中国移动TDLTE规模试验网 基站配套改造指导原则V1.doc

中国移动TD-LTE规模技术试验网基站配套建设指导原则中国移动通信集团公司计划部2011年1月目 录1前言12TD-LTE无线网规划原则12.1TD-LTE规划设计流程12.2TD-LTE链路预算及站点设置建议32.2.1控制信道和业务信道覆盖能力对比32.2.2满足边缘速率要求的链路预算结果42.2.3站址规划建议43TD-LTE系统配套建设的需求分析43.1BBU设备安装需求43.2RRU设备安装需求53.3天馈线系统安装需求53.4传输带宽需求63.5Ir接口速率需求64TD-LTE配套改造原则64.1TD-LTE系统机房改造原则64.1.1一般要求64.1.2土建改造原则74.2TD-LTE系统天面改造原则84.2.1一般要求84.2.2天线间距要求84.2.3GPS天线安装要求94.2.4土建改造原则104.3TD-LTE系统传输改造原则114.3.1配置原则114.3.2保护方式124.3.3带宽配置124.3.4组网方式134.4TD-LTE系统电源改造原则134.4.1TD-LTE基站通信设备负荷参考值134.4.2独立新建TD-LTE基站134.4.3共址新建TD-LTE基站154.4.4RRU供电方案161 前言2010年12月28日，工信部对电信研究院上报的关于开展TD-LTE规模技术试验的请示进行了批复（工信部科函【2010】612号），在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门6个城市开展TD-LTE规模技术试验。TD-LTE规模技术试验属于“新一代宽带无线移动通信网”国家重大专项，中国移动将负责完成规模技术试验网网络建设工作。为指导各省公司开展TD-LTE规模技术试验网基站的建设工作，总部计划部整理编制了本指导原则,请各省公司在TD-LTE规模技术试验网工程建设中遵照本指导原则进行配套建设工作。本指导原则由中国移动通信集团公司计划部负责解释。2 TD-LTE无线网规划原则2.1 TD-LTE规划设计流程TD-LTE宏蜂窝网络规划流程可以分成：需求分析、预规划、站址规划、网络仿真、无线资源及参数规划等5个阶段，具体流程图如下。图1：TD-LTE无线网络规划流程图在需求分析阶段，首先应明确建网策略，提出相应的建网指标，并搜集到准确而丰富的现网GSM/TD-SCDMA基站数据、地理信息数据、业务需求数据，这些数据都是TD-LTE无线网络规划的重要输入。网络规模估算主要是通过覆盖和容量估算来确定网络建设的基本规模，在进行覆盖估算时首先应了解当地的传播模型，然后通过链路预算来确定不同区域的小区覆盖半径，从而估算出满足覆盖需求的基站数量。容量估算则是分析在一定时隙及站型配置的条件下，TD-LTE网络可承载的系统容量，并计算是否可以满足用户的容量需求。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。可用站址主要依据无线环境、传输资源、电源、机房条件、天面条件及工程可实施性等方面综合确定。完成初步的站址规划后，需要进一步将站址规划方案输入到TD-LTE规划仿真软件中进行覆盖及容量仿真分析，仿真分析流程包括规划数据导入、传播预测、邻区规划、时隙和频率规划、用户和业务模型配置以及蒙特卡罗仿真，通过分析仿真输出结果，可以进一步评估目前规划方案是否可以满足覆盖及容量目标，如存在部分区域不能满足要求，则需要对规划方案进行调整修改，使得规划方案最终满足规划目标。在利用规划软件进行详细规划评估之后，就可以输出详细的无线参数，主要包括天线高度、方向角、下顷角等小区基本参数、邻区规划参数、频率规划参数、PCI参数等，并根据具体情况进行TA规划，同时无线网络规划也需要提出相应的传输、配套电源等资源需求，这些资源需求及规划参数最终将做为规划方案输出提交给后续的工程设计及优化使用。2.2 TD-LTE链路预算及站点设置建议目前TD-LTE规模技术试验网的业务需求为空载时小区边缘用户可达到1Mbps /250kbps（下行/上行）。基于这一业务需求，TD-LTE链路预算分析结果如下。2.2.1 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：表1：控制信道和业务信道链路预算结果对比表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250kbps,10RB，邻区空载PBCHPDCCH（8CCE）PDCCH（2CCE）PCFICHPHICHPUCCH format 1aPUCCH format 2PRACH format 1PRACH format 4最大允许的路径损耗（dB）145.6 145.1 156.6 151.8 145.8 152.5 148.9 158.3 157.6 153.2 145.5 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250kbps，而其他控制信道覆盖能力均大于上述值，因此，可直接按照下行业务信道达到1Mbps的要求进行站址规划。2.2.2 满足边缘速率要求的链路预算结果采用COST231Hata模型（2.6GHz频段），计算得到TD-LTE和TD-SCDMA密集市区、市区的小区覆盖半径如下表所示：表2：TD-LTE和TD-SCDMA小区覆盖半径对比表类别密集市区市区TD-LTE覆盖半径（1Mbps,10RB，空载）0.330.43TD-SCDMA CS64覆盖半径（公里）0.35 0.45 通过对比可知， TD-SCDMA网络CS64业务覆盖能力略强于LTE下行1Mbps要求的覆盖能力，因此TD-LTE如果要达到邻区空载、10用户同时接入时、边缘单用户下行吞吐量大于1Mbps的覆盖目标，需要在TD-SCDMA现网站距的基础上增加部分站点。2.2.3 站址规划建议密集市区：500米左右；站址密度不小于每平方公里5个一般市区：650米左右；站址密度不小于每平方公里3个3 TD-LTE系统配套建设的需求分析3.1 BBU设备安装需求(1) BBU高度均不超过3U，所需安装空间不超过4U。(2) 均支持19机架安装和挂墙安装。(3) 均支持48V电源。3.2 RRU设备安装需求(1) RRU重量最大不超过25KG。(2) 均支持48V电源,部分支持220V交流电。(3) 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15KM。(4) 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。(5) 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。(6) 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。(7) 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。3.3 天馈线系统安装需求(1) 天线安装位置要满足与其它系统的干扰隔离要求。(2) 天线的正辐射面区域300米内，不能有较大阻挡物在视线角度内阻挡信号辐射。(3) 楼顶安装时，沿天线扇区方向，自天线顶端至屋面边沿（或女儿墙边沿）的连线与抱杆之间的夹角要小于等于45º。(4) 天线安装在楼顶围墙上时，天线底部必须高出女儿墙顶部最高部分，应大于500mm。3.4 传输带宽需求由于TD-LTE系统相对于2G/3G的峰值速率有了飞跃性的提升，因此其引入对机房的传输条件也提出了非常高的要求，按照宏基站配置为S1/1/1，室内覆盖站配置为O1计算，各类基站对于S1/X2接口的带宽要求如下：区域项 目宏站室分主测区域保证传输带宽（CIR）120-峰值传输带宽（PIR）450-非主测区域保证传输带宽（CIR）6045峰值传输带宽（PIR）24080（注：主测区域需要进行不同时隙配置下的峰值测试，所以峰值和保证传输带宽较高。）3.5 Ir接口速率需求根据接口流量计算结果，Ir接口速率需求为：(1) 2天线20MHz，需要一对2.4576G光接口(2) 8天线20MHz带，需要一对9.8304光接口。4 TD-LTE配套改造原则4.1 TD-LTE系统机房改造原则4.1.1 一般要求4.1.1.1 挂墙安装方式(1) 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。(2) 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1.41.6m。(3) 设备安装可以采用水平安装方式或竖直安装方式。(4) 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。4.1.1.2 19英寸标准机柜安装方式(1) 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。(2) BBU安装时，上下应该保留1U的空间用于设备散热。(3) BBU的接地由19英寸标准机柜统一提供即可。4.1.2 土建改造原则TD-LTE建设中，对于共址机房应复核新增BBU设备及电池等对机房承重的影响，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) 基站机房宜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。4.2 TD-LTE系统天面改造原则4.2.1 一般要求(1) RRU采用抱杆安装时应该选用符合土建要求的抱杆。(2) 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。(3) 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。(4) 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。(5) 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。(6) 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。(7) 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。4.2.2 天线间距要求在工程实施中，两系统天线之间适当进行垂直或水平空间隔离，建议TD-LTE基站天线安装间距采用如下标准：(1) GSM/DCS符合3GPP TS 05.05 V8.20.0（2005-11）规范要求时，TD-LTE线阵和GSM1800定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离1.8m；(2) GSM/DCS符合3GPP TS 45.005 V9.1.0 (2009-11)规范要求时，TD-LTE线阵和GSM1800定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离0.5m，垂直距离0.2m。(3) TD-LTE线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离2.3m。(4) TD-LTE线阵和WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离0.5m，垂直距离0.2m。(5) TD-SCDMA符合YD/T 1365-2006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网 无线接入网络设备技术要求时，TD-LTE与TD-SCDMA隔离要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离2.7m。(6) TD-SCDMA符合中国移动TD-SCDMA无线子系统硬件技术规范（2010年）时，TD-LTE与TD-SCDMA隔离要求：并排同向安装时，水平隔离距离2.7m，垂直距离0.5m。注1：从上述隔离要求看，如果按照协议指标，TD-LTE与cdma2000水平隔离距离较远，工程实施比较困难，因此在TD-LTE与cdma2000共站建设时，cdma2000系统基站在25702620MHz的带外杂散指标需-55dBm/1MHz（此时水平隔离距离要求为3m）。注2：TD-LTE与TD-SCDMA隔离要求是考虑异频异时隙配置下可共址工作，在TD-SCDMA和TD-LTE保证时隙对齐的情况下，隔离要求可适当放宽。4.2.3 GPS天线安装要求（1）GPS天线应安装在较开阔的位置上，保证周围较大的遮挡物（如树木，铁塔，楼房等）对天线的遮挡不超过30度，天线竖直向上的视角应大于90度，在条件许可时尽量大于120度。（2）为避免反射波的影响，GPS天线尽量远离周围尺寸大于200mm的金属物1.5m以上，在条件许可时尽量大于2m。（3）由于卫星出现在赤道的概率大于其他地点，对于北半球，应尽量将GPS天线安装在安装地点的南边。（4）不要将GPS天线安装在其他发射和接收设备附近，不要安装在微波天线的下方，高压线缆下方，避免其他发射天线的辐射方向对准GPS天线。（5）两个或多个GPS天线安装时要保持2m以上的间距，建议将多个GPS天线安装在不同地点，防止同时受到干扰。（6）在满足位置的情况下，GPS天线馈线应尽量短，以降低线缆对信号的衰减。（7）铁塔基站建议将GPS接收天线安装在机房建筑物屋顶上。4.2.4 土建改造原则TD-LTE建设中，对于利旧天馈系统应复核新增天线及RRU设备对原结构的影响，如选择新建天馈系统，需满足新建塔桅结构的相关设计要求。（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。4.3 TD-LTE系统传输改造原则4.3.1 配置原则（1）TD-LTE基站传输接入应采用光缆接入方式。应选择PTN设备承载，并充分考虑PTN网络的整体部署策略，充分利用已建PTN传输资源。（2）从安全可靠性出发，接入层系统尽量采用环网结构，在地理条件和光缆建设确有困难的情况下可少量采用链型结构。对于不具备后备电源条件的基站，宜单独组织传输系统。（3）PTN传输系统的建设需要综合考虑节点布局、光缆情况和网络安全等多种因素，合理安排系统制式和环上节点数量。（4）主测区域接入层配置10GE PTN设备，非主测区域接入层配置可以升级为10GE的GE PTN设备，交叉容量不小于30G，与eNodeB连接应使用GE光接口（1000Base-SX）。（5）接入层系统尽量采用环网结构，每个接入环38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。4.3.2 保护方式接入层应采用基于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。4.3.3 带宽配置为LTE基站配置的LSP的保证带宽和峰值带宽如下：区域项 目宏站室分主测区域保证带宽（CIR）160-峰值带宽（PIR）640-非主测区域保证带宽（CIR）8060峰值带宽（PIR）320110根据不同层面PTN网络覆盖面的不同，在满足CIR带宽的基础上，在不同层面为LTE基站规划带宽，为每个LTE基站规划预留带宽如下：区域接入层汇聚层核心层宏站室分宏站室分宏站室分主测区域320-240-160-非主测区域160120120908060注：上述带宽按照无线侧带宽需求并考虑传输设备承载效率计算得到。4.3.4 组网方式（1）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。（2）为对PTN设备支持三层功能进行验证，本次规模试验网在深圳采用PTN设备支持三层功能的方式进行组网，应对PTN核心层升级，开启3层功能，不配置CE设备，由PTN完成LTE RAN接口的端到端调度。4.4 TD-LTE系统电源改造原则4.4.1 TD-LTE基站通信设备负荷参考值TD-LTE基站无线设备功耗（含1个BBU、3个RRU）按2100W计算，传输和监控设备功耗按200W计算。各厂家设备耗电不同，其中单个BBU功耗最大值为1000W，单个RRU功耗最大值为490W。4.4.2 独立新建TD-LTE基站(1) 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 。(2) 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10kW30kW考虑。(3) 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。(4) 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）(5) 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。(6) 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。(7) 电源电缆均应采用非延燃聚氯乙稀绝缘及护套软电缆。(8) 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。(9) 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。(10) 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200886号通信局（站）在用防雷系统TDSCDMA基站防雷接地检测指导书的规定。(11) 独立新建TD-LTE基站地线系统应采用联合接地方式，即工作接地、保护接地、防雷接地共设一组接地体的接地方式。在机房内应至少设置1个地线排。4.4.3 共址新建TD-LTE基站(1) 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。(2) 对于需要进行市电接入改造的基站，应改造更换为不小于4×25 mm2截面的铜芯或4×35 mm2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。(3) 现有设备负荷按照实测值的1.2倍计算。(4) 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。(5) 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。(6) 现有无线设备采用48V电源的基站电源设备配置改造原则：（a）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。（b）TD-LTE设备供电要求暂定2路32A63A的直流分路（开关电源为3个RRU提供1路直流分路，由RRU厂家负责进行分配和防雷）。基站开关电源的直流配电端子根据各基站的现有情况和需要进行改造。如现有直流配电端子不能满足新增TD-LTE设备的需求，或更换配电开关，或增加直流配电箱，直流配电箱的电源应从开关电源架母线排引接。(7) 现有无线设备采用24V电源的基站电源设备配置改造原则：（a）在基站机房面积、楼板荷载及市电容量等条件许可的条件下，尽量为TD-LTE设备独立配置一套48V直流电源系统。（b）在机房条件不允许为TD-LTE设备独立配置一套48V直流电源系统时，则采用与现有无线设备共用一套直流供电系统并配置1个24V/48V的直流变换器为TD-LTE设备供电的方案。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要，则需要更换原有开关电源。更换后的开关电源采用机架总容量为900A的组合开关电源。24V/48V的直流变换器宜从开关电源架母线排引接。（c）24V/48V直流变换器机架输出容量要求不小于100A，变换器模块容量按本期负荷配置，变换器模块数按n+1冗余方式配置。(8) 当原有室内地线排不能满足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。4.4.4 RRU供电方案(1) RRU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。工程实施中，应根据现场条件，结合RRU功耗、RRU数量、RRU与BBU安装距离、电源设备装机位置、线缆敷设难易程度等情况，确定RRU供电方案。(2) 当RRU距BBU的线缆长度100m时，用标配的供电电缆从信号源处的48V直流电源为其供电。(3) 当RRU距BBU的线缆长度100m且300m时，可根据现场条件考虑如下三种供电方式：（a）使用信号源处的-48V直流电源为RRU供电，标配的供电电缆不能满足电压降的要求时，可加粗供电电缆线径；（b）线缆数量较多或敷设路由困难时，就近为RRU单独配置小型-48直流电源系统设备；（c）若电源设备安装位置受限或RRU为级联方式时，可采用从信源处引接经-48V/220V逆变器逆变后的交流电源为RRU供电，逆变器要求为N+1工作方式；(4) 当RRU距BBU的线缆长度300m时，可根据现场条件考虑如下两种供电方式：（a）宜单独采用-48V直流电源为其供电，为RRU配置小型-48直流电源系统设备；（b）若电源设备安装位置受限或RRU为级联方式时，可采用从信源处引接经-48V/220V逆变器逆变后的交流电源为RRU供电，逆变器要求为N+1工作方式。