基于TD-LTE移动宽带技术解决农村区域无线宽带接入的应用

2016-03-28邓萌中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司重庆401147

电信工程技术与标准化 2016年1期

邓萌（中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 401147）

邓萌
（中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 401147）

摘要为在4G发展窗口期，有效解决农村区域4G覆盖范围内无线宽带的接入问题。采用TD-LTE（4G）移动宽带技术共模或Refarming模式利用现有频谱资源方式、同期配合辅助使用4×4 MIMO提升网络容量、差异化保障混合业务、M-CDN方案减少用户时延等方法解决农村区域宽带接入需求，保证网络的整体客户感知，合理利用资源，保证窗口期农村区域投资收益最大化。

关键词TD-LTE；农村区域；无线宽带；移动宽带；4G

1　引言

TD-LTE作为中国移动的未来，正在全力以赴地大力建设，是未来几年建设的主导网络，规模将超越2G网络成为中国移动最大规模的网络，覆盖范围将延伸到大部分农村区域，为无线宽带接入提供了很好的接入基础。以某省为例，从各区域的宽带普及率上看，城镇的宽带普及率为64%，而农村区域宽带普及率不到20%，农村区域的宽带接入市场需求空间还很大。如何在窗口期，保证网络质量和用户感知的基础上，实现4G资源效能与效益最大化，特别是在农村区域，有效利用好投资是目前面临的一个急需解决的问题。

2　当前现状分析

一方面、经现网测试总结，农村区域4G站点仅需容量的68%就可满足农村区域4G移动宽带(MBB，Mobile BroadBand)用户的业务需求，并保障良好用户感知，空余资源可用于发展无线宽带(WBB，Wireless BroadBand)业务，根据经验总结的用户模型，单站S1/1/1可支持156个WBB用户（4 Mbit/s保障速率），农村区域利用4G共模的MBB发展WBB是具备条件的。

另一方面，3G网络覆盖范围仅达到对部分主要乡镇的覆盖，农村区域未进行3G覆盖，故农村区域的3G频段属于闲置的频谱资源，当4G共模方法无法满足业务增长需求时，可采用3G Refaming方式解决承载WBB接入。

以上两方面方法再配合辅助使用4×4 MIMO提升网络容量、差异化保障混合业务、M-CDN方案减少用户时延等方法，可更进一步提升4G网络承载效率，同时利用好农村区域闲置的3G频率资源，达到合理利用现有无线网络资源、提高4G网络竞争力，抢占农村市场的目的。

3　基于TD-LTE移动宽带技术解决农村区域无线宽带接入方法

3.14G基站共模和3G Refarming模式解决农村无线宽带接入

3.1.14G基站共模

通过4G基站共模接入不同业务用户方式，再利用软件实现对各类用户的接入资源动态分配和限制，充分利用现有4G基站资源，提高频谱使用效率。按照4G单站支持MBB用户能力经验测算，F频段前20MHz中的68%接入容量能力资源预留给MBB用户使用，另外32%接入能力用于可发展WBB业务，即发展156×32%=50户WBB用户，（注：MBB和WBB业务共模时，可设置MBB业务有限，保障MBB用户体验）。

随着业务发展，当WBB业务用户超过50户时，需要扩展使用F频段后10MHz资源，可以再放号78=(156× 50%）户，即总共可放号128户WBB用户，充分挖潜农村区域F频段资源。

3.1.23G Refarming模式

一方面、随着WBB业务在农村区域的更进一步的发展，业务对频段资源需求进一步增多，可在农村区域扩展使用在该区域未使用的3G的A频段（即3G Refarming），另一方面，当前4G无线主设备分布式结构中的RRU，基本支持F/A频段，仅需进行简单设备升级就可支持4G TDD(A频段)，采用3G Refarming方式，可还发展117户WBB用户，总共放号245=(50+78+117）户。

根据以上测算方法对某省的农村区域WBB用户进行预测估算，随着WBB业务发展，全省农村区域8 000多个站点，逐年使用的频段和承载的WBB用户数如图1所示。

3.2其他配合使用的辅助提升方法

3.2.14×4 MIMO应用提升网络容量

通过4T4R CPE应用4×4 MIMO技术，根据现网试用测试，使网络容量提升约50%，用户速率最大可达220 Mbit/s。使用最大发射功率为27 dBm的高功率CPE，提升上行覆盖范围，小区平均吞吐量大约提升6.7%，边缘用户吞吐量提升约为20%。

3.2.2差异化保障MBB和WBB混合业务

当MBB和WBB两种业务并发时，提升MBB用户上下行调度优先级，保障MBB用户体验。WBB用户无需考虑耗电的问题，可设置“不活动定时器”和“DRX”，提升WBB用户时延。WBB接入点位置相对固定，设置保守的切换重新参数，减少切换重选，保障WBB业务稳定性。

3.2.3M-CDN方案减少用户时延

随着用户及流量的逐步增长，CDN/Cache节点继续下沉至城域网或基站，靠近用户将成为趋势。农村区域的WBB业务场景，热点视频/电视剧等业务内容重叠度较高，引入CDN可有效的缩短缓冲时延，并减少核心网，承载网流量。

3.2.4优化网络配置参数，提升运营感知

CPE设备可远程管理维护，缩短用户投诉响应时间，减少上门服务次数，提升运维效率和客户满意度。

图1　用户4 Mbit/s保障速率下WBB支撑规模

实施基于小区锁定CPE终端用户，防止不同资费区域流量流转。同步开展基于仿真/ MR/测试数据精准预测CPE放号位置和放号设备类型，如无覆盖的区域不放号，覆盖信号差点建议放高增益CPE，覆盖信号中好点放普通CPE等。

4　农村区域宽带投资收益

4.1投资对比

以某省农村区域的有线宽带（CBB）和无线宽带（MBB）最后1km的建设成本进行对比。

4.1.1当农村区域宽带用户较少的情况

CBB实装率低的情况下，单用户成本高；WBB有64个用户以内，基站无需扩容，WBB成本优势明显见表1所示。

表1　CBB实装率低时的成本对比

CBB实装率提升会降低单用户成本，WBB用户发展到142个用户时，基站需要载波扩容，无线与有线成本持平见表2所示。

表2　CBB实装率提升后的成本对比

4.1.2当农村区域宽带用户规模壮大且明确情况

CBB成本随着用户规模增加不断下降，WBB随着用户上升需要扩容载波，从而成本有所增加并保持在某一范围内。以某省有300户集中居住的农村区域场景为例，CBB的渗透率为70%，比较WBB和CBB单用户的成本变化，当用户增至140户左右时，WBB和CBB的成本持平。

4.2WBB投资回收期

在不同WBB用户规模下，对单用户成本进行分析，在WBB与MBB共享F频段前20 MHz频谱时，可发展64个WBB用户，无线额外设备投资。当单站承载WBB用户超过64户时，需考虑无线扩容成本，投资会增加。以下是某省农村区域发展WBB的成本数据见表3所示。

表3　不同WBB规模下成本对比

以某省的农村区域推出的WBB业务资费为例，一年4 Mbit/s资费为600元，WBB回收周期在2年内,见表4所示。

表4　不同WBB规模下的投资回收期

5　结束语

在当前窗口期，基于TD-LTE移动宽带技术解决农村区域无线宽带接入方法是一种行之有效的解决农村区域无线宽带接入需求的可选方法，它可以最大化利用好现有4G网络资源和频谱资源，发挥空闲频谱资源效能，同时还可提升网络效率和效益，增加网络负荷容量和增加网络盈利收入，故可在后期工程中借鉴试用。

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Application of mobile broadband technology based on TD-LTE to solve the rural area wireless broadband access

DENG Meng
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd.Chongqing Branch, Chongqing, 401147, China)

AbstractIn order to solve the problem of wireless broadband access in rural area 4G coverage in the 4G development window period. The TD-LTE (4G) mobile broadband technology common mode or refarming mode improve the capacity of the network, different security mixed business, m-cdn scheme reduce user delay and other methods of application in rural areas 4G base station by using the existing spectrum resources, 4×4 MIMO, solve the rural regional demand for broadband access, ensure the network's overall customer perception, rational use of resources, maximize the window period of rural regional investment income.

KeywordsTD-LTE; rural areas; wireless broadband; mobile broadband; 4G

爱立信最新发布三大物联网解决方案，成就智慧家居与智慧城市

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* 用户和物联网数据分析解决方案；

* 面向大规模IoT的网络软件17A实现蜂窝服务功能的多样化。

（摘自：飞象网)

收稿日期：2015-08-18

中图分类号TN929.5

文献标识码A