唐耀生

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800M LTE城區(qū)組網(wǎng)策略及深度覆蓋研究

唐耀生

中國電信股份有限公司南通分公司，江蘇 南通 226001

800M頻譜重耕實施過程中面臨諸多規(guī)劃設(shè)計相關(guān)的問題，同時現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載需要逐步過渡到重耕系統(tǒng)上，必然需要考慮兩者之間的頻率干擾和融合問題。通過800M跨頻段的載波聚合技術(shù)，合并了分散不連續(xù)的現(xiàn)有載頻，極大地提高了頻譜利用率，為用戶提供更好的體驗，為800M規(guī)劃和建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗。

800M；頻譜重耕；載波聚合

引言

800M由于低頻頻率特性，相比高頻段而言損耗率較低，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村、偏遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)和密集城區(qū)等的4G網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量覆蓋。目前正處于800M LTE建網(wǎng)初期，城區(qū)深度覆蓋、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化的經(jīng)驗匱乏。本文通過對800M在城區(qū)深度覆蓋的研究和驗證，提出了先進的頻譜使用技術(shù)、合理的頻譜規(guī)劃、有效的頻譜管理等創(chuàng)新性方案，為800M規(guī)劃和建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗。

1 800M城市深度覆蓋體系

1.1 800M城市深度組網(wǎng)規(guī)劃

CDMA網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一個覆蓋成熟的網(wǎng)絡(luò)，且與800M LTE同屬800M低頻網(wǎng)絡(luò)、頻率特性相當，因此集團在800M LTE建設(shè)方案整體上是遵循與C網(wǎng)1∶1的組網(wǎng)比例的，這樣也避免了遠近效應(yīng)[1]。但是對于一些大型小區(qū)的深度覆蓋，完全按照與C網(wǎng)1∶1比例組網(wǎng)并不一定能達到全面覆蓋，還需要參照1.8G LTE站點覆蓋進行規(guī)劃，而且CDMA退網(wǎng)也是未來整體網(wǎng)絡(luò)的趨勢， 本文通過多場景的測試研究，總結(jié)出如下組網(wǎng)參考經(jīng)驗：

（1）整體上遵循800M LTE/CDMA 1∶1的比例[2]。

（2）密集城區(qū)場景。當服務(wù)小區(qū)共址時，800M LTE覆蓋效果遠優(yōu)于1800M，因此對于重要場所，可以考慮在原有1.8G LTE基站上新增800M，更好提升覆蓋，也能分擔(dān)話務(wù)。

（3）普通城區(qū)場景。800M/1800M LTE采用大于1∶3、小于2∶3的扇區(qū)比例，在達到好的覆蓋效果的同時也能節(jié)約投資。

（4）阻擋嚴重場景。800M C/L共址站點小區(qū)存在嚴重阻擋，且周邊1800M小區(qū)多于800M，可以評估周邊1800M LTE覆蓋情況后，在最優(yōu)覆蓋的1800M基站上新增800M LTE。

1.2 800M多頻段互操作方法

選定密集居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等城區(qū)場景環(huán)境試驗互操作方案。通過制定策略，達到連續(xù)優(yōu)質(zhì)覆蓋的效果。

圖1 駐留策略

具體策略為：開機優(yōu)選1.8G頻點，當用戶駐留在1.8G LTE覆蓋，能夠得到良好的業(yè)務(wù)體驗；當用戶離開1.8G LTE覆蓋區(qū)域，則優(yōu)先在800M LTE網(wǎng)絡(luò)駐留/繼續(xù)業(yè)務(wù)[3]；若無800M等 LTE網(wǎng)絡(luò)則回落到3G CDMA，一旦用戶終端重新檢測到LTE覆蓋，則返回LTE。

1.2.1 空閑態(tài)重選

圖2 重選策略

（1）優(yōu)先級。FDD 2.1G優(yōu)先級設(shè)置為4，1.8G設(shè)置為3，F(xiàn)DD 800M優(yōu)先級設(shè)置為2。

（2）網(wǎng)絡(luò)承載。FDD 2.1G/1.8G作高數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，F(xiàn)DD 800M作深度覆蓋承載網(wǎng)[4]。

（3）重選規(guī)則。當1.8G/2.1G LTE RSRP低于-100?dBm時，啟動向800M重選，800M LTE大于-95?dBm時，則重選至800M LTE小區(qū)；當1.8G/2.1G LTE覆蓋>-100?dBm時，優(yōu)先重選到1.8G /2.1G LTE高數(shù)據(jù)性能網(wǎng)絡(luò)。終端根據(jù)策略自主進行異系統(tǒng)鄰區(qū)測量和重選判決過程。

RRC Reject：當服務(wù)小區(qū)負荷較高時，系統(tǒng)可拒絕該RRC連接建立請求，并在拒絕消息中指示終端嘗試異系統(tǒng)。

1.2.2 連接態(tài)切換

圖3 切換策略

異頻采用基于覆蓋的A2+A3，用戶在1.8G LTE覆蓋好的地方占用1.8G實現(xiàn)高數(shù)據(jù)體驗，移動到1.8G覆蓋不足區(qū)域，如進入樓層內(nèi)部，則切入800M實現(xiàn)優(yōu)良的連續(xù)覆蓋。

表1 切換參數(shù)

1.3 800M載波聚合技術(shù)運用

1.3.1 載波聚合的流程

（1）載波激活。只有在主載波已經(jīng)滿足不了終端的下載速率的情況下，輔載波才會被激活[5]。

首先基站動態(tài)計算一個門限，然后基站周期性的用該門限比較終端buffer里面的數(shù)據(jù)，如果門限大于終端buffer里面的數(shù)據(jù)，輔載波就會激活。

（2）動態(tài)門限按照以下方式去計算。

門限值=用戶主小區(qū)平均頻譜效率×該小區(qū)平均獲得的PRB數(shù)量，即該用戶在主小區(qū)能獲得的數(shù)據(jù)傳輸量[6]。

（3）載波去激活。有一個可配置的時間控制。如果在配置時間內(nèi)，出現(xiàn)下面的場景，輔載波就去激活，該參數(shù)默認是1280?ms。

（4）輔載波激活。輔載波的激活是通過MAC CE告訴UE，在MAC CE中有一個標識位。改值是1代表輔載波被激活，該值是0代表輔載波去激活。

圖4 載波激活

1.3.2 載波聚合的效果

（1）實現(xiàn)1.8G 15M+800M 5M的雙載波聚合，峰值下行速率能達到143M。

（2）實現(xiàn)雙載波到雙載波切換并實現(xiàn)Scell的添加。

（3）雙載波到雙載波切換，成功率為100??%，切換時延正常。

（4）可實現(xiàn)1.8G+2.1G+800M載波聚合，進一步提升速率感知。

2 800M城市深度覆蓋策略研究

2.1 800M城區(qū)深度覆蓋組網(wǎng)策略

2.1.1 800M鄰頻干擾分析

1）鄰頻干擾原理

800M LTE與CDMA都會存在發(fā)射機鄰道泄露（ACLR）和接收機鄰道選擇性（ACS）指標，從而決定鄰頻系統(tǒng)信號對本系統(tǒng)的干擾程度。

鄰道干擾功率比（ACIR）是衡量鄰頻干擾的主要指標：

在共站時，800M LTE與CDMA基站至終端路徑損耗相同，鄰頻干擾可以忽略；在不共站場景，CDMA對LTE下行影響嚴重，路損差大于18?dB就有可能產(chǎn)生干擾、用戶與800M LTE和EVDO間的路損差大于28?dB有可能產(chǎn)生干擾。

在實際網(wǎng)絡(luò)部署中，難以控制用戶與CDMA和LTE基站間的路損差，因此要求在同一區(qū)域800M LTE/CDMA應(yīng)1∶1共站部署，以避免不共站部署時帶來的鄰頻干擾。

圖5 非共站鄰頻干擾

2.1.2 800M/1.8G組網(wǎng)比例探究

800M LTE具有和CDMA相當?shù)念l率特性和覆蓋效果，因此集團參照成熟的CDMA網(wǎng)絡(luò)，在800M整體建設(shè)上是遵循與C網(wǎng)1∶1比例組網(wǎng)的，也避免了鄰頻干擾。但是對于一些大型小區(qū)的深度覆蓋，完全按照與C網(wǎng)1∶1比例組網(wǎng)并不一定能達到最優(yōu)的覆蓋效果，因此在800M LTE與CDMA共址的基礎(chǔ)上，還需要參照1.8G LTE的覆蓋進行規(guī)劃。

在不共站場景，CDMA對LTE下行影響嚴重，用戶與800M LTE和EVDO間的路損差大于28?dB則可能產(chǎn)生干擾，因此在1.8G LTE獨立站點上增加800M LTE時盡量選擇靠近CDMA站點的1.8G站點，以規(guī)避鄰頻干擾。由于CDMA退網(wǎng)將會是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，鄰頻干擾帶來的問題也隨之減弱，因此研究800M/1.8G LTE不同比例組網(wǎng)就顯得尤為重要。

通過多場景測試研究，總結(jié)出如下組網(wǎng)策略：在整體上遵循800M LTE/CDMA 1∶1的比例；在密集場景中，當服務(wù)小區(qū)共址時，800M LTE覆蓋效果遠優(yōu)于1800M，因此對于重要場所，可以考慮在原有1.8G LTE基站上新增800M，更好提升覆蓋，也能分擔(dān)話務(wù)；在一般城區(qū)場景下，800M/1800M LTE采用大于1∶3、小于2∶3的扇區(qū)比例，在達到好的覆蓋效果的同時也能節(jié)約投資；對于800 C/L共址站點小區(qū)存在嚴重阻擋時，且周邊1800M小區(qū)多于800M時，可以評估周邊1800M LTE覆蓋情況后，再在最優(yōu)1800M基站上新增800M LTE。

2.2 800M城區(qū)深度覆蓋效果驗證

2.2.1 覆蓋增強的效果

（1）由于800M信號的傳播特性，進入建筑物內(nèi)后或在大型建筑物群場景傳播，800M信號的衰減幅度明顯慢于1800M信號，幅度大約為0～20?dB。所以，從信號強度因素來看，800M信號在覆蓋方面的增益為0～20?dB。

（2）大型小區(qū)深度覆蓋場景中，LTE網(wǎng)800?MHz頻段較1800?MHz頻段，信號強度為-100?dBm時，覆蓋距離可提高20?%，-110?dBm時，覆蓋距離可提高59?%，-110?dBm信號覆蓋距離可以達到650m。

2.2.2 業(yè)務(wù)速率的比較

LTE800 和LTE1800 由于目前可用的帶寬不同，在好、中點，信號質(zhì)量較好的無線環(huán)境中，LTE1800 的速率仍具備比較大的優(yōu)勢。但在不同場景的樓宇內(nèi)部區(qū)域或遠點，LTE800的速率的衰減比LTE1800緩慢，所以在一些點甚至可能出現(xiàn)速率的逆轉(zhuǎn)。

2.2.3 800?MHz LTE與CDMA差異

LTE網(wǎng)800?MHz與CDMA網(wǎng)800?MHz電平差值在16?dB～24B之間波動，與位置分布無關(guān)；由于網(wǎng)絡(luò)制式差別，LTE網(wǎng)速率均優(yōu)于CDMA網(wǎng)速率。

2.3 800M多頻段互操作參數(shù)研究

2.3.1 互操作參數(shù)策略制定

針對城市密集居民區(qū)、學(xué)校、商業(yè)區(qū)等1.8G LTE深度覆蓋不足的區(qū)域，在800M/1.8G/2.1G LTE間制定系列的互操作方案，實現(xiàn)連續(xù)的優(yōu)質(zhì)覆蓋和良好的業(yè)務(wù)體驗。

互操作整體的策略是：FDD 1.8G/2.1G提供高業(yè)務(wù)性能，F(xiàn)DD 800M作深度覆蓋承載，CDMA提供基礎(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和語音。

透過KPI指標可知，互操作參數(shù)修改后，1.8G基站CQI指標得到提升，說明在1.8G LTE覆蓋不足的區(qū)域，過渡至800M LTE網(wǎng)絡(luò)，而800M由于自身的頻段特性，能提供良好的深度覆蓋質(zhì)量，因此800M基站各項KPI基本保持平穩(wěn)。

2.3.2 互操作參數(shù)策略效果

選取一組1.8G/800M、1.8G、1.8G/800M 3個站點覆蓋的小區(qū)進行參數(shù)實驗，互操作參數(shù)修改后，1.8G基站CQI指標得到提升，說明在1.8G LTE覆蓋不足的區(qū)域，過渡至800M LTE網(wǎng)絡(luò)，而800M由于自身的頻段特性，能提供良好的深度覆蓋質(zhì)量，因此800M基站各項KPI基本保持平穩(wěn)。

2.3.3 互操作策略分析總結(jié)

本次研究的800M/1.8G/2.1G互操作參數(shù)運用在小區(qū)的深度覆蓋中，終端在一般覆蓋區(qū)域占用1.8G/2.1G高數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在1.8G LTE覆蓋不足的區(qū)域，過渡至800M LTE網(wǎng)絡(luò)，能實現(xiàn)連續(xù)優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)體驗，保障了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)同800M網(wǎng)絡(luò)的互操作性，有效提升了用戶感知。

2.4 800M載波聚合系統(tǒng)性能分析

2.4.1 800M/1.8G載波聚合應(yīng)用

在800M/1.8G LTE上創(chuàng)新實現(xiàn)載波聚合，能提供更高的速率、更靈活的負載平衡和更高的頻譜利用率。

圖6 設(shè)備方案

實現(xiàn)1.8G 2T2R + 800M 2T2R，需新增800M RRH，800M RRH光纖，現(xiàn)網(wǎng)1.8G 2T2R硬件僅需擴容一塊FBBC，即支持1.8G 2T2R S111 + 800M 2T2R S111配置。

（1）和小區(qū)的配置，以及輔載波的負載情況來添加輔載波。載波的增加是通過層3信令告訴終端。

（2）載波刪除：只有輔載波不可用或終端要切換到其他小區(qū)才會刪除輔載波，載波的刪除是通過層3信令告訴終端。

（3）配置過程及參數(shù)：基站配置兩小區(qū)Cell 1和Cell 2，頻段分別為Band3和Band 5，小區(qū)處于激活態(tài)，狀態(tài)正常；基站開啟載波聚合功能；LTE核心網(wǎng)正常運行；終端在核心網(wǎng)開戶要求AMBR下行大于300?Mbit/s，上行大于100?Mbit/s。

表2 載波聚合參數(shù)

2.4.2 800M載波聚合性能分析

圖7 下行峰值速率

圖8 上行峰值速率

圖9 系統(tǒng)內(nèi)切換

通過實現(xiàn)1.8G 15M+800M 5M的雙載波聚合，峰值下行速率能達到143M；雙載波到雙載波切換控制面用戶面時延正常，并實現(xiàn)Scell的添加。1.8G 15M+800M 5M的雙載波聚合系統(tǒng)性能正常，能提供高速的速率及移動性管理，后期更可實現(xiàn)1.8G+2.1G+800M 3載波聚合，進一步提升業(yè)務(wù)速率和用戶體驗。

3 結(jié)束語

本文800M頻譜的重耕策略可以較好的融合提升現(xiàn)網(wǎng)承載能力，不僅適用于密集城區(qū)的深度覆蓋場景，還可在農(nóng)村廣覆蓋場景大力推廣，特別是已實踐應(yīng)用的800M跨頻段載波聚合技術(shù)，成倍的提高了速率，提升了用戶感知，豐富了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法，對于日常網(wǎng)優(yōu)工作具有實際應(yīng)用和推廣價值。

[1]馬霓，夏斌.LTE/LTE-Advanced-UMTS長期演進理論與實踐[M].北京：人民郵電出版社，2014：481-502.

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[6]3GPP TS 36.104. Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）， Base Station （BS） radio transmission and reception[S]. 2010.

Research on Network Strategy and Depth Coverage of 800M LTE City

Tang Yaosheng

China Telecom Co., Ltd. Nantong Branch，Nantong, Jiangsu 226001

Many problems related to planning and design occurred in the implementation of 800M spectrum re-farming. At the same time，the carrying capacity of the current network business needs to be gradually transferred to the re-farming system. It is necessary to consider the frequency interference and integration between the current network business and the re-farming system. By using the 800M cross band carrier aggregation technology， combined dispersion discontinuity of the existing carrier frequency，which greatly improves the spectrum efficiency，provides a better experience for users and valuable experience for the layout and construction of 800M.

800M；Spectrum Re-farming；Carrier Aggregation

TN929.5

A

1009-6434（2017）01-0042-06

唐耀生（1985—），男，漢族，籍貫（精確到市）為江蘇省南通市，當前職務(wù)為無線中心管理員，當前職稱為中級工程師，學(xué)歷本科，研究方向為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。