TD—LTE网络建设与2G网络资源利用的问题浅析

胡剑飞 陶忠喜 孙登党

【摘要】随着4G系统解决方案和产品的成熟，全球的移动通信行业已进入4G时代。如何规划和部署高效、低成本的4G网络是一个非常重要的课题。本文综合分析了TD-LTE网络建设与2G网络资源利用的问题，包括在原有2G站址拓扑结构的基础上进行TD-LTE规划的方法，TD-LTE与GSM之间共址建设的资源利用分析等。在保证4G网络规划质量的前提下，充分利用现有的2G网络资源，以节省网络投资，加快建设进度。为更好更快地建设TD-LTE网络，降低投资成本，提高投资收益提供了有益的参考。

【关键词】TD-LTE;GSM;共址规划建设

一、现状介绍及分析

2013年底，国内三家运营商同时获得了TD-LTE牌照。目前，国内三家运营商在4G领域的竞争已全面展开。在4G网络建设初期，由于运营商在发展战略、网络现状、用户规模、所处的竞争环境等方面存在差异，因此在部署4G网络时也会根据这些因素制定不同的网络建设策略。

为了争夺市场先机，快速建立LTE品牌，扭转目前3G网络的不利地位，中国移动需要快速的进行4G网络的部署。现在，由于居民健康、环保意识不断增强，政府对基站建设法规滞后以及现有的2G/3G网络占用了较多的站址资源等原因，站点的获取和建设已成为制约网络建设的一个重要瓶颈。

但是，由于中国移动拥有庞大的2G/3G站址资源，因此可以基于现网丰富的GSM站址资源，通过共站升级或者共站建设的方式来建设TD-LTE，可在满足TD-LTE的网络性能要求的同时快速部署。

同时，通过充分地利用现有2G网络各种资源资源，如室内分布系统，站址、机房、铁塔、防护设备、传输设备、电源设备等，节省网络投资，加快建设进度。最大限度的降低网络运营风险，提高盈利能力，避免配套建设和项目的重复建设。降低了网络建设成本，提高了投资收益。

二、TD-LTE基于2G网络拓扑结构的规划

无线网络规划主要任务是根据无线网的技术特点、传播环境等条件，运用一系列规划方法，设计出合适的基站位置、基站参数、系统参数等，以满足网络覆盖、容量和质量等方面的要求。TD-LTE采用TDD双工模式，以及OFDM和MIMO结合的物理层技术，决定了其无线网络规划的大部分方法。

根据TD-LTE无线网络技术特点，TD-LTE无线网络规划主要包括5个阶段：需求分析、预规划、站址规划、网络仿真和无线资源与参数规划。流程如图1所示：

图1 流程图

在站址规划阶段，主要工作是依据链路预算的建议值，结合目前2G网络站址资源情况，进行站址布局工作，并在确定站点初步布局后，结合现有资料或现场勘测来进行站点可用性分析，确定目前覆盖区域可用的共址站点和需新建的站点。

由于TD-LTE使用了更高频段和大带宽同频组网，TD-LTE网络和2G/3G相比对信号质量更为敏感，对提升SINR的需求很迫切;TD-LTE是同频组网，对重叠覆盖更加敏感，需严格控制重叠覆盖区域。因此不能简单重用2G站点，需要通过良好的站址布局以及充足的站址资源来消除弱覆盖和重叠覆盖，以保证TD-LTE的网络质量。

因此，需要重点关注以下两方面的问题：

1.控制网络结构、消除弱覆盖：站址规划时，网络结构应保持理想的蜂窝结构，在充分利旧2G/3G站点的同时，对偏离度较高的站址进行详细的排查和分析。当共站达不到规划要求时应新建站点，尽量保证基站建设符合蜂窝结构，以保证连续覆盖。同时要杜绝网络结构不合理的站点入网。

2.控制天线挂高、避免越区干扰：应对现网2G高站的站址进行排查分析，原则上应避免选取对网络性能影响较大的现有2G高站（基站挂高控制在25-35m，大于50m的站点原则上不得入网）。

通过以上方式，在2G现有网络拓扑结构的基础上，营造LTE目标网络，既保证了4G网络规划质量，又充分利用了现有2G站点资源，达到节约投资、快速部署的目的。

三、TD-LTE与2G基站的共址建设

TD-LTE要实现与2G站点共站址的要求，就要解决如何利用2G站址资源，包括电源、机房、塔桅等已有资源的相关问题。

对于已有的2G基站资源的重利用，包括以下几个方面：

（1）电源设备重利用;

（2）室内外防雷接地网的利旧;走线架的共用，现有馈线窗的利用;门禁、监控设备的共用;

（3）现有铁塔、桅杆等天馈资源的利用;

（4）传输设备、DDF/ODF架的共用。

其中电源、机房和天面等资源是重中之重。

1.共址站电源改造：

TD-LTE基站无线设备功耗（含1个BBU、3个RRU）约2100W，传输和监控设备功耗约200W。现有设备负荷按照实测值的1.2倍计算。

（1）蓄电池组

应根据后备时间要求、机房荷载、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。

（2）开关电源

对于现有-48V电源，如果不满足LTE需求，则通过新增端子、扩容整流模块等手段进行改造;

对于现有-24V电源，如果不满足LTE需求，采用新增一套-48V电源系统或者对原有-24V电源配置1个+24V/-48V的直流变换器为TD-LTE设备供电的方案。

2.共址站机房改造：

（1）馈孔改造：新开馈线孔或新增馈线窗;

（2）设备承重加固：对于增加机柜或蓄电池，而机房承重不满足要求的需进行改造的，制作承重加固基础设备。

（3）接地改造：对于已有2G站点不能满足LTE新增接地要求的，需重新制作室内、室外接地系统。

3.共址站天面改造：

（1）独立新建LTE天线方案

从保证TD-LTE网络性能的角度出发，依托GSM站址为TD-LTE新建天线应当是首选的方案。该方案便于系统间独立优化，减少系统间的相互影响和束缚等。

1）空间：需提供足够的空间来安装天线和馈线;

2）高度：需提供高度合适的安装位置;

3）隔离度：需考虑与其他系统的隔离问题;

但是，在工程实践中，往往由于天面有限，无法新增LTE独立天线，需要多系统共用天线。以下是两种多系统共用天线方案。

（2）TD-LTE/GSM共天线方案

选用双极化双频段双电调的商用天线，对原有的GSM天线进行替换。由于无线电传播特性和网络承载的因素，该方案建议TD-LTE和GSM1800共站建设。

（3）TD-LTE/GSM共存射频方案

考虑到GSM1800与TD-LTE之间的杂散干扰和阻塞干扰，GSM与LTE系统间干扰的主要问题是GSM下行链路发射杂散对TD-LTE上行接收的干扰，网络部署时无论考虑采用空间隔离还是滤波器耦合衰落，所需的隔离要求较严。由于工程实现较难。因此建议采用满足隔离度的合路器方案。

四、小结

基于中国移动现网丰富的GSM站址资源，本文通过站址规划层面及站址配套的改造实施两大方面对TD-LTE网络建设与2G网络资源利用的问题进行了简要的分析。对基于2G网络拓扑结构的LTE网络规划，从消除弱覆盖区域及避免重叠区域干扰两方面进行了总结;同时，对于LTE共址利旧2G站点的相关的配套（如电源、机房、天面等）改造原则进行了论述，为节约TD-LTE网络投资，提高投资收益，加快建设进度提供了有益的参考。

作者简介：

胡剑飞（1982—），中级工程师，现供职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要承担无线网工程的规划和设计。

陶忠喜（1985—），初级工程师，现供职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要承担无线网工程的规划和设计。

孙登党（1986—），中级工程师，现供职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要承担核心网工程的规划和设计。