張志宏+陶資+宋天極

【摘 要】為了研究如何利用800MHz的頻譜特性改善覆蓋深度，首先介紹了800 M頻段的頻率規(guī)劃情況，隨后從工程實(shí)例出發(fā)，詳述了三種C/L雙模組網(wǎng)方案，分析CDMA網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)之間的同頻干擾對(duì)組網(wǎng)的影響，從而總結(jié)出可行的C/L組網(wǎng)方案，希望為L(zhǎng)TE 800M的大規(guī)模部署提供一定的借鑒。

連續(xù)覆蓋 LTE800M C/L雙模 同頻組網(wǎng) 同頻干擾

1 引言

經(jīng)過(guò)三年多的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，目前中國(guó)電信在城區(qū)、交通干線、重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、旅游景區(qū)等場(chǎng)景形成了較為完善的LTE（Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）網(wǎng)絡(luò)覆蓋，采用1800 MHz頻段組網(wǎng)，承載著日益增加的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[11]。但是在廣大的農(nóng)村區(qū)域尚無(wú)LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時(shí)在城市區(qū)域，因?yàn)長(zhǎng)TE 1.800M網(wǎng)絡(luò)高頻段的原因，深度覆蓋需要進(jìn)一步完善[3]。因此需要一個(gè)既能大范圍快速部署又能顯著降低工程投資的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋。LTE 800M頻段組網(wǎng)是一個(gè)比較適合的方案，由于其低頻段傳播損耗較低的特性，能夠以較少的基站數(shù)量完成廣大農(nóng)村區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在城區(qū)部署LTE 800M網(wǎng)絡(luò)，也可以彌補(bǔ)LTE 1800M網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的不足[9]。通過(guò)利用CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址）現(xiàn)網(wǎng)資源快速部署LTE 800M網(wǎng)絡(luò)，從而打造更廣、更深的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為VoLTE（Voice Over LTE，LTE語(yǔ)音）和NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)）業(yè)務(wù)的開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ)。因此，本文接下來(lái)分析在800 MHz頻段進(jìn)行C/L雙模組網(wǎng)的策略，并通過(guò)實(shí)例測(cè)試總結(jié)出可行的C/L組網(wǎng)方案。

2 800 MHz頻段頻率規(guī)劃

2.1 現(xiàn)網(wǎng)頻率情況

CDMA 800M的使用頻段為825 MHz—835 MHz（上行）/870 MHz—880 MHz（下行），上下行各有10 MHz頻段，有37～283共7對(duì)頻點(diǎn)。其中，EVDO（Evolution Data Only，CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)由低往高分配依次為37、78、119，1X（CDMA網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)）網(wǎng)絡(luò)由高往低分配依次為283、242、201，預(yù)留160號(hào)頻段[5]。城區(qū)基站多為多載波配置，部分城市已經(jīng)使用160頻點(diǎn)以及使用次800 MHz頻段的1019/1013頻點(diǎn)；在農(nóng)村區(qū)域，多為單載波和雙載波配置，其中單載波占比很大。

2.2 頻率使用方案

在800 MHz頻段部署LTE網(wǎng)絡(luò)，需重耕（Refarming）CDMA現(xiàn)網(wǎng)800 MHz頻段，為L(zhǎng)TE 800M網(wǎng)絡(luò)騰出3 MHz或者5 MHz帶寬（對(duì)應(yīng)CDMA網(wǎng)絡(luò)3個(gè)或者4個(gè)頻點(diǎn)）[10]。根據(jù)鏈路預(yù)算結(jié)果，LTE 800M網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力與CDMA 800M網(wǎng)絡(luò)大致相當(dāng)，因此利用CDMA現(xiàn)網(wǎng)基站1：1共站址建設(shè)，可以大大提高LTE網(wǎng)絡(luò)部署的速度，同時(shí)能顯著降低部署成本。

根據(jù)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)情況的分析，在盡量減少對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)影響的情況下，統(tǒng)一采用三明治方案，優(yōu)先調(diào)整EVDO頻點(diǎn)，盡量保持1X頻點(diǎn)，降低對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的影響[4]。重耕帶寬5 MHz起步，大城市或者載頻配置超高的城市區(qū)域初期可以重耕3 MHz頻段。全網(wǎng)頻率一次調(diào)整到位，對(duì)于3 MHz和5 MHz覆蓋區(qū)域邊界，需合理設(shè)置隔離區(qū)，以降低對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響[8]。規(guī)劃隔離區(qū)如圖1所示，紅色多段線以內(nèi)是城區(qū)，LTE 800M網(wǎng)絡(luò)部署 3 MHz帶寬；藍(lán)色多段線以外是農(nóng)村區(qū)域，LTE 800M網(wǎng)絡(luò)部署5 MHz帶寬；紅色與藍(lán)色多段線之間的基站為隔離區(qū)基站，這些基站需要騰出5 MHz帶寬，但是只能使用其中3 MHz帶寬部署LTE 800M網(wǎng)絡(luò)。隔離區(qū)測(cè)試驗(yàn)證見(jiàn)4.1章節(jié)。

3 C/L雙模組網(wǎng)建設(shè)方案與部署實(shí)例

3.1 建設(shè)方案類型

隨著CDMA產(chǎn)業(yè)鏈的消退，運(yùn)營(yíng)商希望通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)解決用戶的話音業(yè)務(wù)問(wèn)題，通過(guò)VoLTE網(wǎng)絡(luò)逐步分流CDMA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。同時(shí)VoLTE的使用僅需要單模LTE終端，比采用雙模C/L終端的語(yǔ)音方案，在終端的成本、產(chǎn)業(yè)鏈、用戶體驗(yàn)方面有優(yōu)勢(shì)。LTE 800M未來(lái)作為承載4G業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)合理的建設(shè)方式不僅能快速達(dá)到與C網(wǎng)覆蓋可比的水平，而且能節(jié)省建設(shè)投資，對(duì)于4G快速下鄉(xiāng)，短時(shí)間實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)大范圍的LTE覆蓋有重要意義[6]。由于LTE 800M的覆蓋能力稍弱于CDMA 1x（約差4 dB），考慮到VoLTE覆蓋要求，建議優(yōu)先采用2T4R設(shè)備，可補(bǔ)償約3 dB的差距，短期內(nèi)滿足LTE 800M網(wǎng)絡(luò)快速達(dá)到與C網(wǎng)覆蓋可比的水平，實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)全覆蓋[12]。以下是C/L雙模組網(wǎng)的三種建設(shè)方案：

（1）方案一：C/L共模替換方案（原位替換）

將原站點(diǎn)CDMA網(wǎng)單模設(shè)備替換為CDMA和LTE 800M網(wǎng)絡(luò)雙模設(shè)備，需更換主設(shè)備和天饋線設(shè)備。

（2）方案二：C/L疊加方案（同址加站）

原CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保持不變，同站址新增一套LTE 800M設(shè)備，兩套系統(tǒng)分別用一套主設(shè)備和天饋系統(tǒng)。

（3）方案三：新建C/L共模方案（新建基站）

新建物理站點(diǎn)，新增一套C/L雙模設(shè)備和一套天饋線系統(tǒng)，在覆蓋盲區(qū)可以彌補(bǔ)CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的現(xiàn)網(wǎng)及優(yōu)化空洞的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。

三種建設(shè)方案原理如圖2所示。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)類型的實(shí)際情況，可采取對(duì)現(xiàn)有CDMA網(wǎng)設(shè)備升級(jí)、疊加建設(shè)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)單?；?、使用CDMA和LTE 800M網(wǎng)絡(luò)雙模設(shè)備替換原CDMA網(wǎng)基站等方案，滿足LTE網(wǎng)絡(luò)部署需求。

3.2 工程部署實(shí)例

（1）部署區(qū)域

為了減小測(cè)試對(duì)現(xiàn)網(wǎng)造成的影響，選取北方某省如圖3的農(nóng)村場(chǎng)景區(qū)域進(jìn)行LTE 800M網(wǎng)絡(luò)部署和測(cè)試驗(yàn)證。覆蓋區(qū)域?yàn)楹＿吀浇钠皆匦?，共?jì)6個(gè)站點(diǎn)，周?chē)鶦DMA的78、119、106、201頻點(diǎn)已完成清頻工作。測(cè)試區(qū)域站點(diǎn)天線最大掛高為60 m，最小掛高為30 m，平均掛高約為43 m，最大站間距為5.6 km，最小站間距為1.4 km，平均站間距在2.5 km左右。

（2）方案選擇與參數(shù)設(shè)置

1）方案選擇

本次測(cè)試驗(yàn)證工程采用多種LTE 800M部署方案，便于對(duì)集中組網(wǎng)方案都進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)證測(cè)試。

原位替換方案：利舊原有CDMA網(wǎng)天饋系統(tǒng)、電源配套等，且RRU無(wú)需上塔安裝，可直接掛墻安裝，CDMA與LTE 800M兩張網(wǎng)絡(luò)共用一套BUU（Base Band Unit，基帶處理單元）、RRU（Remote Radio Unit，遠(yuǎn)端射頻單元）、天饋系統(tǒng)，此種模式涉及基站D1個(gè)站點(diǎn)。

同址加站：利舊原CDMA網(wǎng)站址、鐵塔，需要新增天線抱桿、天饋系統(tǒng)和所有無(wú)線基站設(shè)備，CDMA與LTE兩張網(wǎng)絡(luò)各自獨(dú)立系統(tǒng)，僅共享電源、動(dòng)環(huán)等配套設(shè)施，此種模式涉及基站A1個(gè)站點(diǎn)。

新建基站方案：CDMA與LTE 800M兩張網(wǎng)絡(luò)共用一套BBU、RRU、天饋系統(tǒng)，此種模式涉及基站C、基站E、基站F、基站B四個(gè)站點(diǎn)。

2）參數(shù)設(shè)置

測(cè)試主站點(diǎn)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)均配置5 MHz帶寬，上下行中心頻點(diǎn)為829.2 MHz/874.2 MHz，CDMA主測(cè)站點(diǎn)及臨近站點(diǎn)的頻點(diǎn)配置均為1x頻點(diǎn)283號(hào)頻點(diǎn)和DO頻點(diǎn)37號(hào)頻點(diǎn)[7]。測(cè)試站點(diǎn)工參如表1所示。

4 測(cè)試結(jié)果分析

4.1 隔離區(qū)距離測(cè)試驗(yàn)證

測(cè)試區(qū)域距離城區(qū)中心距離為13 km左右，邊界距離為8 km左右，選取了LTE 800M具有代表性的基站驗(yàn)證了其對(duì)CDMA的78頻點(diǎn)影響。測(cè)試業(yè)務(wù)區(qū)CDMA高配區(qū)域主要是EVDO雙載波的78頻點(diǎn)無(wú)法降頻，語(yǔ)音雙載可以滿足現(xiàn)有城區(qū)邊界的需求，故評(píng)估78號(hào)頻點(diǎn)。另外由于本身LTE 800M網(wǎng)絡(luò)僅5 MHz帶寬，因此78號(hào)頻點(diǎn)對(duì)整個(gè)帶寬也具有代表意義。

（1）LTE 800M對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)78號(hào)頻點(diǎn)的影響

選取基站A基站和基站F基站進(jìn)行測(cè)試，功率設(shè)置方式：PA=-3、PB=1、RS Power=15.2，實(shí)際發(fā)射功率為20 W。測(cè)試范圍均在基站的2、3小區(qū)之間，兩個(gè)小區(qū)夾角100°，故最大的主瓣夾角為50°。

基站A基站：CDMA網(wǎng)老站，為60 m鐵搭，站高最高（具有一定的代表性）。方位角分別是40°、140°和290°，下傾角全部是4°+2°配置。

基站F基站：共享移動(dòng)的站點(diǎn)，30 m單管塔（具有一定的代表性）。方位角分別是50°、220°和320°，下傾角全部是3°+1°配置。

測(cè)試情況如表2所示。

LTE 800M網(wǎng)絡(luò)帶寬的底噪最能真實(shí)反映網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際頻譜狀況。從表2可以看出，在8 km以內(nèi)的距離主瓣內(nèi)，LTE 800M網(wǎng)絡(luò)對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)的干擾明顯增大，超過(guò)4 dB，在8～10 km的距離范圍內(nèi)，800 MHz的LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)基本不存干擾，但是當(dāng)10 km的距離測(cè)試地點(diǎn)在天線主瓣覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，也存在非常大的干擾。在6 km以內(nèi)的距離主瓣內(nèi)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)的干擾明顯增大，超過(guò)8 dB以上。

LTE 800M網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通之前、開(kāi)通之后和LTE 800M網(wǎng)絡(luò)70%加載情況下，頻譜基本無(wú)變化，如圖4所示：距離20 km、夾角10°。

60 m站的安全距離為25 km，30 m站的安全距離為10 km，可以通過(guò)避開(kāi)主瓣方向、下壓傾角、降低功率和利用天然地理屏障等方法適當(dāng)降低隔離帶距離，天線掛高60 m的基站大約可降至10 km，天線掛高30 m的基站大約可降至8 km。以上數(shù)值為參考數(shù)值，不同的地形地貌會(huì)存在差異。

（2）CDMA網(wǎng)絡(luò)78號(hào)頻點(diǎn)對(duì)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)的影響分析

CDMA網(wǎng)絡(luò)78頻點(diǎn)使用的頻段（871.715 MHz—872.965 MHz）落在LTE 800M的頻點(diǎn)中（871.7 MHz —876.7 MHz），對(duì)基站A基站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，驗(yàn)證78號(hào)頻點(diǎn)對(duì)LTE 800M的影響情況?；続基站是原CDMA網(wǎng)絡(luò)基站，站高為60 m，鐵搭類型為角鋼塔，其CDMA方位角是5°、120°和225°，下傾角全部是7°+0°配置，78頻點(diǎn)發(fā)射功率為20 W設(shè)置。測(cè)試結(jié)果如表3所示：

可以看出對(duì)于60 m左右的角鋼塔，天線正對(duì)方向25 km可以視為安全距離，78號(hào)頻點(diǎn)對(duì)LTE 800M的影響與LTE對(duì)CDMA高配區(qū)域的影響類似。

4.2 LTE 800M單站性能測(cè)試

對(duì)測(cè)試區(qū)域內(nèi)的5個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行單站測(cè)試驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

對(duì)已開(kāi)通LTE 800M站點(diǎn)的每個(gè)小區(qū)，選取近點(diǎn)進(jìn)行單站驗(yàn)證測(cè)試，其下行峰值速率可達(dá)38.73 Mbps、平均速率為35.23 Mbps，上行峰值速率可達(dá)13.02 Mbps，平均速率為12.54 Mbps，站內(nèi)、站間切換正常。

4.3 LTE 800M網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試

試點(diǎn)區(qū)域LTE 800M網(wǎng)絡(luò)空載和加載70%負(fù)載（模擬又負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)性能）的網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)如表5所示。

根據(jù)表5測(cè)試數(shù)據(jù)分析，空載測(cè)試時(shí)，下行平均速率穩(wěn)定在12 Mbps以上；加載70%負(fù)載測(cè)試時(shí)，下行平均速率穩(wěn)定在3.2 Mbps左右，相比空載時(shí)雖有明顯下降，但仍然處于正常性能范圍，三種功率設(shè)置RSRP和覆蓋率變化都不明顯，SINR值有明顯下降但仍然屬于優(yōu)良范圍。總體測(cè)試結(jié)果表明試點(diǎn)區(qū)域LTE 800M網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。

試點(diǎn)區(qū)域的路測(cè)結(jié)果如圖5所示（上圖為RSRP路測(cè)結(jié)果，下圖為SINR路測(cè)結(jié)果）。

在測(cè)試區(qū)域范圍內(nèi)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好，RSRP值滿足-105 dBm的邊緣覆蓋要求，SINR值均大于-3 dBm。

4.4 測(cè)試結(jié)論

（1）通過(guò)合理設(shè)置隔離區(qū)域，可以有效規(guī)避重耕3 MHz區(qū)域和5 MHz區(qū)域LTE 800M與CDMA網(wǎng)絡(luò)的干擾。

（2）重耕5 MHz帶寬的LTE800M站點(diǎn)的單點(diǎn)測(cè)試結(jié)果和整體網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試結(jié)果表明，在800 MHz頻段部署LTE網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（3）因?yàn)槌菂^(qū)高配置站的原因，短期內(nèi)仍需要設(shè)置隔離區(qū)，可以采取以下方案將隔離區(qū)范圍控制在8～10 km，待城區(qū)高配置站點(diǎn)完成清頻后，全網(wǎng)部署5 MHz帶寬LTE 800M網(wǎng)絡(luò)。

1）以山川等天然地形劃定隔離區(qū)：

2）調(diào)整天線方位角使隔離區(qū)域由天線旁瓣覆蓋；

3）降低天線俯仰角、降低基站功率參數(shù)減小覆蓋距離。

5 結(jié)論與展望

本文對(duì)在800 MHz頻段進(jìn)行C/L雙模組網(wǎng)的策略進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)測(cè)試區(qū)域站點(diǎn)的測(cè)試分析，可以看出LTE網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)同頻部署時(shí)，能夠充分利用現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)的資源快速高效地在農(nóng)村區(qū)域部署LTE網(wǎng)絡(luò)，且覆蓋效果可與C網(wǎng)可比，以滿足VoLTE和NB-IoT業(yè)務(wù)的開(kāi)展，結(jié)合適當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)營(yíng)銷策略能加速推進(jìn)用戶和業(yè)務(wù)從CDMA網(wǎng)絡(luò)向LTE網(wǎng)絡(luò)遷移，可逐步將C網(wǎng)退網(wǎng)，屆時(shí)LTE 800M網(wǎng)絡(luò)的帶寬可拓展至10 MHz，能夠顯著提升LTE 800M網(wǎng)絡(luò)承載能力，進(jìn)一步提升中國(guó)電信在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。更進(jìn)一步，未來(lái)通過(guò)申請(qǐng)次800 MHz頻段，能將LTE 800M頻段拓寬至20 MHz，結(jié)合1800 MHz和2.1 GHz實(shí)現(xiàn)三載波聚合，真正打造出一張更高速且運(yùn)營(yíng)效率更高的精品4G網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 3GPP2 C.S0010-C. Recommended Minimum Performance Standards for cdma2000 Spread Spectrum Base Stations[S]. 2006.

[2] 3GPP TS 36.213 v10.9.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRAN）； Physical Layer Procedures[S]. 2016.

[3] 程鴻雁. LTE FDD網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[4] 羅鳳婭，陳楊，楊芙蓉，LTE 800M與異系統(tǒng)共址部署分析[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（2）： 3-8.

[5] 何剛. CDMA運(yùn)營(yíng)商的4G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路線探討[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2012（12）： 18-20.

[6] 陳緒君，劉守印，胡君紅. MIMO-CDMA子選擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能分析[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2009（7）： 31-32.

[7] 林宏偉，趙曉寒. 基于MC-CDMA系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)探討[J]. 信息系統(tǒng)工程， 2011（5）： 24-26.

[8] 劉泉， 淺談中國(guó)電信LTE 800M規(guī)劃的基本方法[J]. 信息通信， 2016（1）： 255-256.

[9] 張曉江. 農(nóng)村低頻段LTE廣覆蓋能力研究[J]. 移動(dòng)通信， 2015，39（8）： 5-8.

[10] 蔣曉虞，劉遠(yuǎn)高. 基于800M頻段建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)的策略[J]. 電信快報(bào)， 2014（9）： 102-103.

[11] 李延，秦磊，李洪波. 基于800M LTE FDD網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)研究與實(shí)現(xiàn)[C]//中國(guó)通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)， 2014（3）： 30-34.

[12] 儀魯男，盛煜，路瑋. LTE技術(shù)演進(jìn)及網(wǎng)絡(luò)部署策略研究[C]//中國(guó)無(wú)線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)， 2011： 78-79.