探析TD-LTE 在农村宽带覆盖建设

探析 TD-LTE 在农村宽带覆盖建设

温云

广西华南通信股份有限公司 广西南宁 530007

【摘要】：随着我国社会经济的发展以及农村信息化推进，如今农村地区的宽带建设也进入了高速发展阶段，而随着TD-LTE无线通信网络的广泛部署应用，为农村宽带建设提供了契机。本文主要探讨TD-LTE在农村宽带覆盖建设的相关情况，希望对TD-LTE无线通信网络在农村的部署有所帮助。

【关键词】：TD-LTE；农村宽带；建设；

引言

我国农村多为偏远地区，地广人稀，地理环境复杂，通信网络投资建设以及运维成本较高，使得农村宽带覆盖建设发展相对城市滞后。当前，我国正在大力推进社会主义新农村建设，农村宽带互联网日益普及。从国家政策、种植养殖技术支持、农产品供需信息、气象信息、娱乐等媒体信息传播获得，都离不开互联网，因此农村信息化是繁荣农村经济、发展农业、实惠农民的重要途径。TD-LTE技术在覆盖、容量、速率等方面具有宽带接入的特有优势，如在农村地区建设TD-LTE无线通信网络，可以快速提升我国农村宽带的覆盖水平和发展水平。

一、TD-LTE概述

TD-LTE(Long Term Evolution）是新一代宽带移动通信技术。LTE是3GPP在R8中提出的一种新的宽带无线空中接口技术，分为FDD和TDD两种模式。TD-LTE 是我国具有自主知识产权的第三代移动通信技术TD­SCOMA标准的后续演进技术，在继承TDD优点的同时引入了多天线MIMO与频分复用OFDM技术[1]。它具有高带宽、低时延、全IP化的特点，能够更好地支持互联网业务，是满足移动用户互联网需求的重要技术解决方案。当前TD-LTE技术已经应用渗透到社会各个角落，推动着信息社会的发展。

二、当前农村宽带覆盖建设的方式

以往，铜缆＋DSL的有线接入方式是电信运营商在农村宽带接入的主要技术，但存在建设成本高、运维代价高、故障率高、资源利用率低、带宽速率低等诸多弊端。近年来，随着光纤的大规模敷设，农村的宽带接入也逐渐以光纤接入为主，因此，当前各电信运营商在农村宽带接入一般采取有线和无线相结合的接入方式。目前农村宽带覆盖方式主要有：传统的有线（光纤）覆盖方式、900M WLAN无线覆盖方式和TD-LTE无线覆盖方式【2】。而无线接入技术正以其较低的建设成本，较高的数据传输速率，正在成为电信运营商解决农村宽带覆盖的重要选择。

三、农村宽带覆盖解决方案的优劣势

1、传统有线（光纤）覆盖方式。优势：（1）基于PON 网络的光纤覆盖方式应用较为成熟，信号的传输相比无线方式更为稳定，网络的质量有保证；（2）用户的带宽提升较为简单，满足后期平滑提升的需求；（3) QoS较为完善，可通过PON网管进行监控，及时对故障点进行排查；（4）光纤覆盖建设中的ODN网络为无源光网络，不需要考虑供电问题，故障率较低。劣势：（1）农村用户分布密度较低，现有末端资源缺乏，采用传统有线方式覆盖建设，户均造价高，收益低；（2）管线建设协调难度大，建设周期较长；（3）光纤链路衰耗受距离OLT机房的远近影响较大，影响分光比和造价。

2、900M WLAN无线覆盖方式。 优势：(1)省去了管线的建设时间和投资，户均造价较低，施工周期较短；（2) WLAN设备安装于基站塔下，维护性和安全性较高；（3）避免了有线光纤覆盖建设中ODN网络覆盖距离受OLT距离位置影响的因素，规划和建设时较为方便；（4）低频段的WiFi覆盖范围较广，穿透能力较好，适合农村广覆盖的场景需求。劣势：（1）WLAN信号稳定性较差，影响了用户感知；（2）用户网速受距离影响较大，后期平滑提速较为困难；（3）900M的频率组网存在与周围GSM基站的组网干扰，需要对覆盖区域的周边2G基站进行调整，建立频段隔离区；（4）覆盖范围需要以基站为中心进行，覆盖范围受限；（5）相关产业链不够完善，支撑力不足。

3、TD-LTE无钱覆盖方式。优势：（1）节省了从用户中心点至用户侧的管线投资，降低了建设成本、建设难度与建设时间；（2）避免了传统ODN光纤网络覆盖距离受OLT位置影响的因素，规划和建设较为方便；（3）充分利用了LTE网络的高速优势，在信号覆盖区域内用户体验较为良好；（4）可与现在城镇TD-LTE平滑接轨，利用现有网管和EPC资源；5）能够较好抢占农村市场，又可对后期LTE的农村覆盖建设做好铺垫，避免网络投资的二次浪费。（6）LTE 技术拥有低时延、QoS保障机制、流量分配管理等功能，通过OFDM、MIMO等多种关键技术，实现更快的数据速率、更高的小区容量，能够更好地支持高速数据与多媒体业务，在农村宽带覆盖建设上应用潜力巨大。劣势：（1）无线设备为有源设备，需要依赖电源的稳定供应，且需要放置于用户家中，维护不易；（2）受TD-LTE频点资源限制，用户的带宽后期提升有限；（3）单个LTE基站所容纳宽带用户需要进行限制，避免过多地占用基站的带宽资源，限制了用户的大规模发展；（4）TD-LTE的资费与现有的4G手机上网资费存在不一致，需要进行调整和限制。

四、TD-LTE在农村宽带覆盖建设

TD-LTE在农村宽带覆盖建设组网思路是，采用TD-LTE+CPE的无线接入方式建设。其中CPE设备部署于农村用户家中，上行通过无线的方式接入就近的LTE宏基站，完成信号回传，下行采用网线或WiFi的方式与用户家中设备相连，提供宽带服务。其主要建设方案如下：

1、基站站址选择。选择合理站址非常重要，应遵循以下原则：（1） 满足覆盖和容量要求。在充分考虑基站的有效覆盖范围和用户密度分布，保证重要区域和用户密集区的覆盖，选择适当的基站站型、站间距离和天线类型，合理配置基站载频数量，充分考虑TD-LTE网络和现有2G/3G网络的现状和远期规划，以有利于2G/3G/4G网络间的协调发展;(2)满足网络结构要求。基站站址在目标覆盖区内尽可能平均分布，尽量符合蜂窝网络结构的要求，并尽量选择已有站址；（3）避免周围环境对网络质量产生影响。天线高度在覆盖范围内基本保将一致、不宜过高，且要求天线主瓣方向无明显阻挡物；（4）新建基站时，站址应选在交通方便，有市电可用、环境安全的地方，避免在大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近建站，新建基站应远离茂密树林以减少信号的衰落。

2、天线配置方案。主要采用18dBi的高增益天线，系统允许最大路损耗相对于15dBi天线提升到3dB，覆盖半径最大可以提升120%。

3、站型配置方案。在农村建设TD-LTE无线网络宽带站点的初期，可采用1个20MHz带宽载波，后期根据用户发展情况和载频聚合技术成熟情况进行扩容 。

4、时隙配置方案。时隙转换点可以灵活配置是TD-LTE系统的一大特点，非对称时隙配置能够适应不同业务上下行流量的不对称性，以提高频谱利用率。如果基站间采用不同的时隙转换点，会带来交叉时隙的干扰，因此在TD-LTE网络规划建设时，应利用地理环境隔离、异频或关闭中间一层的干扰时隙等方式来避免交叉时隙干扰。对于农村TD-LTE无线宽带站点，原则上建议全部采用DL:UL为3:1的时隙配置，特殊子帧配比使用3:9:2。

5、传输带宽配置方案。TD-LTE系统对机房的传输条件要求较高，按照单小区1个20MHz带宽载波，单小区对S1/X2接口的带宽要求为平均传输带宽为80，峰值传输带宽240。

6、CPE解决方案。采用TD-LTE+CPE无线方式进行农村宽带覆盖时，由于在农村需要网络覆盖的范围，较普通的TD-LTE网络覆盖范围大，下行可通过高增益天线解决，上行则需要通过室外型增益CPE来提升上行发射功率。

五、结语

总之，利用TD-LTE在农村进行宽带覆盖建设，是一项技术先进、运维便利、社会效益明显的通信扶贫工程。同时，在农村推进宽带覆盖建设时，应充分利旧现有资源，并综合考虑农村地区业务情况、工程建设维护成本、建设周期、投资效益等因素，而采用TD­LTE进行农村宽带覆盖建设，无疑是一种切实可行的有效解决方案。

【参考文献】：

[1]王令侃 林晓轩.TD—LTE传输承载方式分析[J]移动通信.2011（21）

[2]廖露华 刘晓雷 郭天科 李觐.农村无线宽带建设方案研究[J]通信与信息技术.2014(03)