【摘 ?要】為擺脫NB-IoT網(wǎng)絡(luò)僅能依靠傳統(tǒng)路測進(jìn)行覆蓋評估的現(xiàn)狀，根據(jù)中國電信NB-IoT與L800M網(wǎng)絡(luò)同頻段共設(shè)備的特點(diǎn)，通過Okumura-Hata傳播模型推導(dǎo)及大量實(shí)測驗(yàn)證，確定了兩者信號的折算算法，并實(shí)現(xiàn)基于LTE海量MR數(shù)據(jù)的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)評估自動化。該方法極大地節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本，能支撐物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】窄帶物聯(lián)網(wǎng);MR;覆蓋評估

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.010 ? ? ?中圖分類號：TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號：1006-1010（2019）12-0053-03

引用格式：蔡文峰，劉從柏，楊健恒. 基于LTE MR的NB-IoT覆蓋算法研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 移動通信， 2019，43（12）： 53-55.

Research and Implementation of NB-IoT Coverage Algorithm Based on LTE MR

CAI Wenfeng， LIU Congbai， YANG Jianheng

（Guangdong Wireless Network Optimization Center of China Telecom Co.， Ltd.， Guangzhou 510630， China）

[Abstract]?Since China Telecom's NB-IoT and L800M networks shares the same band and equipment， this paper determines the conversion algorithm for NB-IoT and L800 signals by the Okumura-Hata propagation model and extensive field test verification. Furthermore， the automatic evaluation for NB-IoT network is realized based on the LTE massive MR data. It enables NB-IoT network to get rid of traditional drive tests for coverage assessment. Hence， the network operation and maintenance cost is greatly reduced and the development of IoT services is well supported.

[Key words]narrow band Internet of Things; MR; coverage assessment

0 ? 引言

中國電信NB-IoT網(wǎng)絡(luò)已商用兩年，由于NB-IoT不支持MR上報，網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估長期依靠傳統(tǒng)的路測手段，耗時耗力且不符合當(dāng)前“智能化、自動化”的生產(chǎn)要求。

基于以上問題，根據(jù)NB-IoT與L800M網(wǎng)絡(luò)同頻段共設(shè)備的特點(diǎn)，本文創(chuàng)新性地提出了利用LTE海量MR數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估自動化，提高NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估效率，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)優(yōu)化以支撐物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展。

1 ? L800與NB-IoT信號折算研究

中國電信L800網(wǎng)絡(luò)與NB-IoT網(wǎng)絡(luò)采取同站址、共設(shè)備的1：1組網(wǎng)方式，兩者都部署在BAND 5頻段上，理論上存在相同的無線傳播特性。而使用海量MR數(shù)據(jù)評估LTE網(wǎng)絡(luò)已得到廣泛應(yīng)用，因此考慮利用LTE MR數(shù)據(jù)來評估NB網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

1.1 ?頻率情況

中國電信800M頻段被用于CDMA、LTE及NB-IoT，各制式頻率使用情況如圖1所示。

中國電信L800的下行中心頻率為874.2 MHz，占5 MHz帶寬;NB-IoT使用三個頻點(diǎn)，分別是879.5 MHz、879.7 MHz、879.9 MHz，每個頻點(diǎn)占200 kHz;L800M與NB-IoT中心頻點(diǎn)相近，相差約5.5 MHz。由于頻段相同，中心頻點(diǎn)相近，兩者理論上具有相同的無線傳播特性。

1.2 ?組網(wǎng)方式

根據(jù)中國電信NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)范，NB-IoT是在L800M的基礎(chǔ)上同步開通，兩者共用一套物理設(shè)備，如BBU、RRU、天饋、天線等。因此，兩者在天線高度、天線性能、天線增益、方位角等射頻特性上保持高度一致。

1.3 ?折算算法

L800與NB-IoT RSRP可簡單理解為滿足以下公式：

L800M_RSRP=L800M_RS+L800M_Antenna Gain-L800M_Pathloss ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

NB_RSRP=NB_RS+NB_Antenna Gain-NB_Pathloss

（2）

L800M與NB-IoT共站址共射頻設(shè)備，故：

L800M_Antenna Gain=NB_Antenna Gain ? ? ? ? （3）

業(yè)界采取Okumura-Hata傳播模型（適用于150 MHz～

1 500 MHz）進(jìn)行800M無線傳播路損計算。公式如下：

Lp=69.55+26.16lgf-13.82lghb-α（hm）+（44.9-6.55lghb）lgd ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

其中，Lp表示基站到UE的路損，單位為dB;f表示載波頻率，單位為MHz;hb表示基站天線有效高度，單位為m;α（hm）表示移動臺天線高度因子，其隨場景變化;d表示發(fā)射天線與接收天線之間的水平距離，單位為km。

由于L800M與NB-IoT共站址共射頻設(shè)備，因此兩者Lp差異僅載波頻率f，而兩者中心頻率相近，忽略不計，可認(rèn)為：

L800M_Pathloss=NB_Pathloss ? ? ? ? ? （5）

綜合公式（1）～（5）可知：NB_RSRP=NB_RS-L800M_RS+L800M_RSRP。

1.4 ?測試驗(yàn)證

為驗(yàn)證以上推論，在現(xiàn)網(wǎng)中選取了三組不同RS功率配置的L800與NB-IoT小區(qū)對，進(jìn)行鎖定測試（測試采用掃頻儀），測試結(jié)果如下。

（1）測試1：L800_RS=18.2 dBm & NB_RS=29.2 dBm。

根據(jù)前文公式推導(dǎo)，NB_RS-L800M_RS=11dBm，則NB_RSRP=L800M_RSRP+11dBm，實(shí)測結(jié)果如表1所示：

表1 ? ?L800_RS=18.2 dBm & NB_RS=29.2 dBm小區(qū)對測試結(jié)果

測試

位置 NB_RSRP

均值/dBm L800M_RSRP均值/dBm 差值/dBm 與預(yù)測值

誤差

近點(diǎn) -65.14 -75.62 10.48 4.73%

中點(diǎn) -74.49 -85.34 10.85 1.36%

遠(yuǎn)點(diǎn) -83.80 -94.53 10.73 2.45%

均值 -74.48 -85.16 10.69 2.85%

（2）測試2：L800_RS=24.2 dBm & NB_RS=32.2 dBm。

根據(jù)前文公式推導(dǎo)，NB_RS - L800M_RS =8 dBm，則NB_RSRP=L800M_RSRP+8 dBm，實(shí)測結(jié)果如表2所示。

（3）測試3：L800_RS=18.2 dBm & NB_RS=32.2 dBm。

根據(jù)前文公式推導(dǎo)，NB_RS - L800M_RS =14 dBm，則NB_RSRP=L800M_RSRP+14 dBm，實(shí)測結(jié)果如表3所示。

表3 ? ?L800_RS=18.2 dBm & NB_RS=32.2 dBm小區(qū)對測試結(jié)果

測試

位置 NB_RSRP

均值/dBm L800M_RSRP

均值/dBm 差值/

dBm 與預(yù)測值

誤差

近點(diǎn) -56.20 -70.03 13.83 1.21%

中點(diǎn) -81.15 -95.72 14.57 4.07%

遠(yuǎn)點(diǎn) -92.84 -108.53 15.69 12.07%

均值 -76.73 -91.43 14.70 4.98%

根據(jù)以上三組測試結(jié)果，在各種RS功率配置下的L800與NB-IoT小區(qū)信號折算都基本滿足NB_RSRP=NB_RS-L800M_RS+L800M_RSRP。因此，可通過L800網(wǎng)絡(luò)信號來評估NB-IoT網(wǎng)絡(luò)信號。

2 ? 開發(fā)應(yīng)用

MR數(shù)據(jù)是LTE UE在業(yè)務(wù)過程中上報給網(wǎng)絡(luò)的測量報告，里面包含了網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋情況，可以準(zhǔn)確評估出現(xiàn)網(wǎng)覆蓋情況。當(dāng)前，使用MR數(shù)據(jù)評估LTE網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，結(jié)合L800與NB-IoT信號折算算法可充分利用AGPS-MR或全量MR數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估自動化，再將信號顯示在20 m×20 m柵格中，將網(wǎng)絡(luò)覆蓋可視化呈現(xiàn)出來。整體思路如圖2所示。

當(dāng)前，通過現(xiàn)有平臺已實(shí)現(xiàn)“固定重點(diǎn)區(qū)域”“自定義區(qū)域”“地市級云圖”“弱區(qū)定位”等功能，可快速了解關(guān)注區(qū)的NB-IoT情況。同時，也允許導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)，如路測數(shù)據(jù)、工參等進(jìn)行對比分析。

3 ? 結(jié)束語

根據(jù)中國電信NB-IoT與L800M網(wǎng)絡(luò)同頻段共設(shè)備的特點(diǎn)，通過Okumura-Hata傳播模型推導(dǎo)及典型場景測試驗(yàn)證，得出了L800與NB-IoT信號折算算法NB_RSRP=NB_RS-L800M_RS+L800M_RSRP，并在相應(yīng)平臺上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)試點(diǎn)，改變了NB-IoT無MR數(shù)據(jù)，只能通過傳統(tǒng)的路測手段進(jìn)行覆蓋評估的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)高效快速的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)評估，能有效支撐業(yè)務(wù)放號和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

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