TD―LTE Relay网络规划研究

【摘要】首先介绍了TD-LTE Relay的引入背景和支持TD-LTE Relay的网络结构，然后分析了TD-LTE Relay回传链路的子帧配置原则和TD-LTE Relay与其他各系统的空间隔离距离，最后从频率配置、场景选择、干扰控制、天线高度、天线形态5个方面阐述了TD-LTE Relay的站点选择原则。

【关键词】TD-LTE Relay 规划

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2015.xx.xxx 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2015）03-

引用格式：符立涛，张建国，黄正彬. TD-LTE Relay网络规划研究[J]. 移动通信， 2015，39（x）： xx-xx.

Research on TD-LTE Relay Network Planning

FU Li-tao1， ZHANG Jian-guo2， HUANG Zheng-bin3

（1.China Tower Guangxi Co.， Ltd.， Nanning 530022， China；

2.Huaxin Consulting Co.， Ltd.， Hangzhou 310014， China；

3.China Mobile Group Guangxi Co.， Ltd.， Nanning Branch， Nanning 530022， China）

[Abstract] The background of TD-LTE Relay and the network structure supporting TD-LTE Relay are introduced firstly in this paper. Then， the sub-frame configuration principle of TD-LTE backhaul link is analyzed. Finally， from the aspects of frequency configuration， scene selection， interference control， antenna height and antenna form， site selection principle for TD-LTE Relay is expounded.

[Key words] TD-LTE Relay planning

1 引言

LTE是一个数据网络，为了给用户提供更高的速率，需要更高的SNR。通过增加基站密度可以提高SNR，但是基站站址的选择难度日益增加，且需要有线回传网络。而直放站仅能改善覆盖，不能提高SNR，因而不能增加容量。Relay基站通过减少终端与Relay之间的距离以提高SNR，这样既可以增加容量，又可以改善覆盖，因此Relay基站成为运营商建设分层网络的可选方案之一。

相比于传统宏蜂窝基站，Relay基站不需要有线回传网络，节约了部署时间。相比于直放站，Relay基站不放大噪声和干扰，因此可以用于低SNR环境。由于基站与Relay之间以及Relay与终端之间可以独立地进行速率控制（自适应调制和编码）和调度，因此可以根据基站与Relay之间以及Relay与终端之间的信道条件，分别选择合适的编码方式、调制方式，以便给用户提供更高的速率。

Relay的缺点是解码-再编码的操作导致时延较大，其时延比直放站至少多1个子帧的时长，即1ms。

2 TD-LTE Relay结构

支持Relay的网络结构如图1所示，Relay Node（RN，中继节点）与Donor eNodeB（DeNB，宿主基站）之间包括S1、X2和Un接口。宿主基站在Relay和其它网络节点之间提供功能，该功能包括UE专用的S1和X2信令信息以及与Relay、其它网络节点的S1和X2的GTP数据包。从Relay角度看，宿主基站就像1个MME（对于S1-MME接口）、1个eNodeB（对于X2接口）、1个S-GW（对于S1-U接口）。

图1 支持Relay的网络结构

基于所使用的频谱来划分，Relay可以分为带内（in-band）和带外（out-of-band）这2种情况。带内Relay是指eNodeB和Relay之间的回传链路（Backhaul Link）与Relay和终端之间的接入链路（Access Link）共享相同的载波频率。带外Relay是指回传链路和接入链路使用不同的载波频率。

对于带外Relay，由于回传链路和接入链路使用不同的频率，2条链路的隔离度已经足够大，因此回传链路和接入链路可以同时被激活，即Relay可以在2条链路上进行双工操作。带外Relay不需要宿主基站空中接口的增强，宿主基站的空中接口是R8版本即可支持带外Relay，但是带外Relay需要的频率资源较多。

对于带内Relay，回传链路和接入链路使用相同的载波频率，2条链路同时激活会造成很大干扰，因此回传链路和接入链路在时间域上分别传输以避免干扰。带内Relay需要宿主基站空中接口的增强，宿主基站的空中接口必须是R10及以上版本才可支持带内Relay。

3 TD-LTE Relay回传链路子帧配置的选择原则

考虑到对R8版本终端的兼容问题，带内Relay采用MBSFN子帧实现eNodeB-Relay-UE通信，且回传链路和接入链路支持在同一帧上。TD-LTE的子帧0、1、5、6不能用于MBSFN子帧。

针对TD-LTE，为了与R8版本的调度授权和HARQ保持一致的定时关系，只有某些特定的子帧可以用于回传链路，TD-LTE支持的回传链路子帧配置如表1所示：

目前中国移动部署的TD-LTE采用上下行子帧配置1（2：2）或者2（1：3），因此回传链路的子帧配置可以采用0-10。为了与宿主基站的上下行子帧配置相一致，对于上下行子帧配置1，建议回传链路的子帧配置采用0、1或者4；对于上下行子帧配置2，建议回传链路的子帧配置采用9或者10。

4 TD-LTE Relay与其它各系统的干扰分析

TD-LTE宏基站与其它各系统的干扰协调分析参见文献5。TD-LTE Relay与其它各系统的干扰协调分析方法类似，TD-LTE Relay与TD-LTE宏基站的干扰分析主要差别如下面的叙述。

在计算杂散干扰时，TD-LTE Relay作为干扰系统，其在扰系统GSM、DCS、CDMA频带内的杂散干扰水平要求不高于-61dBm/100kHz；在扰系统WCDMA、TD-SCDMA频带内的杂散干扰水平要求分别不高于-52dBm/1MHz、-49dBm/1MHz。

在计算阻塞干扰时，TD-LTE Relay作为干扰系统，其最大发射功率不超过30dBm。其它系统作为干扰系统，在TD-LTE频带内的发射电平限制是-6dBm/20MHz。

TD-LTE Relay与其它各系统的干扰要求和隔离度如表2所示：

部署在同一区域的TD-LTE Relay基站与TD-SCDMA基站以及其它运营商的TD-LTE基站在定时上是同步时，其空间隔离距离不受表3的限制。

5 中国移动TD-LTE Relay的站点选择原则

根据TD-LTE Relay与其他系统的干扰分析，建议中国移动TD-LTE Relay的站点选择原则如下：

（1）频率配置

由于中国移动目前部署的TD-LTE基站是R8或者R9版本，只能部署带外Relay。建议TD-LTE Relay同时支持F频段（1 880―1 900MHz）和D频段（2 575―2 635MHz），回传链路与宿主基站的频率相一致，接入链路与回传链路使用不同的频段或者同一频段（D频段）内的不同频点。

（2）场景选择

TD-LTE Relay建议部署在宏蜂窝网络信号强度的中远点，最大化TD-LTE Relay覆盖，充分利用TD-LTE Relay提升容量。

因为TD-LTE Relay不支持切换，TD-LTE Relay不能部署在宏蜂窝与宏蜂窝的边界重叠区域，否则会导致TD-LTE Relay频繁搜索宿主基站信号，无法正常工作。

（3）干扰控制

TD-LTE Relay不应该大面积成片连续部署，同频干扰难以控制。

由于信号在街道传播具有“波导效应”，为防止信号沿街道传播太远而导致不必要的干扰，TD-LTE Relay天线主瓣方向建议对着街边建筑物，避免对准街道。

TD-LTE Relay采用定向天线时，天线主瓣方向不要与邻区主瓣方向正对，减小同频干扰。

（4）天线高度

对挂杆/挂墙安装的TD-LTE Relay，建议天线高度5～10m，天线高出一般公交车高度，避免公交车遮挡影响TD-LTE Relay的覆盖性能，同时低于TD-LTE Relay周围建筑物高度，避免对非覆盖区域的建筑物高层造成干扰。

对安装在街边的TD-LTE Relay，高度一般为2m左右，避免部署在大型车辆频繁经过或停靠的区域，保持TD-LTE Relay覆盖范围的稳定性。

（5）天线形态

对挂墙或安装位置距离墙较近的TD-LTE Relay，优先使用外置定向天线；需要部署一体化基站时，采用内置定向天线。

挂杆安装的TD-LTE Relay，覆盖目标是四周区域时，可采用外置全向天线。有明确覆盖目标时，采用定向天线，有利于控制信号的传播范围。

6 结束语

TD-LTE Relay不需要有线回传网络，部署迅速，必将成为中国移动建设分层网络的重要手段之一。建议中国移动小规模部署TD-LTE Relay以积累运营经验，待TD-LTE Relay产品成熟且宏基站网络完善后适度部署TD-LTE Relay。

参考文献：

[1] 3GPP. 3GPP TS 36.104 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）； Base Station （BS） radio transmission and reception[S]. 2011.

[2] 3GPP. 3GPP TS 36.116 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）； Relay radio transmission and reception[S]. 2013.

[3] 3GPP. 3GPP TS 36.300 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA） and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（E-UTRAN）； Overall description； Stage2[S]. 2010.

[4] Erik Dahlman， Stefan Parkvall， Johan Skold. 4G：LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband[M]. Academic Press， 2011.

[5] 肖清华，朱东照. 共建共享模式下TD-LTE与其它系统的干扰协调[J]. 移动通信， 2011（6）： 23-27.