运营商高业务场景的TD-LTE扩容改造方案

朱曦宁，杨辉，汪玉琳，李懿

(1 中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司，广州 510623; 2 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

运营商高业务场景的TD-LTE扩容改造方案

朱曦宁1，杨辉2，汪玉琳1，李懿1

(1 中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司，广州 510623; 2 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

近年来中国移动大力建设TD-LTE网络，覆盖广度上已经达到较高水平，但目前有部分场景面临容量不足的问题，并可能出现无法接入、速率偏低等导致用户感知下降的情况。因此，为保持4G竞争领先，需对高业务场景进行多载波扩容。本文首先分析容量瓶颈并探讨扩容改造方法，最后提供典型方案实例供参考。

TD-LTE；容量扩容；高业务场景

4G网络建设前期由于用户暂未大量由2G/3G网络转移至4G网络，TD-LTE系统在容量上能够满足用户需求，因此大多采用单小区单载波的低配规划方案，暂未考虑网络厚度相关问题。TD-LTE网络中，无线小区资源是共享的，同一个小区里的用户数增多时，可能导致速率下降、无法接入、甚至基站设备因负荷过高而停止服务等后果。这种高业务压力的情况在后续的TDLTE 网络运维过程中可能会大量出现，故在规划中提前预估用户量，并制定有效的扩容方案来保障TD-LTE的网络服务和用户感知是有必要的。

1 高业务场景扩容改造方法

高业务场景是指聚集了大量用户的某些场景，例如体育场、交通枢纽、会展中心、景点公园以及部分超大型购物中心等。这些场景的空间一般较为集中，且展馆或会场内无物理信号隔断，信号均以可视路径传播，小区间隔离度较小，频率复用难度较大，对频率组网策略提出较高的要求。

1.1 改造思路

现网一般通过增加载波的方式增加网络资源，从而提升网络容量。主要通过预估场景忙时用户数，再根据设备标准的单载波最大支持用户数，估算规划扩容需要的载波数量。

实际网络建设中，载波与逻辑小区一一对应，覆盖方向与物理扇区一一对应。载波资源可以通过物理扇区分裂及增加逻辑小区（增加载波）的方式增加。考虑到物理扇区改造受到无线环境、空间隔离度等因素限制，且当物理扇区数量更多时，系统通过软件扩容的潜力更大。另外，由于物理扇区分裂涉及硬件改造，后期多次进场改造难以实现。因此扩容规划中，对于容量需求预期高的重点场景，如大型展馆、体育馆、会展中心等可以优先考虑前期改造中在物理隔离度允许的情况下进行物理扇区分裂，提高总载波数量并提升网络扩容潜力上限；对于其它容量需求预期不高的场景，优先采用成本低，工程难度低的增加逻辑小区扩容方案。

1.2 改造方法

1.2.1 扩容改造方法

扇区分裂主要是通过精细化控制单扇区覆盖范围，将原有大覆盖范围的单扇区，分裂成覆盖范围较小的多个扇区，逻辑小区扩容主要是通过增加单扇区载波方式进行扩容，具体可以通过表1方法实现。

表1 扩容改造方法

1.2.2 载波配置建议

TD-LTE是同频组网系统，相邻小区间干扰敏感。在以室内为主的高业务场景中，同频组网对小区间隔离度要求严苛，因此建议采用异频组网方式建设。中国移动目前拥有F频段30 MHz、D频段60 MHz、E频段50 MHz频率资源，可使用D、E频段异频组网方式，实现小区间干扰规避，且能保证单扇区频率资源在2个20 MHz以上，保证网络容量。

1.2.3 设备支持能力

TD-LTE无线主设备的支持能力，是影响网络容量的因素之一。设备能力按标称值为单载波支持RRC连接用户数1 200个，激活态用户数400个。同时，BBU存在最大用户接入处理能力的限制，基带板存在最大支持载波、RRU连接能力的限制。因此，在工程实际中，需充分了解设备支持能力与建议配置，在投资与网络质量间找到平衡点，优化扩容改造方案。表2、3选取国内现网某主流厂商设备进行举例分析。

表2 BBU最大支持能力

表3 厂家A配置方案

1.2.4 工程改造方案

1.2.4.1 宏站双/多载波工程改造方案

该场景要求现网RRU支持双/多载波，以某型号RRU为例介绍双/三载波工程改造方案，其它型号RRU双/三载波扩容方案与之基本相同。

（1）RRU改造：对于IR接口光缆资源不足的，优先采用开启IR压缩解决。未开启IR压缩时，对于光缆资源充足的可以采用将4芯户外光缆，分别连接RRU的两个光口方式；不开启IR压缩时，工程改造较为复杂，具体情况如图1所示。

图1 宏站现网与双载波改造设备组网方案（未开启IR压缩）

（2）传输改造：协调传输侧对该站点传输带宽资源进行双倍/三倍扩容。

（3）单板改造：双载波扩容时，新增1块BPL1单板；三载波扩容时，新增2块；新增6个10G光模块。

（4）电源改造：若超过3块基带板则需增配1块PM电源模块。

（5）配置改造：按照网络拓扑修改配置数据，增加对应载波小区。

1.2.4.2 室分站点双/多

载波工程改造方案

该场景要求现网RRU支持双/多载波，高话务重点保障覆盖区域，不建议使用单通道RRU进行覆盖。下面以某双通道RRU为例介绍双/三载波工程改造方案，其它型号RRU双/三载波扩容方案基本与之相同。

（1）RRU改造：因光口容量限制，该RRU做双载波时，级联能力将下降，此时优先开启IR压缩功能，尽可能保证级联能力，降低工程改造难度。不开启IR压缩功能时，双载波时仅能支持两级级联，现网如有大于两级级联的需工程改造为两级级联或不级联；不开启IR压缩时，工程改造较为复杂，具体情况如图2所示。

图2 室分现网与双载波改造设备组网方案（未开启IR压缩）

（2）传输改造：与宏站相同。

（3）单板改造：单载波场景，1块BPL1单板可以支持6个双通道RRU的基带处理，双载波时支持RRU数量减半，依次类推。

（4）配置改造：与宏站相同。

1.2.4.3 新增基站应用建议

如现场高话务场景无法通过双/多载波扩容或异频同覆盖扩容解决，建议新增一套基站建立D频段、E频段小区或小基站增强容量。

小基站基本部署原则类似于GSM的分层小区结构，但又在GSM分层网的基础上，利用OFDM特性进行优化改进，以实现不同层网络间的同频部署。

2 扩容改造案例

2.1 覆盖现状分析

某展馆建筑面积395 000 m2，展厅主体3层，共13个展厅，每个展厅面积约10 000 m2。展厅与展厅之间在平面上是互相连通的，构成连续的展览空间。

该场馆目前的覆盖情况如图3所示。

图3 会展中心覆盖及组网图

该会展中心室分工程主要覆盖3个展馆的室内区域和珠江漫步道，共使用14套BBU、161个RRU，目前设置小区数为98个。

2.2 扩容改造方案

容量瓶颈分析：从现有室分方案看，目前的方案存在以下问题：3期展厅之间过道未设置天线覆盖；现有小区容量不足。对于过道，可以采用设置独立小区方式解决，对于展厅现有容量不足，由于该会展中心长期承办大型展会，人流量大，容量需求预期高，因此采用扇区分裂且同时进行逻辑小区扩容的方式，提高总载波数量的同时提升网络扩容潜力上限，如图4、5所示。

图4 改造方法

由于场馆面积较大，可利用工程手段控制单扇区覆盖面积，本次改造主要利用扇区分裂及单小区双载波扩容方式，在增加单展厅载波数量的同时，利用异频组网降低邻区干扰。改造后扇区数增加33个，逻辑小区数增加110个，支持接入用户数为24.9万人，增加了13.2万人，网络容量增加112%。

图5 与改造后组网方式

3 总结与展望

TD-LTE容量特性作为网络系统重要的评估指标，是衡量网络能否给用户提供可靠稳定的业务感知的标准。本文以网络容量分析为基础，基于扇区分裂及载波扩容两种方式制定的扩容改造方案来提升网络容量是可行的，可以有效提升用户体验。未来载频资源充分使用后，可以通过优化参数配置的方式进一步提升网络容量，具体方法仍需要进一步研究。

[1] 焦燕鸿，赵旭凇. TD-LTE无线网络利用率评估体系探讨[J].电信工程技术与标准化，2013(1).

[2] 李通，程日涛，王潜渊，等. TD-LTE深度覆盖方案[J].电信工程技术与标准化，2012(7).

[3] 余国辉. 解析TD-LTE容量特性及影响因素[J].信息通信，2013(4).

[4] 范波勇，张敏. TD-LTE系统中影响容量因素的研究[J]. 通信技术，2014(7).

Study on capacity expansion of carrier TD-LTE network in high traffic situation

ZHU Xi-ning1, YANG Hui2, WANG Yu-lin1, LI Yi1
(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Guangdong Branch, Guangzhou 510623, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

A TD-LTE network has been constructed by CMCC recently. The coverage of their network is high-level. But there are still some area which is lack of capacity. The user experience might be degrade by the phenomenon as access failure or slow netwoke speed caused by it. For holding the lead of 4G network, it is necessary to expand the capacity of network in this condition. This article will analyze the reasons and put forward some methods to expand the capacity. And a example is given to shown how to realize the capacity expansion.

TD-LTE;capacity expansion; high traff i c situation

TN929.5

A

1008-5599（2017）04-0081-05

2016-01-25