA现网站距的基础上适当增加部分站点进行规划。TD-LTE链路预算结果－基于业务信道的链路预算结果项目下行业务信道1Mbps,10RB，空载最大允许的路径损耗（dB）（不含穿透损耗）145.6密集市区穿透损耗20考虑室内覆盖小区半径（公里）0.33市区穿透损耗17考虑室内覆盖小区半径（公里）0.43郊区穿透损耗14考虑室内覆盖小区半径（公里）1.31TD-LTE链路预算结果－不同频段对比相同站距情况下，F频段和D频段相比，边缘用户下行速率30％～60％，上行速率提升150％～200％。相同场强要求的情况下，F频段和D频段相比，小区覆盖半径增加40％，站址数量减少一半。在现网TD-SCDMA网络CS64业务覆盖良好的区域，TD-LTE试验网可以采用直接叠加的方式进行规划，建成后的LTE网络可以基本满足单用户（邻区空载、占用10RB）在小区边缘达到1Mbps速率的要求。考虑到今后商用网络的要求可能会在试验网基础上有所提高，因此建议在具备条件的区域，可在TD-SCDMA网络的基础上适当增加站点，以缩小LTE的站距，实现更高的边缘速率。具体站间距建议为：TD－LTE覆盖规划建议项目D频段建议值站间距（km）密集市区0.45～0.55市区0.55～0.7郊区1.6～2.0第23

页目录概述TD-LTE无线网络规划原则TD-LTE系统配套建设的需求分析BBU设备安装需求RRU设备安装需求天馈线系统安装需求传输带宽需求Ir接口速率需求TD-LTE配套改造原则第25

页RRU设备安装要求RRU重量最大不超过25KG均支持－48V电源,部分支持220V交流电每个RRU需要单独使用一路电源供电，最大功率不超过450wRRU供电方案可分为-48V集中供电，-48V本地直流供电，～220V逆变器远供。当RRU电源线拉远距离小于100m时，宜采用信号源处-48V直流电源供电；电源线拉远距离在100m～300m之间时，可采用信号源处-48V直流电源配加粗电缆为其供电，或采用-48V本地直流供电，或采用220V逆变器拉远供电；当电源线拉远距离大于300m时，可采用-48V本地直流供电，或220V逆变器拉远供电。直流供电电缆线径应结合敷设距离和设备功耗共同确定。TD-LTE无线基站配套建设需求现网RRU设备升级对于2010年后入网的F频段RRU设备，都可以通过平滑升级支持F频段LTE，对于D频段LTE的RRU，则不能做到通过平滑升级来支持，需要做RRU更换，或新增D频段RRU。第26

页RRU设备安装要求RRU与BBU的光纤长度单跳原则不能超过10KM，部分厂家单跳可以超过15KMRRU设备下沿距楼面最小距离宜大于500mm，条件不具备时可适度放宽至300mm，以便于施工维护并防止雪埋或雨水浸泡。对于RRU与智能天线之间的跳线长度根据馈线损耗情况决定，馈线损耗原则不超过3dB。馈线长度一般情况不超过5m，特殊情况下可适当放宽到10m。设备安装时，设备上下左右应该预留不少于100mm的散热空间，前面要预留600mm的维护空间设备安装位置应选于方便施工安装、线缆连接和维护操作，且不影响建筑物整体美观的楼面墙体位置。设备安装时涉及的挂墙安装件的安装应符合相关设备供应商的安装及固定技术要求。TD-LTE无线基站配套建设需求第29

页天馈线系统安装要求GPS天线必须安装在较空旷位置，上方90度范围内（至少南向）应无建筑物遮挡。GPS天线安装位置应高于其附近金属物，与附近金属物水平距离大于等于1500mm。两个或多个GPS天线安装时要保持2m以上的间距。铁塔基站建议将GPS接收天线安装在机房建筑物屋顶上。TD-LTE无线基站配套建设需求第30

页传输接口估算S1、X2用户面传输带宽需求单扇区峰值速率计算切换时的X2用户面流量较少，同时如果用户在切换时流量从X2接口走，则不占用S1接口，总的S1+X2流量不变X2控制面传输带宽需求设一个基站与另一个基站的X2接口信令带宽约64kbps一个基站与邻近16个基站有X2连接总共约1Mbps流量其它开销带宽需求按照5%计算TD-LTE无线基站配套建设需求第31

页传输接口估算传输需求（2：2时隙配置）配置峰值流量（Mbps）平均流量（Mbps）3x20MHz小区(S111)3x80=2403×20＝6020Mhz小区(O1)8045备注对应传输网峰值带宽对应传输网保障带宽TD-LTE无线基站配套建设需求第32

页Ir接口计算Ir接口是标准接口，但目前各厂家并不都支持接口流量计算是一致的Ir接口计算决定了BBU与RRU之间的光纤数量TD-LTE无线基站配套建设需求第33

页Ir接口计算2天线20MHz带宽：30.72M*32bit*2天线*(10/8)=2.4576Gbps;需要一对2.4576G光接口8天线20MHz带宽：30.72M*32bit*8天线*(10/8)=9.8304Gbps需要两对4.9152光接口TD-LTE无线基站配套建设需求第34

页目录概述TD-LTE无线网络规划原则TD-LTE系统配套建设的需求分析TD-LTE配套改造原则TD-LTE系统机房改造原则TD-LTE系统天面改造原则TD-LTE系统传输改造原则TD-LTE系统电源改造原则第35

页第35

页TD-LTE系统机房改造原则－一般要求挂墙安装方式设备挂墙安装时，安装墙体应为水泥墙或砖（非空心砖）墙，且具有足够的强度方可进行安装。设备安装位置应便于线缆布放及维护操作且不影响机房整体美观，墙面安装面积应不小于600mm×600mm，设备下沿距地宜为1.4～1.6m。设备安装可以采用水平安装方式或竖直安装方式。设备安装时，设备上下左右应该预留不少于50mm的散热空间，前面要预留600mm的维护空间19英寸标准机柜安装方式机房内具备可供设备安装的19英寸标准机柜，且机柜内空间能够满足所需安装BBU的高度和深度要求，方可采用机柜安装方式。BBU安装时，上下应该保留1U的空间用于设备散热。BBU的接地由19英寸标准机柜统一提供即可。第36

页TD-LTE系统机房改造原则-土建TD-LTE的BBU设备对机房承重要求较低，如选择新建机房，需满足通用的机房土建要求：（1）基站室内机房需根据实际情况由结构专业核算，满足机房承载要求；对于不满足的站点，须提出整改方案或另选新站址。（2）基站机房应优先选择具有现浇楼板结构的房屋。（3）在屋面建设轻体房屋作为机房使用时，应妥善考虑屋面的承载能力，采取合理的建设方案，并确保轻体房屋与屋面结构有可靠的拉结措施，同时应考虑屋面防水层的保护和修复。（4）应考虑电池组荷载的远期要求，有条件时应预先安装电池组架空支架，以满足正常使用和扩容后的承重需求。第37

页第37

页TD-LTE系统天面改造原则－一般要求RRU采用抱杆安装时应该选用符合土建要求的抱杆。当RRU与智能天线同抱杆安装时，中间应保持不小于300mm的间距，以便于施工和维护。RRU设备下沿距楼面最小距离宜大于500mm，条件不具备时可适度放宽至300mm，以便于施工维护并防止雪埋或雨水浸泡。RRU采用抱挂墙安装时，安装墙体应为水泥墙或砖（非空心砖）墙，且具有足够的强度方可进行安装。设备安装位置应选于方便施工安装、线缆连接和维护操作，且不影响建筑物整体美观的楼面墙体位置。设备安装时涉及的挂墙安装件的安装应符合相关设备供应商的安装及固定技术要求天线安装时，天支顶端应高出天线上安装支架顶部20cm。天线支架底端应比天线长出20cm,以保证天线安装的牢固。第38

页第38

页TD-LTE系统天面改造原则－天线间距计算TD-LTE与其他系统的天线间距有如下假设：各系统发射天线增益和接收天线增益均为16dBi；干扰系统和被干扰系统天线同向放置，天线间耦合损失为36dB；采用如下传播模型计算空间损耗：水平：垂直：（米）CDMAGSMDCSWCDMA水平隔离距离270.50.50.5垂直隔离距离1.70.30.30.2（米）CDMA2000TD-SCDMA(A)TD-SCDMA(F)WLAN水平隔离距离543354垂直隔离距离2.30.50.52.3上述计算存在以下不确定因素：设备指标与协议指标存在差异；收发天线指标，如增益、半功率角等；系统的馈线长度、馈线线径以及接头的数量、插损等；干扰系统和被干扰系统天线的相对位置；干扰系统基站实际发射的载波功率；电磁波实际传播损耗与理论传播损耗的差异。第39

页TD-LTE系统天面改造原则-土建（1）应因地制宜选择适宜的天馈支撑结构方案，需利旧的塔架，应结合改造要求进行妥善论证，不能盲目使用。（2）由于TD-LTE智能天线与2G天线存在较大的差异，综合风阻较大，因此，需要考虑天线对安装母体的影响，而其中重点需要考虑的主要是天线的风荷和天线支撑结构的固定问题，各基站的天线安装方式应经过专门设计。（3）根据移动通信天线的重要性和《建筑结构荷载规范》的有关规定，基本风压按50年一遇的风压采用。（4）根据城区TD-LTE天线的一般安装高度要求，进行屋面抱杆风荷载计算时，取计算高度为40米。（5）天馈支撑结构锚固位置的选择，需综合考虑锚固基材、锚栓品种、节点受力特点，力求支撑结构的长期安全可靠。在砌体结构上进行天馈支撑结构安装时，应首先鉴别砌体的可靠性，必要时应对砌体进行加固。（6）美化天线应确保基础结构和自身结构的安全可靠；屋面美化天线还应注重美化天线安装锚固的可靠性，并应采用多重锚固措施，避免在极限荷载下美化天线倾倒、坠落等危险情况的发生。TD-LTE系统传输改造原则由于TD-LTE基站所需的传输带宽需求较大，目前为TD-SCDMA基站配置的GEPTN设备无法承载，本次TD-LTE基站配套传输网建议按照全部新建考虑。配置原则如下：TD-LTE配套传输设备采用PTN设备进行组网，按照核心、汇聚、接入三层结构进行组网。接入层配置10GEPTN设备或可以升级为10GE的GEPTN设备，交叉容量不小于40G，与eNodeB连接应使用GE光接口（1000Base-SX）。接入层系统尽量采用环网结构，每个接入环3～8个节点。汇聚层采用10GE组环，单个设备交叉容量不小于160G。核心层采用10GE组环，单个设备交叉容量不小于320G。TD-LTE系统传输改造原则接入层应采用基于LSP的1：1/1+1保护方式，工作和保护需规划不同路径,各使用1条LSP，以提高网络安全性。核心层、汇聚层可根据自身情况选择环网保护。为LTE基站配置的LSP的保证带宽和峰值带宽如下：根据PTN网络不同层面覆盖面的不同，在满足CIR带宽的基础上，在不同层面为LTE基站预留带宽，具体带宽配置如下：项目分项宏站室分LSP属性设置CIR（Mb/s）8060PIR（Mb/s）320110项目接入环汇聚环核心环宏站室分宏站室分宏站室分PTN系统带宽取定（Mb/s）160120120908060TD-LTE系统传输改造原则由于目前PTN设备暂不支持三层功能，为能在核心网设备间疏导业务并提供X2接口处理能力，建议在PTN核心层设备与核心网配置的CE设备连接，对业务流进行疏导。在PTN设备三层功能经过充分验证后，在PTN核心层开启3层功能，PTN完成LTERAN接口的端到端调度。第43

页TD-LTE系统电源改造原则TD-LTE基站的无线设备功耗按1750W计算，传输和监控设备功耗按200W计算。TD-LTE基站通信负荷参考值独立新建TD-LTE基站各站均配置1套交直流供电系统，分别由1台交流配电箱（屏）、1套-48V高频开关组合电源（含交流配电单元、高频开关整流模块、监控模块、直流配电单元）和2组（或1组）阀控式蓄电池组组成。各站要求引入一路不小于三类的市电电源，站内交流负荷应根据各基站的实际情况按10kW～25kW考虑。交流配电箱的容量按远期负荷考虑，输入开关要求为100A，站内的电力计量表根据当地供电部门的要求安装。各站蓄电池组的后备时间按如下原则配置：市区基站的蓄电池后备时间≥3h，城郊及乡镇基站的蓄电池后备时间≥5h。（注：应结合基站重要性、市电可靠性、运维能力、机房条件等因素确定）各站宜配置2组蓄电池，机房条件受限或后备时间要求较小的基站可配置1组蓄电池。第44

页TD-LTE系统电源改造原则独立新建TD-LTE基站（续）各站高频开关组合电源机架容量均按600A配置，整流模块容量按本期负荷配置，整流模块数按n+1冗余方式配置。电源电缆均应采用非延燃聚氯乙稀绝缘及护套软电缆。对于无专用机房或机房条件受限的小型基站，条件许可的情况下尽量采用直流-48V电源供电。TD-LTE基站防雷系统、接地系统的设置应符合中国移动通信企业标准《基站防雷与接地技术规范》（QB-W-011-2007）和《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》（YD5098-2005）的要求。无线设备厂家应在RRU电源线两端配置浪涌保护器，屏蔽电缆的金属层在进入机房前应进行防雷接地，具体方案应满足工信部工信厅科函[2008]86号《通信局（站）在用防雷系统－TD－SCDMA基站防雷接地检测指导书》的规定。第45

页TD-LTE系统电源改造原则共址新建TD-LTE基站

共址新建TD-LTE基站市电容量以及市电引入电缆应能满足本次新增TD-LTE设备需求，对于原市电容量以及市电引入电缆不能满足要求的基站，应进行市电接入改造，并应向相关单位申请增容。对于需要进行市电接入改造的基站，应改造更换为不小于4×25mm2截面的铜芯或4×35mm2截面的铝芯电力电缆，进线开关容量应更换为100A的进线开关。现有设备负荷按照实测值的1.2倍计算。蓄电池组应根据基站后备时间要求、机房可承受的荷载、机房面积等因素来确定是否需要更换和更换后的容量，更换后的蓄电池宜采用2组。当原有室内地线排不能满足新增TD-LTE设备的接地需求时，可在机房内的适当位置增加1个地线排，并用截面积不小于95mm2的铜芯电力电缆与原有的室内地线排并接。第46

页TD-LTE系统电源改造原则共址新建TD-LTE基站（续）现有无线设备采用－48V电源的基站电源设备配置改造原则：TD-LTE设备应与现有无线设备采用同一套直流系统供电。如现有电源机架容量能满足新增TD-LTE设备需求，则只需增加整流模块对原开关电源进行扩容；如现有电源机架容量不能满足需求，则采用更换开关电源的办法解决；对于现有开关电源机架总容量小于300A（不含300A）的基站，应更换为机架总容量为600A的开关电源。TD-LTE设备供电