［瞿水華 彭海燕 許樂飛 郭釗杰］

1 引言

香港與深圳地理位置毗鄰，由于對2.6 GHz 頻譜規(guī)劃策略不一致，如圖1 所示，香港規(guī)劃成FDD 制式，深圳規(guī)劃成TDD 制式，兩者在時頻域上無法對齊，導(dǎo)致深港交界深圳一側(cè)近1 300 個LTE 扇區(qū)的D3、D7、D8 三個載波受到不同程度的上行干擾。

圖1 深港2.6 GHz 頻譜分布圖

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的商用，為了同時滿足5G 和4G 協(xié)同組網(wǎng)，在受干擾區(qū)域當(dāng)前只能采用5G NR（New Radio Access）使用60 MHz（D4、D5、D6）、4G LTE 使用40 MHz（D1、D2）的組網(wǎng)方案，高干擾小區(qū)的60 MHz 頻譜上不能部署任何業(yè)務(wù)，導(dǎo)致頻譜嚴(yán)重浪費，同時會出現(xiàn)4G容量不足、5G 無法100 MHz 連續(xù)組網(wǎng)的困難局面。由于干擾問題涉及香港多家運營商，行政層面協(xié)同難度大收效慢，本文研究了一種專屬輔載波技術(shù)，重新激活了沉默的60 MHz 下行頻譜資源，滿足4G&5G 協(xié)同發(fā)展對頻譜資源的需求，可有效提升深圳移動4G 網(wǎng)絡(luò)高負(fù)荷高干擾區(qū)域的用戶感知，同時對于香港業(yè)務(wù)也不會產(chǎn)生額外的干擾。

2 方案設(shè)計

本文針對上述提到的上行干擾問題，提出了一種專屬輔載波技術(shù)思路，基于載波聚合[1]技術(shù)，利用上行干擾在正常范圍內(nèi)的載波作為下行PCC（Primary Cell Component），將受干擾的60 MHz 頻譜（D3/7/8）作為SCC（Secondary Cell Component），其所在載波的上行禁止用戶接入。為了提高載波聚合的頻譜效率，本文還研究了一種“智能載波選擇和極致時延調(diào)度”的技術(shù)，實現(xiàn)SCC 快速配置、激活和調(diào)度，增強(qiáng)輔載波分流能力。

由于在現(xiàn)網(wǎng)中可以作為PCC 的頻譜資源較多（例如有D 頻段（2 515～2 675 MHz）、F 頻段（1 880～1 920 MHz）、FDD1800（1 710～1 735 MHz/1 805～1 830 MHz）等），因此在方案設(shè)計時，基于3GPP 規(guī)定終端載波聚合能力[2]的基礎(chǔ)上考慮現(xiàn)網(wǎng)商用終端支持能力（跨制式、跨頻段），通過對現(xiàn)網(wǎng)中主流終端對于D 頻段作為輔載波聚合的評估，即從圖2 中可以看出，D 頻段內(nèi)下行2CC 的CA（Carrier Aggregation）終端支持率最高，達(dá)到72%，但是D 頻段3CC 以及跨頻段跨制式的載波聚合支持率都不理想，因此本文一種專屬輔載波技術(shù)以采用D 頻段下行2CC 的CA作為研究基礎(chǔ)。

圖2 終端下行載波聚合支持率情況

3 技術(shù)原理

3.1 專屬輔載波技術(shù)

首先配置一個非干擾載波D2 或者2 個非干擾載波D1&D2 作為PCC，然后對受干擾的60 MHz 頻譜（D3、D7、D8）只做下行SCC 配置，實現(xiàn)下行RB[3]（Resource Block）調(diào)度，對于輔載波所在小區(qū)的上行禁止用戶接入，對于60 MHz SCC 上行物理層HARQ[4～5]（Hybrid Automatic Repeat reQuest）反饋承載在主載波，上行業(yè)務(wù)也承載在主載波，此時下行采用TM3[6]即開環(huán)分集，終端無需獲得信道信息的條件，因此上行sounding干擾不影響下行性能。結(jié)合“智能載波選擇和極致時延調(diào)度”等技術(shù)使能SCC 快速配置+激活+調(diào)度，提升下行SCC 分流LTE 用戶下行流量的效果。

3.2 輔載波禁止用戶接入技術(shù)

在上行干擾情況下，輔載波小區(qū)需要禁止用戶接入，一方面通過將SCC 小區(qū)設(shè)置為CELL BAR[7]狀態(tài)使得普通UE 不能在空閑態(tài)駐留到該小區(qū)，另外通過發(fā)送X2[8]消息給周邊站點，不發(fā)起向本小區(qū)的切換。正如圖3 所示專屬輔載波禁止用戶駐留，只能作為單下行小區(qū)給CA 用戶使用。

圖3 專屬輔載波禁止用戶接入示意圖

3.3 智能載波選擇

在實際D 頻段的LTE 網(wǎng)絡(luò)中，多載波協(xié)同復(fù)雜，資源利用效率很難達(dá)到大帶寬單載波的水平。假設(shè)支持2CC的CA 終端，PCC 選擇D2，SCC 有D3、D7、D8 三種選擇，如何選擇一個信號質(zhì)量好、負(fù)荷低的載波作為輔載波也是一個關(guān)鍵的技術(shù)。目前解決CA 頻譜效率主要有兩個關(guān)鍵技術(shù)：智能載波選擇和極致時延調(diào)度。

智能載波選擇解決如何選擇一個低負(fù)荷的SCC，及其如何減少啟動載波聚合的異頻測量的開銷問題。用戶初始接入網(wǎng)絡(luò)時，在進(jìn)行CA 配置時，主要考慮帶寬、小區(qū)負(fù)載、小區(qū)頻譜效率三個主要因素：

（1）小區(qū)帶寬信息：小區(qū)及鄰區(qū)的配置信息中獲??；

（2）小區(qū)負(fù)載：服務(wù)小區(qū)作為PCC 已知小區(qū)負(fù)載，而待配置SCC 鄰區(qū)負(fù)載，可通過X2 口交互獲??；

（3）可選的SCC 頻譜效率，需要通過“虛擬柵格”技術(shù)進(jìn)行計算得到。

eNodeB 長時間根據(jù)UE 上報MR[9]（Measurement Report）報告進(jìn)行AI 學(xué)習(xí)，生成具有不同無線信號特征的柵格，將具有相同無線特征的用戶聚類在相同柵格里，柵格里有信號特征也有波束信息，用戶接入基站用波束索引到柵格，基站直接從刪格提取異頻頻點的RSRP[10]（Reference Signal Received Power）和頻譜效率。

如圖4 所示，每個柵格具備服務(wù)小區(qū)頻點和異頻頻點的無線特征：同頻RSRP、異頻RSRP、用戶頻譜效率。

圖4 AI 柵格示意圖

用戶駐留在PCC，基站可基于帶寬、載波負(fù)載和虛擬柵格預(yù)測的頻譜效率，為用戶選擇能夠為其提供最大下行吞吐率的載波組合，如圖5 所示，載波D7 的頻譜效率高于載波D3 的頻譜效率，因此選擇D2+D7 作為載波聚合的組合。

圖5 基于頻譜效率的SCC 選擇

3.4 極致時延調(diào)度

根據(jù)輔載波選擇的方案，直接進(jìn)入輔載波快速分流，并且在沒有來水量的情況下，設(shè)置一個定時器保持輔載波激活一段時間，減少SCC 去激活再激活的頻次，提高輔載波的使用率。

4 優(yōu)化實踐

4.1 驗證方法

一種專屬輔載波的技術(shù)工作主要包括“干擾&負(fù)荷”四維策略制定、根據(jù)四象限策略開展高干擾區(qū)域?qū)佥o載波改造、采用拉網(wǎng)和CQT（Call Quality Test）進(jìn)行評估等。依據(jù)小區(qū)干擾指標(biāo)和LTE PRB（Physical Resource Block）利用率，將小區(qū)歸類到四種場景，整體改造策略參照圖6，本文重點針對高干擾小區(qū)進(jìn)行專屬SCC 改造。

圖6 專屬輔載波應(yīng)用四象限策略

4.2 實驗情況

本技術(shù)驗證區(qū)域選擇深港交界深圳側(cè)約1 平方公里的區(qū)域，約50 個站點，其受到的干擾強(qiáng)度從-105 dBm～-85 dBm 不等。

按照四象限策略對涉及的受干擾小區(qū)開展移頻、CA配置、專屬輔載波配置、智選配置、極致時延配置等操作，主要涉及到的關(guān)鍵參數(shù)如表1 所示。

表1 專屬輔載波關(guān)鍵參數(shù)表

4.3 試驗結(jié)果

4.3.1 現(xiàn)場定點測試評估

在試驗區(qū)抽取10個點開展speedtest定點測試，D3作為SCC（D2 PCC+D3 SCC）和D3 作為PCC 獨立使用的結(jié)果對比，如圖7 所示，下行平均提升71%；上行速率從2 Mbit/s 提升到10.8 Mbit/s，上行改善也達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

圖7 專屬輔載波功能開啟前后定點測試對比結(jié)果

4.3.2 話統(tǒng)評估

本文重點分析了高干擾低負(fù)荷、高干擾高負(fù)荷兩種場景，小區(qū)用戶上下行體驗速率、SCC 流量分流比達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

4.3.2.1 高干擾低負(fù)荷場景（D2 為PCC、D3 為SCC）

如圖8 所示，在高干擾低負(fù)荷場景應(yīng)用專屬輔載波策略后，下行用戶平均體驗速率提升16.8%（29.3→34.3 Mbit/s），上行用戶平均體驗速率隨著用戶的增加出現(xiàn)輕微下降，1.2 Mbit/s→1.1 Mbit/s，上行速率略有波動，而下行流量保持平穩(wěn)，D3MAC 層流量分流比40%左右：符合預(yù)期。

圖8 高干擾低負(fù)荷場景指標(biāo)KPI 對比

4.3.2.2 高干擾高負(fù)荷場景（D2 為PCC、D3&D7 為SCC）

如圖9 所示，在高干擾高負(fù)荷場景應(yīng)用專屬輔載波策略后下行用戶平均體驗速率提升18.5%（27.6→32.7 Mbit/s），上行用戶平均體驗速率隨用戶的增加出現(xiàn)輕微下降，0.99→0.85 Mbit/s，上行速率略有波動，而下行流量基本相當(dāng)，D3&D7 流量分流比30%～40%符合預(yù)期。

圖9 高干擾高負(fù)荷場景KPI 指標(biāo)對比

5 結(jié)束語

實踐證明本文提出的一種專屬輔載波技術(shù)對于解決深圳移動LTE 高干擾問題行之有效，D3/D7/D8 下行頻譜資源重新激活，各項指標(biāo)改善情況達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，可有效地改善用戶體驗。在深港交界的場景，從頻譜使用策略看，既需要100 MHz 的頻譜給商用的5G 網(wǎng)絡(luò)，長期內(nèi)又要保障4G 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同發(fā)展，本文提供了一種頻譜平衡的解決方案，重新激活的60 MHz 頻譜可以大幅緩解LTE 高負(fù)荷小區(qū)的流量抑制問題，具有良好的流量效益，本技術(shù)目前已經(jīng)在深圳移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)模推廣應(yīng)用。