【摘要】 文章對TD-LTE FD混合組網(wǎng)進行研究，通過F/D覆蓋性能和網(wǎng)絡指標對比、組網(wǎng)方案、用戶駐留策略和互操作策略、以及混合組網(wǎng)的應用，全面了解F/D的組網(wǎng)能力，以指導今后TD-LTE網(wǎng)絡規(guī)劃建設。

【關鍵詞】 混合組網(wǎng) 性能 策略 TD-LTE

一、引言

目前，TD-LTE網(wǎng)絡宏站主要能使用的頻段為F（1880-1920）頻段和D（2500-2690）頻段，其中大多數(shù)城市以TD-S同頻演進的F頻段單載波組網(wǎng)為主，通過不斷的優(yōu)化，完善網(wǎng)絡性能，但仍存在較多高干擾區(qū)域，使用常規(guī)優(yōu)化手段已無法解決，需D頻段站點插花降低干擾。同時，部分基站活躍用戶數(shù)較多，而戶均流量較低，已出現(xiàn)容量問題，有必要對這些基站進行擴容，引入D頻段已是迫在眉睫。

二、F/D組網(wǎng)性能對比

2.1 覆蓋能力

通過F頻段和D頻段試驗網(wǎng)覆蓋能力實測對比，在室外F頻段比D頻段強3～5dB，室內穿透能力高5～8DB，在覆蓋方面F頻段比D頻段有明顯的優(yōu)勢。僅考慮室外覆蓋上和F達到相同水平，D頻段的基站密度應該是F頻段的1.4倍以上，如果要考慮深度覆蓋相同，頻段的基站密度應該是F的2.5倍以上。

2.2 網(wǎng)外干擾

TD-LTE的網(wǎng)絡性能主要取決于信號質量SINR，而SINR和網(wǎng)絡外部干擾息息相關，F(xiàn)頻段由于頻率較低，周圍無線系統(tǒng)較多，干擾比較嚴重，如DCS1800、GSM900及PHS系統(tǒng)間互干擾。D頻段相對較為干凈，周圍頻率目前沒有系統(tǒng)使用，幾乎沒有帶外的頻率干擾。

三、F/D混合組網(wǎng)策略分析

3.1 F/D混合組網(wǎng)方案分析

常見的F/D混合組網(wǎng)方式有兩種：F/D分區(qū)建設和F/D雙層建設。

其中F/D分區(qū)建設是部分區(qū)域以F頻段連續(xù)覆蓋為要求，另一部分區(qū)域以D頻段連續(xù)覆蓋為要求，兩個區(qū)域均以同頻組網(wǎng)方式進行。這種建設方式的優(yōu)勢在于：F頻段覆蓋的區(qū)域深度覆蓋更好一些，而D頻段覆蓋的區(qū)域容量更有保證；劣勢則是F頻段覆蓋區(qū)域的容量有風險，D頻段覆蓋區(qū)域的深度覆蓋存在風險。

F/D雙層建設是同一片區(qū)域既以D頻段連續(xù)覆蓋為要求，同頻組網(wǎng)方式進行建設；又以F頻段連續(xù)覆蓋為要求，同頻組網(wǎng)方式進行建設。該方案的優(yōu)勢是既能保證容量，又能兼顧覆蓋，缺點在于投資較大，建網(wǎng)周期長，對傳輸資源的要求高。

結合未來網(wǎng)絡發(fā)展的需求，建議優(yōu)選F/D雙層建設。

3.2 F/D混合組網(wǎng)用戶駐留策略和互操作策略

F/D混合組網(wǎng)TD-LTE網(wǎng)絡中，選擇合理的用戶駐留策略和互操作策略對用戶感知和網(wǎng)絡負荷至關重要。其中用戶駐留策略分為F頻段優(yōu)先、D頻段優(yōu)先、和同等優(yōu)先級三種：

表1 F/D組網(wǎng)策略

重選策略方案優(yōu)點缺點

F頻段優(yōu)先設置小區(qū)選擇重選頻率F頻段優(yōu)先F頻段覆蓋連續(xù)的情況下，終端穩(wěn)定駐留F，不會出現(xiàn)在F頻段和D頻段之間乒乓重選問題，終端省電，接入成功率高，接入時延低用戶駐留到F頻點，用戶上量后，需要使用負載均衡策略

D頻段優(yōu)先設置小區(qū)選擇重選頻率D頻段優(yōu)先在D非連續(xù)覆蓋的情況下，大部分中心用戶駐留D頻段，邊緣用戶駐留F頻段D頻段邊緣用戶容易出現(xiàn)乒乓重選問題，影響接入時延和成功率

F和D頻段同等，隨機駐留不設置小區(qū)選擇重選頻率優(yōu)先級，終端根據(jù)測量隨機選擇根據(jù)F/D接收電平，用戶選擇信號好的頻段駐留，網(wǎng)絡不硬性指配駐留頻段由于信號波動，會出現(xiàn)乒乓重選問題，影響接入時延和成功率

由于目前現(xiàn)網(wǎng)F頻段連續(xù)覆蓋，而D頻段不連續(xù)覆蓋，在網(wǎng)絡側采用了用戶優(yōu)先駐留F頻段的策略，保證接入時延和成功率，節(jié)約終端耗電。即終端空閑態(tài)時，優(yōu)先駐留F頻點，減少重選和切換。 終端連接態(tài)時，綜合用戶位置、干擾及負載因素，充分利用F頻段的覆蓋，D頻段的容量，智能選擇最佳載波，實現(xiàn)最佳用戶體驗。其中考慮位置因素的是基于A1測量選擇用戶切換，目標是D頻段吸收近點用戶，F(xiàn)頻段覆蓋遠點，用戶實現(xiàn)用戶在地里位置分布上的平衡；考慮負載因素的駐留策略是基于小區(qū)負載測量值的切換，目標是將高負載小區(qū)用戶切換至低負載鄰區(qū)，實現(xiàn)用戶在小區(qū)負荷上的平衡；考慮干擾因素是基于小區(qū)干擾測量值的切換，目標是選擇邊緣用戶在F，D頻點上異頻錯開，降低網(wǎng)絡干擾，保障邊緣用戶感知。

經(jīng)過測試， TD-LTE網(wǎng)絡F/D頻段小區(qū)之間，最終確定了使用A2+A4事件進行判決的基于覆蓋的異頻切換互操作策略。其中A1事件是服務小區(qū)的信號高于門限事件，A2事件是服務小區(qū)的信號低于門限事件，A4事件是鄰區(qū)信號高于門限。具體切換流程為：首先終端對服務小區(qū)的測量滿足A2事件，網(wǎng)絡側發(fā)起A4測量，終端測量異頻鄰區(qū)的信號滿足A4事件后，觸發(fā)網(wǎng)絡側發(fā)起異頻切換，如果終端測量服務小區(qū)滿足A1事件，網(wǎng)絡側停止A4測量，并重新下發(fā)A2測量。

四、F/D混合組網(wǎng)關注點

4.1 天饋配置

現(xiàn)網(wǎng)絕大部分天線均不支持D頻段，如要建設D頻段TD-LTE網(wǎng)絡，就必須進行天饋改造，根據(jù)每個基站天面空間資源的各異，目前建設F/D混合組網(wǎng)網(wǎng)絡的天饋改造方案主要有三種。

D頻段新建獨立天饋，F(xiàn)頻段和原有TD天線合路：從網(wǎng)絡性能來說，該方案是首選方案，網(wǎng)絡性能最佳，且F/D/TDS/GSM的建設和優(yōu)化互不影響，但目前大量站點，尤其是核心城區(qū)的站點，天面空間資源非常緊張，協(xié)調難度和施工難度也最大，施工工期長。

將原TDS天線替換成FAD合路天線，TD/F/D共天饋：改方案的優(yōu)點在于不需要新的空間資源，適用于空間緊張的環(huán)境，缺點在于三個不同網(wǎng)絡共天饋帶來了協(xié)同優(yōu)化難題。

D頻段和GSM天線合路，F(xiàn)頻段和TD共用一根天線：這種方案的優(yōu)點在于空間需求量最小，且雙通道天線技術成熟，有大量優(yōu)質產(chǎn)品可選。缺點在于D頻段無法再使用波束賦型，且失去了8通道天線的上行增益。

4.2 傳輸資源

單獨F頻點TD-LTE基站所需保障傳輸帶寬就高達80M，F(xiàn)/D站點的保障帶寬需要達到160M，匯聚層無法通過簡單升級來滿足業(yè)務發(fā)展需求，是當前城域傳送網(wǎng)的最大瓶頸。

五、F/D雙層組網(wǎng)應用

某市在一定的區(qū)域采用F/D雙層混合組網(wǎng)，測試的RSRP值由-80.84dBm提升到-79.86dBm，RSRP ≥ -100dBm

表2 F/D傳輸資源

網(wǎng)絡層次網(wǎng)絡模型（近期->遠期）LTE平均F單站帶寬（近期->遠期）LTE平均F/D單站帶寬（近期->遠期）單個環(huán)路所需要帶寬

匯聚層每個環(huán)路包含4個匯聚節(jié)點，每個匯聚節(jié)點承載30個基站->每個匯聚節(jié)點承載60個基站80M->200M160M->400M20G->96G

接入層每個環(huán)路承載8個基站->每個環(huán)路承載15個基站80M->200M160M->400M1.2G->6G

占比由94.23%提升到95.1%，覆蓋率由92.68%提升到93.05%；RINR值由12.1提升到13.2，SINR ≥ -3dB占比由97.56%提升到98.3%，下載速率由32.7M提升到了39.6M，用戶感知增加。此外，基站容量翻倍，為后期4G用戶大幅提升做好準備。

圖3 F/D混合組網(wǎng)前后RSCP測試結果

圖4 F/D混合組網(wǎng)前后SINR測試結果

六、結束語

通過F/D混合組網(wǎng)的分析及應用效果，采用該組網(wǎng)方式可以降低干擾，提高TD-LTE網(wǎng)絡性能與容量，降低干擾，同時給出網(wǎng)絡規(guī)劃、優(yōu)化及工程建設的建議。