4G網(wǎng)絡(luò)天饋線系統(tǒng)性能與建設(shè)策略研究

1、4G網(wǎng)絡(luò)天饋線系統(tǒng)性能與建設(shè)策略研究中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 無線所二一三年十一月提綱 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 1 頁 1建設(shè)原則建設(shè)策略及性能分析2天饋線系統(tǒng)及產(chǎn)品現(xiàn)狀3天饋線系統(tǒng)建設(shè)方案4建設(shè)原則 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 2 頁4G網(wǎng)絡(luò)天饋線建設(shè)應(yīng)以優(yōu)先保證網(wǎng)絡(luò)性能的主要目標(biāo)，兼顧工程等其他因素選擇建設(shè)方案。宏基站以8通道天線為主，2通道天線主要用于建設(shè)條件受限、網(wǎng)絡(luò)覆蓋及干擾規(guī)避要求低的特定場景，在高鐵覆蓋等特殊場景優(yōu)先使用高增益2通道天線。4G網(wǎng)絡(luò)天饋線建設(shè)應(yīng)與現(xiàn)有天饋線系統(tǒng)協(xié)同考慮，避免對現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯影響，并考慮網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展的需求。采用合路建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮擬

2、合路系統(tǒng)覆蓋需求的一致性。降低合路天線對后續(xù)維護(hù)優(yōu)化工作的影響和限制。對于合路建設(shè)比例較高的場景，應(yīng)通過仿真等方式分析對現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)性能的影響。天線性能指標(biāo)應(yīng)滿足中國移動(dòng)企標(biāo)相關(guān)要求，并優(yōu)先選擇性能指標(biāo)較好的天線產(chǎn)品。在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量的前提下，針對一些特殊場景或本原則未包括的建設(shè)類型，可以探索引入創(chuàng)新解決方案。提綱 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 3 頁 1建設(shè)原則建設(shè)策略及性能分析2天饋線系統(tǒng)及產(chǎn)品現(xiàn)狀3天饋線系統(tǒng)建設(shè)方案4 雙極化 單極化八通道常規(guī)天線現(xiàn)網(wǎng)天饋系統(tǒng) 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 4 頁TD-SCDMA天饋系統(tǒng)現(xiàn)狀F+AFA場景1-1F+AAF合路器場景1-2F+A/AA

3、場景1-3雙通道常規(guī) 雙通道小型化其他類型天線AA場景1-4雙極化寬頻天線TDS場景2-1雙極化寬頻天線TDS場景2-2GSM/DCS小型天線TDS場景2-3TDS場景2-4小型天線GSM/DCS注：TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)還存在極少量的盲插天線GSM天饋系統(tǒng)現(xiàn)狀雙通道常規(guī)天線：GSM獨(dú)立、DCS獨(dú)立、GSM與DCS共用。其他類型天線：小型化的雙通道天線4G一期工程集采主設(shè)備類型 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 5 頁本期工程廣泛使用的主設(shè)備包括：F頻段8通道設(shè)備D頻段8通道設(shè)備E頻段2通道設(shè)備局部應(yīng)用的硬件設(shè)備包括：F頻段2通道設(shè)備D頻段2通道設(shè)備特殊場景可能使用的硬件設(shè)備包括：一體化微站、分

4、布式微RRU、Nanocell、Relay站、PicoRRU、天線RRU一體化設(shè)備、單通道FAE RRU設(shè)備、雙通道FAD RRU設(shè)備等。4G一期工程集采天線類型 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 6 頁天線名稱本次集采簡稱端口必須支持的頻段智能天線（支持FA頻段）FA天線N型1組每組9個(gè)F、A 智能天線（支持D頻段）D天線N型1組每組9個(gè)DFA/D內(nèi)置合路器智能天線集束2組每組2個(gè)第一組端口F、A 第二組端口D 17dBi寬頻雙通道天線雙通道天線DIN型1組每組2個(gè)F、A 、D 17dBi雙通道雙頻獨(dú)立電調(diào)天線（支持手動(dòng)調(diào)節(jié)，對RCU不作要求）雙通道雙頻獨(dú)立電調(diào)天線DIN型2組每組2個(gè)第一組

5、端口DCS、F 、A 、D 第二組端口DCS、F 、A 、D 注1：在主設(shè)備廠提供的產(chǎn)品庫、配置清單和報(bào)價(jià)表中，“17dBi寬頻雙通道天線”被視為兩種天線： “17dBi寬頻雙通道天線（支持F頻段）”、 “17dBi寬頻雙通道天線（支持D頻段）”注2：在主設(shè)備廠提供的產(chǎn)品庫、配置清單和報(bào)價(jià)表中， “17dBi雙通道雙頻獨(dú)立電調(diào)天線”被稱為“17dBi雙通道雙頻獨(dú)立電調(diào)天線（支持DCS、F頻段）”其他4G工程相關(guān)天線類型 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 7 頁天線名稱簡稱支持頻段天線類別產(chǎn)業(yè)狀態(tài)GSM/DCS雙頻雙極化天線GSM雙頻天線GSM、DCS企標(biāo)，集采成熟FA/D可獨(dú)立電調(diào)智能天線獨(dú)立

6、電調(diào)智能天線F、A、D企標(biāo)，非集采TDD及WLAN系統(tǒng)雙極化天線設(shè)備規(guī)范不成熟2013年集采測試中，均不合格。后續(xù)研發(fā)測試中，個(gè)別產(chǎn)品合格。小型化智能天線F、A、D較成熟GSM小型化雙通道天線GSM、DCS非企標(biāo)，非集采成熟支持GSM900系統(tǒng)的雙通道寬頻天線GSM、DCS、F、A、D非企標(biāo)，非集采成熟，國際上廣泛應(yīng)用支持2G系統(tǒng)與FA頻段共用的智能天線GSM、DCS、F、A非企標(biāo)，非集采成熟，TDS網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用通用參數(shù)：頻段、端口、下傾角等電氣類參數(shù)：端口隔離度、駐波比、互調(diào)抑制度等輻射類參數(shù)：對方向圖的要求，直接影響RSRP、RS-SINR的分布，進(jìn)而影響吞吐量。主要包括： 中國移動(dòng)通信集團(tuán)

7、設(shè)計(jì)院有限公司第 8 頁天線關(guān)鍵參數(shù)輻射參數(shù)單元波束單元波束增益前后比廣播波束水平面半功率波束寬度廣播波束增益波束60邊緣功率下降交叉極化比（軸向）前后比上旁瓣抑制業(yè)務(wù)波束0指向波束增益0指向波束水平面副瓣電平60指向波束水平面副瓣電平0前后比（dB）集采天線關(guān)鍵參數(shù)廣播業(yè)務(wù)0度業(yè)務(wù)60度集采天線技術(shù)要求提綱 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 9 頁 1建設(shè)原則建設(shè)策略及性能分析2天饋線系統(tǒng)及產(chǎn)品現(xiàn)狀3天饋線系統(tǒng)建設(shè)方案4場景：密集城區(qū)單小區(qū)，周圍19個(gè)基站開啟方法：法線方向拉遠(yuǎn)，記錄斷鏈點(diǎn)距離及其相關(guān)參數(shù)，對比2/8天線覆蓋能力測試條件測試結(jié)果匯總下行業(yè)務(wù)上行業(yè)務(wù)隨機(jī)接入 性能比較2/8通道

8、天線單站拉遠(yuǎn)對比相同類型天線，發(fā)起上/下行UDP業(yè)務(wù)，法線拉遠(yuǎn)距離基本相同；隨機(jī)接入距離均小于斷鏈點(diǎn)距離8天線拉遠(yuǎn)距離大于2天線拉遠(yuǎn)距離，下行平均增益為13.21%，上行平均增益為20.71%（增益=（8天線拉遠(yuǎn)-2天線拉遠(yuǎn)）/2天線拉遠(yuǎn)）在5Mbps速率下，下行平均增益為39%，上行平均增益為44.56%近點(diǎn)：與基站水平距離50米左右（偏差10米）中點(diǎn)：位于小區(qū)半徑的中心位置（偏差10米）遠(yuǎn)點(diǎn)：距離覆蓋邊緣50米左右（偏差10米）統(tǒng)一約定廠商1廠商2廠商3廠商5廠商1廠商2廠商3廠商5廠商2廠商3廠商52/8通道天線RSRP與RS-SINR性能基本相當(dāng)。從吞吐量測試結(jié)果看，在空載場景8通道天

9、線性能略優(yōu)于2通道天線，在加載場景下8通道天線性能明顯優(yōu)于2通道天線。 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 11 頁性能比較2/8通道天線全網(wǎng)覆蓋對比場景：密集城區(qū)中，50個(gè)小區(qū)覆蓋連續(xù)的區(qū)域方法：道路測試，遍歷到50個(gè)小區(qū)，進(jìn)行上/下行業(yè)務(wù)。測試條件90%RSRP平均RSRP90%SINR平均SINR8天線2天線8天線2天線8天線2天線8天線2天線廠商1全網(wǎng)空載-104.5-102.4-87.87-87.464.554.9516.5616.3450%加載-103.6-105.4-87.42-88.830.51-1.1711.3110.5370%加載-103.4-102.2-88.94-88.2

10、5-0.28-1.3610.118.85100%加載-102.1-103.6-87.23-90.91.750.1612.3711.48廠商5全網(wǎng)空載-111.7-107.7-97.22-96.762.713.9514.5914.3350%加載-109.6-112-97.45-98.570.46-0.768.5710.2570%加載-108.38-110-96.7-97.96-2.691.587.711.35覆蓋測試結(jié)果吞吐量測試結(jié)果主要結(jié)論 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 12 頁性能比較小/常規(guī)八通道天線參數(shù)類別單項(xiàng)廠家1廠家2廠家3廠家4小天線單元波束增益最小值（dBi）131414.3

11、13.312.3水平面半功率波束最小值（）57.786.488.794.772.6水平面半功率波束最大值（）101.5118.8114.411585.5前后比最小值（dB）21.22525.12317.8軸向交叉極化比最小值（dB）17.818.419.220.21660交叉極化比最小值（dB）5.911.810.112.75.5廣播波束增益最小值（dBi）15.416.817.116.313.2水平面半功率波束最小值（）76.26764.263.938.9水平面半功率波束最大值（）78.16765.168.369.6垂直面半功率波束最小值（）8.57.68.27.119.3垂直面半功率波束最

12、大值（）8.788.37.620.3軸向交叉極化比最小值（dB）19.424.324.125.82460交叉極化比最小值（dB）11.713.514.216.74.4前后比最小值（dB）28.932.834.229.719.3上旁瓣抑制最小值（dB）18.425.318.215.811.5下部第一零點(diǎn)填充最大值（dB）17.113.318.911.724.2波束60邊緣功率下降最小值（dB）10.79.910.49.610.2波束60邊緣功率下降最大值（dB）11.110.71111.111業(yè)務(wù)0度波束增益最小值（dBi）19.319.62020.118水平面半功率波束寬度最小值（）29262

13、6.225.718.3水平面半功率波束寬度最大值（）29.526.826.826.619水平面副瓣波束電平最小值（dB）15.313.712.81211.5軸向交叉化比最小值（dB）22.520.820.52321.7前后比最小值（dB）37.83638.335.828.4下傾角范圍3.0-3.54.8-5.24.9-6.05.3-5.84.7-5.9業(yè)務(wù)60度波束增益最小值（dBi）15.518.618.519.416.2水平面半功率波束寬度最大值（）32.433.132.932.421.6水平面副瓣波束電平最小值（dB）5.68.37.47.24小天線與大天線比較：與常規(guī)大天線相比，小天線

14、下列指標(biāo)較差：增益： 差23dB覆蓋距離小前后比：差611dB鄰小區(qū)干擾60交叉極化比：差9dB 分集增益差垂直面半寬：大11 干擾VS結(jié)果分析：小型化天線關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)惡化，可能導(dǎo)致覆蓋、干擾等問題，會(huì)給網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量帶來一定風(fēng)險(xiǎn)。天線暗室抽測數(shù)據(jù) 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 13 頁性能比較小/常規(guī)八通道天線下傾角設(shè)置仿真分析主要結(jié)論13度下傾角，此時(shí)大天線的性能相比10度下傾性能已經(jīng)變差相同13度大下傾，與大天線對比，小天線此時(shí)發(fā)揮了垂直波瓣寬的優(yōu)勢，其RSRP更好，但是其RS-SINR卻遠(yuǎn)差于大天線下的性能與大天線最優(yōu)的10度下傾角相比，小天線RSRP與RS-SINR均差注：在大下傾角條

15、件下，小天線的邊緣RSRP有可能會(huì)好，但其RS-SINR比大天線差仿真條件基本情況F頻段宏基站19個(gè)，站間距500米，站高30米傳播模型：城區(qū)模型， 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 14 頁性能比較小天線插花使用性能仿真分析插花比例在5%左右時(shí)，RS-SINR性能相比大天線已經(jīng)有所惡化，但是可以滿足SINR大于-3達(dá)到95%的指標(biāo)要求。插花比例在10%左右時(shí)，RS-SINR性能進(jìn)一步惡化，此時(shí)已經(jīng)無法滿足SINR大于-3dB達(dá)到95%的指標(biāo)要求插花比例在15%左右時(shí)，RS-SINR性能進(jìn)一步惡化，下降約7個(gè)百分點(diǎn)小區(qū)邊緣的惡化程度小于小區(qū)中好點(diǎn)的惡化程度主要結(jié)論 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公

16、司第 15 頁共天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)合路方式基于組網(wǎng)需求、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)難度等因素綜合考慮，目前FAD天線主要方式為天線內(nèi)置合路器方式，該方式帶來約0.5dB的插入損耗，覆蓋面積收縮低于5%。對于FA頻段的合路需求目前尚無成熟的產(chǎn)品，在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)，預(yù)計(jì)外部合路方式的差損約0.5dB。主要結(jié)論F+A+D(F)+DTDLF+A（TDL）TDS合路器F+A+D(F)+DTDLF+A（TDL）TDS合路天線內(nèi)置合路器RRU內(nèi)置合路器F+A+D(F)+DTDLF+A（TDL）TDS合路器外置獨(dú)立合路器合路方式 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 16 頁共天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立電調(diào)實(shí)現(xiàn)原理優(yōu)勢：節(jié)省天面，可獨(dú)立優(yōu)化，對鄰

17、區(qū)干擾小。相比于非電調(diào)天線在較高下傾角(510度)情況下，波束畸變小不足：方案設(shè)計(jì)和總體指標(biāo)實(shí)現(xiàn)難度大，成本較高，增益略低。相比普通天線降低11.5dB（合路器損耗約0.5dB，集束接頭加線損約0.5dB，移相網(wǎng)絡(luò)損耗約0.5dB）。電調(diào)天線下傾角不同，則權(quán)值可能不同，而現(xiàn)有權(quán)值管理方案無法根據(jù)角度提供權(quán)值傾角較大時(shí)機(jī)械傾角導(dǎo)致畸變多陣列天線同套振子、兩套移相網(wǎng)絡(luò)，支持雙網(wǎng)獨(dú)立優(yōu)化性能特點(diǎn)產(chǎn)品現(xiàn)狀兩通道產(chǎn)品已成熟，且在集采范圍內(nèi)。八通道產(chǎn)品尚不成熟，且面臨實(shí)現(xiàn)成本高等問題。建設(shè)策略與性能分析 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 17 頁建設(shè)策略分類技術(shù)要點(diǎn)性能對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響建設(shè)成本與難度新址新

18、建獨(dú)立天饋（指因無法共址建設(shè)而新選替換站址）1、新選址應(yīng)滿足網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求優(yōu)無最高共址新建獨(dú)立天饋（常規(guī)八通道）1、新建天饋占用天面資源，應(yīng)統(tǒng)籌考慮后續(xù)新頻段引入后的策略2、天線設(shè)置應(yīng)滿足干擾規(guī)避要求3、對于F可現(xiàn)網(wǎng)升級的RRU存在浪費(fèi)。優(yōu)無高將現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)合路后新建獨(dú)立天饋1、與現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)合路帶來性能惡化，因此應(yīng)綜合評估現(xiàn)網(wǎng)性能余量及工程實(shí)施情況選擇方案。2、新建天饋占用天面資源，應(yīng)統(tǒng)籌考慮后續(xù)新頻段引入后的策略3、天線設(shè)置應(yīng)滿足干擾規(guī)避要求4、對于F可現(xiàn)網(wǎng)升級的RRU存在浪費(fèi)。優(yōu)1、現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋受損2、現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)需聯(lián)合優(yōu)化高與TDS共天饋1、在F同廠家、D建設(shè)場景使用，F(xiàn)異廠家無法實(shí)現(xiàn)合路。2、對于

19、RRU升級場景需關(guān)注功率受限問題。良1、D 建設(shè)場景現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋受損2、需與TDS聯(lián)合優(yōu)化較低共址新建獨(dú)立天饋（如兩通道、小型化等天線）（限制使用）1、因非常規(guī)天線帶來網(wǎng)絡(luò)性能惡化，因此只在網(wǎng)絡(luò)性能余量大，工程實(shí)施難度大的局部站點(diǎn)少量應(yīng)用。2、天線選用應(yīng)盡量選擇性能參數(shù)較好的產(chǎn)品。3、新建天饋占用天面資源，應(yīng)統(tǒng)籌考慮后續(xù)新頻段引入后的策略4、天線設(shè)置應(yīng)滿足干擾規(guī)避要求5、對于F可現(xiàn)網(wǎng)升級的RRU存在浪費(fèi)。差無較高與2G共天饋（限制使用）1、因兩通道天線帶來網(wǎng)絡(luò)性能惡化，因此只在網(wǎng)絡(luò)性能余量大，工程實(shí)施難度大的局部站點(diǎn)少量應(yīng)用。2、需關(guān)注天線的端口隔離度等相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。差1、現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋受損2、

20、需與2G聯(lián)合優(yōu)化較低提綱 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 18 頁 1建設(shè)原則建設(shè)策略及性能分析2天饋線系統(tǒng)及產(chǎn)品現(xiàn)狀3天饋線系統(tǒng)建設(shè)方案4目標(biāo)網(wǎng)天饋線方案 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 19 頁或GSM系統(tǒng)900MGSM1800MDCS900M+1800MGSMDCS或TDS+TDL系統(tǒng)F+AF(L/S)A(S)DD(L)F+AA(S)DD(L)F+AF(L)圖標(biāo)說明：1、天線標(biāo)識F+A指支持FA頻段，D指支持D頻段。2、主設(shè)備標(biāo)識F(L)為TD-LTE系統(tǒng)的F頻段，其他標(biāo)注類似。4G本期工程建設(shè)方案F同廠家 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第 20 頁編號策略建設(shè)條件性能演進(jìn)方案（D頻

21、段擴(kuò)容）優(yōu)先級簡述天饋線RRU1與TDS共天饋共用原寬頻天線升級/替換（原RRU不可升級）原天線為支持F頻段的天線中新增或與F頻段共用天線2更換天線后與TDS共天饋替換為寬頻天線升級/替換（原RRU不可升級）原天線不支持F頻段或單極化中新增或與F頻段共用天線3新增常規(guī)八通道天饋線新建新建具備新增八通道天饋線條件好新增或與F頻段共用FAD寬頻天線4GSM和DCS天饋線合并后新增新建新建原GSM、DCS采用獨(dú)立天饋好與F頻段共用FAD寬頻天線5新選替代站址新建新建具備新站址條件站址偏差不高于站間距的1/4好新增或與F頻段共用FAD寬頻天線6與GSM或DCS系統(tǒng)合路共用/替換后共用新建無差與F頻段共用天線不推薦72G與TDS天饋線合并后新增新建新建原2G與TDS天線可以合并（兩通道/八通道）好與F頻段共用FAD寬頻天線不推薦8新增非常規(guī)天饋線新