王希

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)福建有限公司，福建 福州 350001）

1 引言

在當(dāng)前多網(wǎng)并存的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，LTE建設(shè)面臨著頻譜資源受限、全球頻譜資源碎片化和緊缺等嚴(yán)峻形勢(shì)。靈活地進(jìn)行D/F頻段的網(wǎng)絡(luò)部署，有策略地分階段、按不同側(cè)重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行混合部署方可有效地化解這些難題，從而建設(shè)一個(gè)優(yōu)秀可靠的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。

本文從D/F頻段的性能特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)目前D頻段連續(xù)覆蓋情況下F頻段應(yīng)用的一系列問(wèn)題開(kāi)展研究?；诟＝ㄈ莠F(xiàn)網(wǎng)研究和測(cè)試結(jié)果總結(jié)出LTE網(wǎng)絡(luò)中D/F頻段間的協(xié)同策略和優(yōu)化方法。

2 雙層網(wǎng)組網(wǎng)策略

LTE用戶的吞吐率更大程度上取決于SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信噪比）而不是RSRP（Reference Signal Receiving Power，信號(hào)強(qiáng)度），僅有更大的RSRP并不能帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)，而SINR的提升卻能帶來(lái)吞吐率的大幅度提高。SINR會(huì)受到諸多因素的影響，例如由重疊覆蓋帶來(lái)的系統(tǒng)間干擾、移動(dòng)負(fù)載變化以及外部干擾等，為了最大限度地釋放TDLTE網(wǎng)絡(luò)的潛力，更適合的選擇是在城市地區(qū)部署D頻段，在覆蓋受限的地區(qū)部署F頻段。

當(dāng)前全國(guó)多個(gè)城市LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了D頻段同頻組網(wǎng)連續(xù)覆蓋，但存在局部區(qū)域深度覆蓋不足的問(wèn)題，嚴(yán)重影響LTE網(wǎng)絡(luò)的用戶感知質(zhì)量。理論上，在自由空間傳播模型下，F(xiàn)頻段傳播損耗較D頻段小2.7dB，在室內(nèi)的深度覆蓋上則優(yōu)勢(shì)更大，實(shí)測(cè)在室內(nèi)環(huán)境下F頻段損耗比D頻段小5dB～9dB。因此D+F雙層組網(wǎng)可以作為厚度及深度覆蓋較好的選擇方案，同時(shí)也可為將來(lái)載波聚合做好準(zhǔn)備。

3 雙層網(wǎng)需求分析方法

3.1 需求評(píng)估方法

福建現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)建成D頻段連續(xù)覆蓋網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)階段F頻段主要用來(lái)進(jìn)行深度覆蓋補(bǔ)點(diǎn)，在建設(shè)中主要是針對(duì)深度覆蓋的需求來(lái)進(jìn)行D+F雙層網(wǎng)補(bǔ)點(diǎn)，并在實(shí)際規(guī)劃中提出“二維四象法”模型。

“二維”是指通過(guò)MR采樣點(diǎn)分布和4G流量回流比例兩個(gè)維度將現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)劃分為四個(gè)象限進(jìn)行雙層網(wǎng)部署的評(píng)估，具體如圖1所示。

其中，針對(duì)不同象限的小區(qū)雙層網(wǎng)建設(shè)需求評(píng)估結(jié)果如表1所示：

表1 雙層網(wǎng)建設(shè)需求評(píng)估

3.2 “二維四象法”實(shí)施辦法

基于測(cè)試的結(jié)論，采用商用終端F 頻段在室內(nèi)RSRP整體比D頻段好10.58dB。通過(guò)前臺(tái)測(cè)試及后臺(tái)信令跟蹤驗(yàn)證確認(rèn)RSRP≥-130dBm時(shí)終端能正常上報(bào)MR數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)能正常接收MR數(shù)據(jù)，低于-130dBm時(shí)終端容易脫網(wǎng)。

圖1 雙層網(wǎng)建設(shè)場(chǎng)景劃分

為保證MR數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和有效性，采集前需要根據(jù)D/F頻段的覆蓋差異進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作：

◆通過(guò)前臺(tái)測(cè)試及后臺(tái)信令跟蹤驗(yàn)證確認(rèn)RSRP≥ -130dBm時(shí)終端能正常上報(bào)MR數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)能正常接收MR數(shù)據(jù)，低于-130dBm時(shí)終端容易脫網(wǎng)，將小區(qū)的最小接收電平（Sel_Qrxlevmin）設(shè)置為-140dBm；

◆設(shè)置4G小區(qū)到2G小區(qū)的盲重定向A2（40）門(mén)限為-130dBm，4G小區(qū)到2G小區(qū)的重選（高到低重選）的服務(wù)小區(qū)低門(mén)限為-130dBm，關(guān)閉4G小區(qū)到3G小區(qū)的重選和盲重定向。

完成以上準(zhǔn)備工作后，采集得到的建設(shè)需求數(shù)據(jù)如圖2所示。

4 雙層網(wǎng)參數(shù)策略研究

4.1 雙層網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化總體思路

雙層網(wǎng)的參數(shù)策略包含空閑態(tài)的重選和連接態(tài)的切換，在進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化時(shí)遵循以下幾方面的原則：

◆切換與重選在優(yōu)先級(jí)的使用上保持統(tǒng)一，比如要求重選時(shí)不區(qū)分優(yōu)先級(jí)，只看信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)高低，切換中則采用A3事件。如果重選時(shí)區(qū)分優(yōu)先級(jí)，需要同時(shí)考慮駐留頻點(diǎn)小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度和目標(biāo)頻點(diǎn)小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度，切換中則采用A5事件；

◆切換參數(shù)的設(shè)置與重選參數(shù)有一定的延續(xù)性，以上兩點(diǎn)的使用可以達(dá)到用戶在連接態(tài)時(shí)的分布比例與空閑態(tài)基本一致的效果，并降低用戶空閑態(tài)駐留小區(qū)和連接態(tài)服務(wù)小區(qū)不一致的比例。否則用戶可能剛進(jìn)入連接態(tài)，即觸發(fā)切換，這樣可以更好地控制兩網(wǎng)吸納的用戶數(shù)，并減少不必要的切換。

圖2 建設(shè)需求數(shù)據(jù)采集

4.2 現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化策略

福建現(xiàn)網(wǎng)室外基本為D頻段連續(xù)覆蓋，F(xiàn)站點(diǎn)插花進(jìn)行深度覆蓋，在雙層網(wǎng)覆蓋區(qū)域仍采用以前的單層網(wǎng)組網(wǎng)參數(shù)已不合適，需要進(jìn)行D+F雙層重選及切換參數(shù)策略優(yōu)化。

通過(guò)空閑態(tài)的重選參數(shù)和連接態(tài)的切換參數(shù)來(lái)控制D/F頻段的協(xié)同，在參數(shù)設(shè)置中需要比較兩個(gè)頻段單層網(wǎng)絡(luò)的覆蓋差異，通過(guò)參數(shù)設(shè)置來(lái)達(dá)到理想的分擔(dān)效果。

（1）空閑態(tài)下的D/F重選參數(shù)策略

◆現(xiàn)網(wǎng)宏站D頻段已經(jīng)形成連續(xù)覆蓋，因此D頻段優(yōu)先級(jí)高于F頻段，鼓勵(lì)終端優(yōu)先占用D頻段；

◆為保證用戶發(fā)起業(yè)務(wù)后不立即觸發(fā)切換，切換事件及參數(shù)配置與重選參數(shù)保持一定的繼承性，重選參數(shù)的設(shè)置參考切換參數(shù)；

◆為避免乒乓重選，高優(yōu)先級(jí)高門(mén)限與低優(yōu)先級(jí)低門(mén)限相差4dB，同優(yōu)先級(jí)的重選遲滯設(shè)為4dB。

（2）連接態(tài)下D/F切換參數(shù)策略

◆當(dāng)前的測(cè)量控制門(mén)限以及切換判決門(mén)限均是基于RSRP，優(yōu)化中針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的D/F頻段的實(shí)際覆蓋差異，由用戶的RSRP分布比例來(lái)對(duì)雙層網(wǎng)切換門(mén)限進(jìn)行定標(biāo)；

◆為保證用戶發(fā)起業(yè)務(wù)后不立即觸發(fā)切換，切換事件及參數(shù)配置與重選參數(shù)保持一定的繼承性；

◆為節(jié)省終端功耗，且避免頻繁出現(xiàn)啟動(dòng)或停止異頻測(cè)量，將A 1 門(mén)限設(shè)置為較A 2 高3dB；

◆同頻段內(nèi)和同優(yōu)先級(jí)采 用A 3 事 件，如D 1 和D 2 采 用A3，E1和E2采用A3；

◆對(duì)于A 1、A 2、A 4 或A 5事件，為便于后臺(tái)設(shè)置以及前臺(tái)分析，事件觸發(fā)遲滯統(tǒng)一設(shè)為0dB；異頻鄰區(qū)頻率的特定頻率偏值及異頻鄰區(qū)的特定小區(qū)偏值也統(tǒng)一設(shè)為0dB。

5 現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化驗(yàn)證

5.1 測(cè)試環(huán)境

在清濛德泰路九牧王區(qū)工業(yè)區(qū)選擇5個(gè)連片覆蓋站點(diǎn)，F(xiàn)頻段小區(qū)通過(guò)板件升級(jí)開(kāi)通。調(diào)整F小區(qū)的工參使之與D小區(qū)的工參保持一致，同時(shí)調(diào)整D頻段對(duì)應(yīng)扇區(qū)功率與F頻段的扇區(qū)功率一致。

5.2 測(cè)試方法

測(cè)試方法分為以下步驟：

◆主測(cè)連片D/F頻段小區(qū)開(kāi)啟，周?chē)徯^(qū)D/F頻段連續(xù)覆蓋；

◆對(duì)單F和單D小區(qū)進(jìn)行拉網(wǎng)測(cè)試。空擾情況下，一部LTE終端鎖頻工作在F頻段，之后鎖頻工作在D頻段，最后進(jìn)行FTP下載業(yè)務(wù)。以指定車(chē)速（中速）遍歷測(cè)試區(qū)域80%以上道路；

◆統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出單F和單D小區(qū)RSRP的CDF圖，得出D/F頻段按比例設(shè)計(jì)的參數(shù)配置；

◆設(shè)置切換策略為D 高優(yōu)先級(jí)，切換D->F 采用A2+A5事件，F(xiàn)->D采用A2+A4事件，終端做下行FTP業(yè)務(wù)；

◆在選取區(qū)域進(jìn)行遍歷測(cè)試，測(cè)試路線應(yīng)盡量最大限度遍歷主測(cè)F小區(qū)和D頻段其他小區(qū)，保證終端跨越主測(cè)小區(qū)的切換次數(shù)為10次以上；

◆設(shè)置空閑態(tài)下的D/F重選駐留準(zhǔn)則：采用R準(zhǔn)則，重復(fù)前兩個(gè)步驟。

5.3 D/F頻段覆蓋差異對(duì)比

對(duì)實(shí)際環(huán)境下D/F頻段單網(wǎng)的覆蓋差異情況進(jìn)行分析，從而作為D+F雙層組網(wǎng)相關(guān)參數(shù)設(shè)置的參考。測(cè)試結(jié)果如表2所示：

表2 D/F覆蓋測(cè)試結(jié)果

清濛德泰路九牧王工業(yè)區(qū)域單F與單D基礎(chǔ)網(wǎng)的基本測(cè)試情況：測(cè)試區(qū)域F頻段覆蓋優(yōu)于D頻段覆蓋，F(xiàn)頻段整體平均RSRP比D頻段強(qiáng)約7dB；F頻段SINR比D頻段稍差1.77dB；因F頻段僅配置10MHz帶寬，下載速率低于D頻段。

5.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)定標(biāo)

基于D/F頻段覆蓋差異對(duì)雙層網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行定標(biāo)，在現(xiàn)網(wǎng)中開(kāi)展4種參數(shù)組合實(shí)驗(yàn)，對(duì)比優(yōu)化效果如表3所示。

5.5 測(cè)試結(jié)果

不同參數(shù)組合現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試結(jié)果如表4所示。

從表4可知，D+F雙層組網(wǎng)在室外信號(hào)連續(xù)覆蓋的情況下，通過(guò)不同切換參數(shù)策略的配置，可以靈活控制用戶在D頻段或F頻段的占用比例。從吞吐率上看，受F頻段10MHz帶寬影響，隨著終端占用F頻段比例提升，下載速率呈現(xiàn)下滑趨勢(shì)。

另一方面，從測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，分頻段的RSRPCDF數(shù)據(jù)對(duì)參數(shù)門(mén)限的設(shè)置具有指導(dǎo)意義，現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證中均達(dá)到了策略預(yù)期目標(biāo)。

5.6 網(wǎng)管KPI指標(biāo)對(duì)比

從網(wǎng)管指標(biāo)來(lái)看，不論采取何種策略，RRC建立請(qǐng)求次數(shù)、E-RAB建立請(qǐng)求次數(shù)以及流量均有大幅的增長(zhǎng)。不同的策略對(duì)應(yīng)了D和F雙層網(wǎng)絡(luò)之間的切換、重選門(mén)限，說(shuō)明在當(dāng)前業(yè)務(wù)負(fù)荷較低的情況下，D和F雙層網(wǎng)絡(luò)的門(mén)限設(shè)置對(duì)D和F之間流量的分布影響巨大。各地市可根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)不同的需求采取不同的參數(shù)策略。后續(xù)業(yè)務(wù)量有較大增長(zhǎng)后，可以通過(guò)載波間負(fù)荷均衡來(lái)實(shí)現(xiàn)D和F之間的流量均衡。

6 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前D 頻段網(wǎng)絡(luò)已基本形成連續(xù)覆蓋的情況下，充分利用F頻段的無(wú)線傳播性能差異，可以有效彌補(bǔ)D頻段信號(hào)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)深度覆蓋不足的短板，此種建設(shè)方式將是現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一種常見(jiàn)模式。福建移動(dòng)在泉州開(kāi)展了D+F雙層組網(wǎng)的建設(shè)和優(yōu)化研究工作，通過(guò)多場(chǎng)景和多維度的實(shí)驗(yàn)和分析，總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)可供D+F雙層網(wǎng)部署和優(yōu)化進(jìn)行參考：

（1）D+F覆蓋能力差異方面

D頻段的傳播損耗大于F頻段，室外情況下頻段間損耗相差達(dá)7dB左右，隨著終端移動(dòng)至室內(nèi)，由于無(wú)線環(huán)境發(fā)生變化，D頻段的無(wú)線損耗加快，室內(nèi)頻段間的損耗差值增加到10dB左右，部分商用終端損耗差值甚至達(dá)到13dB。因此在室內(nèi)深度覆蓋上，F(xiàn)頻段較D頻段有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。

（2）D+F雙層網(wǎng)參數(shù)策略方面

可以通過(guò)控制不同頻段優(yōu)先的切換策略配置來(lái)控制D/F頻段的用戶比例。在F弱場(chǎng)F頻段做深度覆蓋的情況下，選擇D頻段優(yōu)先策略可以更好地發(fā)揮F頻段在深度覆蓋方面的優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前F頻段只有10MHz帶寬的前提下，可以通過(guò)參數(shù)優(yōu)化使好點(diǎn)的用戶占用D頻段，差點(diǎn)的用戶占用F頻段，同時(shí)在不影響TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的前提下，驗(yàn)證F頻段特殊子幀配比（9:3:2）可以彌補(bǔ)下載速率低的問(wèn)題。

（3）D+F雙層網(wǎng)建設(shè)方面

現(xiàn)階段下D+F雙層網(wǎng)建設(shè)還處于深度覆蓋補(bǔ)點(diǎn)建設(shè)需求階段，現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)中可以采用“二維四象法”進(jìn)行站點(diǎn)部署評(píng)估，提高規(guī)劃的準(zhǔn)確度。

從TD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋現(xiàn)狀來(lái)看，基于當(dāng)前共站址資源上，TD-LTE D頻段組網(wǎng)難以實(shí)現(xiàn)有效的深度覆蓋。D+F雙層組網(wǎng)利用頻段間損耗差異，有利于提高深度覆蓋質(zhì)量，但難以解決所有場(chǎng)景，尤其是建筑物

密集、話務(wù)密度高場(chǎng)景的深度覆蓋問(wèn)題，還是得通過(guò)新增室分、設(shè)備拉遠(yuǎn)、Femtocell引入等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)多層次的深度覆蓋解決方案。

表3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合

表4 參數(shù)組合測(cè)試結(jié)果

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