TD—LTE在D頻段和F頻段的覆蓋能力差異

吳炯翔

【摘要】 本文主要列舉了TD-LTE在覆蓋的幾種典型場景，并根據(jù)D頻段和F頻段的物理特性，就其在不同情景中的能力差異作簡單分析。

【關鍵字】 TD-LTE D頻段 F頻段 覆蓋能力

一、概述

隨著我國4G牌照的發(fā)放，TD-LTE在頻段選擇上以D頻段還是以F頻段為主的爭論日趨激烈。本文將對D頻段和F頻段的覆蓋能力差異做出技術(shù)分析，并就不同場景下的應用提出建議，望能對TD-LTE頻段選擇做出參考。

二、可用頻段分析

在全球已經(jīng)運營的LTE網(wǎng)絡中，D頻段（2.6G附近的頻率資源）是國際運營商采用的主流LTE頻段。中移動目前擁有D頻段的50MHz帶寬和F頻段的20MHz，可使用情況如下：F頻段與TD-SCDMA共用1880～1915 MHz頻段（其中1900～1915MHz頻段在小靈通退網(wǎng)前不可用）；D頻段獨立采用2.6GHz頻段（2570～2620MHz）。

由此，D頻段帶寬大于F頻段，頻率資源較F波段寬裕。

三、TD-LTE各頻段覆蓋范圍比較分析

3.1空間衰耗分析

1. 自由空間損耗分析

自由空間傳播模型：PL =32.44+20lgd +20lgf

在覆蓋距離相等即D相同時：

PLD- PLF=20lgfD-20lgfF=2.8dB

2. Cost231模型傳播模型分析

對于密集城區(qū)場景，

PL=46.3+33.9*lgf-13.82*lg（HBS）+（44.9-6.55*lg（HBS））*lgd-a（HSS）+Cm

PLD- PLF=5.4dB

綜上所述，F(xiàn)頻段由于頻率低、波長長，其空間損耗小于D頻段、覆蓋范圍比D頻段有優(yōu)勢。其覆蓋半徑約為D 頻段1.64 倍，按覆蓋相同面積原則進行折算，F(xiàn)頻段需要站點數(shù)僅為D 頻段站點數(shù)的43%。[1]

3.2繞射、穿透衰耗分析

1. 繞射衰耗分析

根據(jù)中國移動對D頻段及F頻段對比測試數(shù)據(jù)：

在路徑上有高大建筑阻擋時，F(xiàn)頻段的繞射衰落相比D頻段覆蓋電平強5dB左右，對應吞吐率提升10Mbit/s左右。

2.穿透衰耗分析

根據(jù)中國移動對D頻段及F頻段對比測試數(shù)據(jù)：

在穿透玻璃時，F(xiàn)頻段穿透損耗較D頻段小5dB左右，對應的吞吐率提升10Mbit/s左右；[2]在穿透隔墻時，F(xiàn)頻段穿透損耗較D頻段小10dB左右，對應的吞吐率提升27Mbit/s左右。[2]綜上所述，F(xiàn)頻段在繞射和穿透特性上都優(yōu)于D頻段，對于深度覆蓋的優(yōu)勢大于D頻段。

3.3綜合分析

F頻段在覆蓋范圍、繞射損耗還是穿透損耗方面都優(yōu)于D頻段。但在同等帶寬，不同場景下F頻段覆蓋范圍對于D頻段的優(yōu)勢程度卻不盡相同。

對覆蓋半徑大于400米的城郊郊縣地區(qū)，F(xiàn)頻段相對于D頻段傳播損耗、穿透損耗相對較小，可減少站點密度，節(jié)省50%左右的新建基站數(shù)。

對市區(qū)或密集城區(qū)，D頻段0.28公里的覆蓋半徑（即站距560m）已能滿足移動在城區(qū)500米不到的站距密度要求，F(xiàn)頻段相對于D頻段的優(yōu)勢不明顯。

此外，F(xiàn)頻段相對于D頻段的深度覆蓋優(yōu)勢在密集城區(qū)的高密度建筑群阻擋面前也無法替代E頻段室內(nèi)覆蓋，與D頻段相比沒有本質(zhì)區(qū)別。

四、TD-LTE各頻段干擾分析

4.1 F頻段

F頻段與其他系統(tǒng)的干擾主要有：1、F頻段與TD-SCDMA系統(tǒng)存在鄰頻干擾，現(xiàn)有TD-S網(wǎng)絡設備在F頻段阻塞能力不足。2、F頻段低端被DCS（GSM1800MHz頻段）三階互調(diào)干擾、雜散干擾。3、F頻段高端對CDMA2000系統(tǒng)造成干擾，需F頻段退5M使用。4、F頻段在PHS系統(tǒng)退網(wǎng)前與其不同程度的鄰頻干擾。5、F頻段被GSM900MHz頻段老化器件產(chǎn)生的二次諧波干擾。

4.2 D頻段

由于D頻段獨立使用2.6GHz頻段，與其他系統(tǒng)間無明顯影響。

4.3 綜合分析

F頻段干擾源多、干擾類型多樣，在無線環(huán)境復雜的城區(qū)及密集城區(qū)網(wǎng)絡優(yōu)化難度大，不但自身無法獲得理想網(wǎng)絡性能，更會對已有網(wǎng)絡產(chǎn)生惡化效果。D頻段由于頻段獨立，對現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)幾乎不產(chǎn)生影響，抗干擾優(yōu)勢明顯。

五、總結(jié)

綜上所述，雖然F頻段在覆蓋距離和深度上比D頻段占些優(yōu)勢，但在頻譜帶寬資源、對其他系統(tǒng)的互相干擾方面都和D頻段差距較大。F頻段宏站更適用于覆蓋范圍廣，無線環(huán)境較干凈、干擾源少的城郊及郊縣地區(qū)。能大幅減少新建站投資、降低建設難度。D頻段宏站則更適用于同E頻段室內(nèi)覆蓋站配合使用在無線環(huán)境復雜、站距較短的城區(qū)及密集城區(qū)?？沙浞掷f原有宏站資源，極大減少網(wǎng)絡優(yōu)化難度，充分吸收業(yè)務量。從長遠發(fā)展來說，仍具有頻譜擴展余地也是D頻段TD-LTE向國際推廣的資源優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 胡恒杰 趙旭凇等.TD-LTE 無線網(wǎng)絡規(guī)劃若干問題探討.電信技術(shù)，2010（10）

[2] 熊宙實 王群勇等.TD-LTE D頻段和F頻段對比測試分析.電信技術(shù)