LTE FDD多频组网的覆盖建设及分析

王洪林　张颖聪　蒋晓虞

【摘 要】

快速增长的用户数对LTE网络的覆盖和承载能力的要求日益严格，如何合理地使用不同的频段资源以实现更好的覆盖效果是运营商迫切需要解决的问题。通过分析现有的不同频段资源的特点，给出不同频段的定位及多频组网的方式及分析，助益运营商更合理地使用有限的频率资源规划网络建设，更好地提升用户体验。

【关键词】

多频组网 同频干扰 载波聚合 协同策略

1 引言

随着LTE网络迅速发展，4G用户数快速增长，运营商需要不断加强LTE网络的覆盖和承载。而在无线网络中，由于无线信号的传播特性，不同频段的网络覆盖效果存在较大差异，文章将对现有的不同频段资源的特点进行分析，利用不同的频段资源探索具有差异性的网络覆盖方式。

目前，LTE FDD主要使用的频段为1.8GHz，但若仅采用1.8GHz的频段实现LTE的全覆盖，站址资源、同频干扰等问题必将成为限制网络发展的桎梏。

2 现有频段分析

2.1 现有频段对比

由于LTE频段受限于上行，这里主要通过比较上行的链路预算结果，对比现有频段的覆盖能力，结果如表1所示：

表1 现有频段链路预算结果

频段 1.8GHz 800MHz 2.1GHz

上行频段范围 1765—1785MHz 825—835MHz 1920—1940MHz

覆盖

半径/km 密集城区 0.35 0.64 0.33

一般城区 0.55 0.99 0.54

郊区 1.12 2.03 1.06

农村 2.38 4.31 2.25

结论：（1）1.8GHz和2.1GHz覆盖能力差别不大，差距小于6%，1.8GHz覆盖略好于2.1GHz。从覆盖距离上分析，1.8GHz与2.1GHz可以实现异频组网。

（2）在4种场景下，LTE 800MHz的覆盖能力都要优于同等条件下的LTE 1.8GHz网络，特别在郊农区域场景中，其覆盖半径远优于LTE 1.8GHz网络。

2.2 不同频段定位

1.8GHz频段具有较优良的传播能力，是覆盖和容量能力比较平衡的一个频段，适用于市区4G网络规划。该频段也是4G终端款型最多的一个频段，具有良好的终端产业链和国际漫游能力。因此，该频段定位于4G网络的基础频段。

2.1GHz频段具备较好的容量补充能力，和1.8GHz频率相对较近，可比较容易的和1.8GHz共用天线规划方式。该频率定位于4G基站的容量型频段，可在业务密集区进行业务分流。

800MHz覆盖能力优异，但网络容量是1.8GHz的1/3，适合用于业务量较低、覆盖为主要矛盾的农村区域薄覆盖。

频率定位示意图如图1所示：

图1 频率定位示意图

综上所述，在城市地区将1.8GHz频段定位于覆盖型频段；2.1GHz定位于容量型频段；800MHz频段定位于低业务需求的薄覆盖频段。

3 多频组网方式

3.1 1.8GHz+2.1GHz室内外异频组网

LTE室外站建设以1.8GHz同频为主，若室内采用相同频段组网，将在室内外之间存在相互干扰。而在室内覆盖中引入与室外不同的频段，可抑制室内外信号之间的相互干扰，有效地解决室内外的互相干扰，降低PCI、邻区配置的难度（尤其在密集城区）。

因此，在网络规划中，可优先使用2.1GHz频段进行室内覆盖，与室外1.8GHz频段组网。一方面保证了室外站的拓扑结构不受影响；另一方面，保证室内覆盖的信号质量，同时室内和室外可以并行开展优化，且不影响室外已有的优化成果。

基本规划原则如下：

（1）优先使用2.1GHz频段进行室内覆盖；

（2）用户优先驻留室内2.1GHz小区；

（3）避免乒乓切换。

3.2 1.8GHz+2.1GHz载波聚合部署

载波聚合可通过两个或者多个分量载波聚合获取更大的系统带宽，提高系统吞吐量，并提高离散频谱的利用率。

1.8GHz网络定位基础覆盖，在进行网络扩容时，原则上要确保1.8GHz网络覆盖不受影响。2.1GHz网络定位容量吸收，要依据实际业务分布和用户发展进行规划，不追求2.1GHz网络覆盖连续性，可采用局部连片覆盖方式进行扩容。

载波聚合规划范围应主要集中在流量密集高业务负荷的区域，如核心商圈/核心办公区域、旗舰营业厅、大学院校等。工程建设中需综合考虑工程、维护、投资等方面的综合因素，合理地选择和实施载波聚合的改造方案，尽量保持1.8GHz网络质量稳定，保证1.8GHz的基础覆盖，减少二次优化工作。

3.3 低业务区域800MHz覆盖

目前800MHz CDMA使用的频段为825—835MHz（上行）和870—880MHz（下行），上行和下行各有7个频点共计10MHz的带宽。如果能够在800MHz频段上空出4个连续的CDMA载波，就能够实现800MHz LTE。同时，为了不影响800MHz LTE的效果，使用超过4个载频的CDMA站点需要和800MHz LTE站点至少有两层站点的物理空间隔离（一般为10km左右）。

基本覆盖原则如下：

（1）保留1.8GHz的乡镇覆盖，可适度采用插花方式进行；

（2）保证隔离设置，与同频网络互不干扰；

（3）结合话务分析，统筹建设和运营成本，提高效益。

4 多频段网络协同策略

协同策略主要包括空闲态下的重选优先级及连接态下的切换、负荷均衡策略。对于双层网，优先级策略原则为覆盖层低优先级、容量层高优先级：针对1.8GHz/2.1GHz混合组网场景，设置为2.1GHz高优先级、1.8GHz低优先级，即在空闲态下用户优先驻留2.1GHz频段，对应连接态下也优先使用2.1GHz频段资源；针对1.8GHz/800MHz混合组网场景，设置为1.8GHz高优先级、800MHz低优先级，即在空闲态下用户优先驻留1.8GHz频段，对应连接态下也优先使用1.8GHz频段资源。同时，开启负载平衡，平衡网络负荷较重情况下不同频段网络的负荷。

4.1 配置策略

（1）保证尽量多的用户能驻留在高优先级频段小区，因此只有当服务小区的信号质量低于一定条件时才开启异频测量。同时，当低优先级频段小区服务质量高于高优先级频段小区时，才考虑将用户从高优先级频段的小区切换到低优先级频段的小区。

（2）只要高优先级频段小区的服务质量高于一定门限，就可将用户从低优先级频段小区回切到高优先级频段小区。

（3）同一地理位置低优先级频段小区信号质量要好于高优先级频段小区，为了保证UE尽早能切换回高优先级频段小区，低优先级频段小区要更早地开启异频测量。

（4）具体的参数配置与实际网络的交叠情况有关，需要根据实际网络覆盖及小区交叠情况进行优化调整。

4.2 连接态切换

为实现上述策略，配置如下：

（1）A2和A1事件用于打开和关闭异频测量；

（2）异频的A3事件触发高优先级频段到低优先级频段的切换；

（3）A4事件用于触发低优先级频段到高优先级频段的切换。

具体的参数配置如下：

（1）UE驻留在高优先级频段小区：

◆当ServerCell RSRP<-110dBm时（A2事件），开启异频测量；

◆当ServerCell RSRP>-100dBm时（A1事件），关闭异频测量；

◆当低优先级频段异频NeighbourCell RSRP>高优先级频段ServerCell RSRP+3dB时（A3事件），切换至低优先级频段邻区。

（2）UE驻留在低优先级频段小区：

◆当ServerCell RSRP<-90dBm时（A2事件），开启异频测量；

◆当ServerCell RSRP>-80dBm时（A1事件），关闭异频测量；

◆当高优先级频段异频NeighbourCell RSRP> -104dBm时（A4事件），切换至高优先级频段邻区。

4.3 异频策略：空闲态重选

空闲态的重选考虑：UE在Idle态的测量是始终开启的。

另外为了避免重选和切换的频繁发生，重选门限和切换门限之间需要预留一些余量，且重选门限低于切换门限，避免接入后立刻发生切换的情况。

通过配置载频优先级来保证用户优先驻留在高优先级频段小区。

具体的参数配置如下：

（1）UE驻留在高优先级频段小区：

◆当ServerCell RSRP<-112dBm时，开启测量；

◆当ServerCell RSRP<-112dBm且低优先级频段异频NeighbourCell RSRP>-106dBm时，重选至低优先级频段邻区（高优先级频段切换到与低优先级频段门限一致）。

（2）UE驻留在低优先级频段小区（低优先级）：

当高优先级频段异频NeighbourCell RSRP> -106dBm，重选至高优先级频段邻区。

5 结束语

随着互联网技术的迅速发展，高速数据业务需求推动着4G网络的建设，只有大容量、高质量的网络才能满足未来业务的发展需要，而频率资源是网络建设的基础。文章通过探索不同频率的资源特点及其差异化的覆盖方式，提出LTE FDD多频组网的几种方式及多频段之间协同与切换的策略，以助益运营商更合理地使用有限的频率资源规划网络建设，进一步发挥FDD LTE的网络优势。

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