800M LTE城区组网策略及深度覆盖研究

唐耀生



800M LTE城区组网策略及深度覆盖研究

唐耀生

中国电信股份有限公司南通分公司，江苏 南通 226001

800M频谱重耕实施过程中面临诸多规划设计相关的问题，同时现网业务的承载需要逐步过渡到重耕系统上，必然需要考虑两者之间的频率干扰和融合问题。通过800M跨频段的载波聚合技术，合并了分散不连续的现有载频，极大地提高了频谱利用率，为用户提供更好的体验，为800M规划和建设提供了宝贵经验。

800M；频谱重耕；载波聚合

引言

800M由于低频频率特性，相比高频段而言损耗率较低，能够实现农村、偏远乡镇和密集城区等的4G网络高质量覆盖。目前正处于800M LTE建网初期，城区深度覆盖、网络规划优化的经验匮乏。本文通过对800M在城区深度覆盖的研究和验证，提出了先进的频谱使用技术、合理的频谱规划、有效的频谱管理等创新性方案，为800M规划和建设提供了宝贵经验。

1 800M城市深度覆盖体系

1.1 800M城市深度组网规划

CDMA网络已经是一个覆盖成熟的网络，且与800M LTE同属800M低频网络、频率特性相当，因此集团在800M LTE建设方案整体上是遵循与C网1∶1的组网比例的，这样也避免了远近效应[1]。但是对于一些大型小区的深度覆盖，完全按照与C网1∶1比例组网并不一定能达到全面覆盖，还需要参照1.8G LTE站点覆盖进行规划，而且CDMA退网也是未来整体网络的趋势， 本文通过多场景的测试研究，总结出如下组网参考经验：

（1）整体上遵循800M LTE/CDMA 1∶1的比例[2]。

（2）密集城区场景。当服务小区共址时，800M LTE覆盖效果远优于1800M，因此对于重要场所，可以考虑在原有1.8G LTE基站上新增800M，更好提升覆盖，也能分担话务。

（3）普通城区场景。800M/1800M LTE采用大于1∶3、小于2∶3的扇区比例，在达到好的覆盖效果的同时也能节约投资。

（4）阻挡严重场景。800M C/L共址站点小区存在严重阻挡，且周边1800M小区多于800M，可以评估周边1800M LTE覆盖情况后，在最优覆盖的1800M基站上新增800M LTE。

1.2 800M多频段互操作方法

选定密集居民区、商业区等城区场景环境试验互操作方案。通过制定策略，达到连续优质覆盖的效果。

图1 驻留策略

具体策略为：开机优选1.8G频点，当用户驻留在1.8G LTE覆盖，能够得到良好的业务体验；当用户离开1.8G LTE覆盖区域，则优先在800M LTE网络驻留/继续业务[3]；若无800M等 LTE网络则回落到3G CDMA，一旦用户终端重新检测到LTE覆盖，则返回LTE。

1.2.1 空闲态重选

图2 重选策略

（1）优先级。FDD 2.1G优先级设置为4，1.8G设置为3，FDD 800M优先级设置为2。

（2）网络承载。FDD 2.1G/1.8G作高数据承载网，FDD 800M作深度覆盖承载网[4]。

（3）重选规则。当1.8G/2.1G LTE RSRP低于-100 dBm时，启动向800M重选，800M LTE大于-95 dBm时，则重选至800M LTE小区；当1.8G/2.1G LTE覆盖>-100 dBm时，优先重选到1.8G /2.1G LTE高数据性能网络。终端根据策略自主进行异系统邻区测量和重选判决过程。

RRC Reject：当服务小区负荷较高时，系统可拒绝该RRC连接建立请求，并在拒绝消息中指示终端尝试异系统。

1.2.2 连接态切换

图3 切换策略

异频采用基于覆盖的A2+A3，用户在1.8G LTE覆盖好的地方占用1.8G实现高数据体验，移动到1.8G覆盖不足区域，如进入楼层内部，则切入800M实现优良的连续覆盖。

表1 切换参数

1.3 800M载波聚合技术运用

1.3.1 载波聚合的流程

（1）载波激活。只有在主载波已经满足不了终端的下载速率的情况下，辅载波才会被激活[5]。

首先基站动态计算一个门限，然后基站周期性的用该门限比较终端buffer里面的数据，如果门限大于终端buffer里面的数据，辅载波就会激活。

（2）动态门限按照以下方式去计算。

门限值=用户主小区平均频谱效率×该小区平均获得的PRB数量，即该用户在主小区能获得的数据传输量[6]。

（3）载波去激活。有一个可配置的时间控制。如果在配置时间内，出现下面的场景，辅载波就去激活，该参数默认是1280 ms。

（4）辅载波激活。辅载波的激活是通过MAC CE告诉UE，在MAC CE中有一个标识位。改值是1代表辅载波被激活，该值是0代表辅载波去激活。

图4 载波激活

1.3.2 载波聚合的效果

（1）实现1.8G 15M+800M 5M的双载波聚合，峰值下行速率能达到143M。

（2）实现双载波到双载波切换并实现Scell的添加。

（3）双载波到双载波切换，成功率为100  %，切换时延正常。

（4）可实现1.8G+2.1G+800M载波聚合，进一步提升速率感知。

2 800M城市深度覆盖策略研究

2.1 800M城区深度覆盖组网策略

2.1.1 800M邻频干扰分析

1）邻频干扰原理

800M LTE与CDMA都会存在发射机邻道泄露（ACLR）和接收机邻道选择性（ACS）指标，从而决定邻频系统信号对本系统的干扰程度。

邻道干扰功率比（ACIR）是衡量邻频干扰的主要指标：

在共站时，800M LTE与CDMA基站至终端路径损耗相同，邻频干扰可以忽略；在不共站场景，CDMA对LTE下行影响严重，路损差大于18 dB就有可能产生干扰、用户与800M LTE和EVDO间的路损差大于28 dB有可能产生干扰。

在实际网络部署中，难以控制用户与CDMA和LTE基站间的路损差，因此要求在同一区域800M LTE/CDMA应1∶1共站部署，以避免不共站部署时带来的邻频干扰。

图5 非共站邻频干扰

2.1.2 800M/1.8G组网比例探究

800M LTE具有和CDMA相当的频率特性和覆盖效果，因此集团参照成熟的CDMA网络，在800M整体建设上是遵循与C网1∶1比例组网的，也避免了邻频干扰。但是对于一些大型小区的深度覆盖，完全按照与C网1∶1比例组网并不一定能达到最优的覆盖效果，因此在800M LTE与CDMA共址的基础上，还需要参照1.8G LTE的覆盖进行规划。

在不共站场景，CDMA对LTE下行影响严重，用户与800M LTE和EVDO间的路损差大于28 dB则可能产生干扰，因此在1.8G LTE独立站点上增加800M LTE时尽量选择靠近CDMA站点的1.8G站点，以规避邻频干扰。由于CDMA退网将会是未来网络发展的趋势，邻频干扰带来的问题也随之减弱，因此研究800M/1.8G LTE不同比例组网就显得尤为重要。

通过多场景测试研究，总结出如下组网策略：在整体上遵循800M LTE/CDMA 1∶1的比例；在密集场景中，当服务小区共址时，800M LTE覆盖效果远优于1800M，因此对于重要场所，可以考虑在原有1.8G LTE基站上新增800M，更好提升覆盖，也能分担话务；在一般城区场景下，800M/1800M LTE采用大于1∶3、小于2∶3的扇区比例，在达到好的覆盖效果的同时也能节约投资；对于800 C/L共址站点小区存在严重阻挡时，且周边1800M小区多于800M时，可以评估周边1800M LTE覆盖情况后，再在最优1800M基站上新增800M LTE。

2.2 800M城区深度覆盖效果验证

2.2.1 覆盖增强的效果

（1）由于800M信号的传播特性，进入建筑物内后或在大型建筑物群场景传播，800M信号的衰减幅度明显慢于1800M信号，幅度大约为0～20 dB。所以，从信号强度因素来看，800M信号在覆盖方面的增益为0～20 dB。

（2）大型小区深度覆盖场景中，LTE网800 MHz频段较1800 MHz频段，信号强度为-100 dBm时，覆盖距离可提高20 %，-110 dBm时，覆盖距离可提高59 %，-110 dBm信号覆盖距离可以达到650m。

2.2.2 业务速率的比较

LTE800 和LTE1800 由于目前可用的带宽不同，在好、中点，信号质量较好的无线环境中，LTE1800 的速率仍具备比较大的优势。但在不同场景的楼宇内部区域或远点，LTE800的速率的衰减比LTE1800缓慢，所以在一些点甚至可能出现速率的逆转。

2.2.3 800 MHz LTE与CDMA差异

LTE网800 MHz与CDMA网800 MHz电平差值在16 dB～24B之间波动，与位置分布无关；由于网络制式差别，LTE网速率均优于CDMA网速率。

2.3 800M多频段互操作参数研究

2.3.1 互操作参数策略制定

针对城市密集居民区、学校、商业区等1.8G LTE深度覆盖不足的区域，在800M/1.8G/2.1G LTE间制定系列的互操作方案，实现连续的优质覆盖和良好的业务体验。

互操作整体的策略是：FDD 1.8G/2.1G提供高业务性能，FDD 800M作深度覆盖承载，CDMA提供基础基础数据和语音。

透过KPI指标可知，互操作参数修改后，1.8G基站CQI指标得到提升，说明在1.8G LTE覆盖不足的区域，过渡至800M LTE网络，而800M由于自身的频段特性，能提供良好的深度覆盖质量，因此800M基站各项KPI基本保持平稳。

2.3.2 互操作参数策略效果

选取一组1.8G/800M、1.8G、1.8G/800M 3个站点覆盖的小区进行参数实验，互操作参数修改后，1.8G基站CQI指标得到提升，说明在1.8G LTE覆盖不足的区域，过渡至800M LTE网络，而800M由于自身的频段特性，能提供良好的深度覆盖质量，因此800M基站各项KPI基本保持平稳。

2.3.3 互操作策略分析总结

本次研究的800M/1.8G/2.1G互操作参数运用在小区的深度覆盖中，终端在一般覆盖区域占用1.8G/2.1G高数据网络，在1.8G LTE覆盖不足的区域，过渡至800M LTE网络，能实现连续优质的业务体验，保障了现有网络同800M网络的互操作性，有效提升了用户感知。

2.4 800M载波聚合系统性能分析

2.4.1 800M/1.8G载波聚合应用

在800M/1.8G LTE上创新实现载波聚合，能提供更高的速率、更灵活的负载平衡和更高的频谱利用率。

图6 设备方案

实现1.8G 2T2R + 800M 2T2R，需新增800M RRH，800M RRH光纤，现网1.8G 2T2R硬件仅需扩容一块FBBC，即支持1.8G 2T2R S111 + 800M 2T2R S111配置。

（1）和小区的配置，以及辅载波的负载情况来添加辅载波。载波的增加是通过层3信令告诉终端。

（2）载波删除：只有辅载波不可用或终端要切换到其他小区才会删除辅载波，载波的删除是通过层3信令告诉终端。

（3）配置过程及参数：基站配置两小区Cell 1和Cell 2，频段分别为Band3和Band 5，小区处于激活态，状态正常；基站开启载波聚合功能；LTE核心网正常运行；终端在核心网开户要求AMBR下行大于300 Mbit/s，上行大于100 Mbit/s。

表2 载波聚合参数

2.4.2 800M载波聚合性能分析

图7 下行峰值速率

图8 上行峰值速率

图9 系统内切换

通过实现1.8G 15M+800M 5M的双载波聚合，峰值下行速率能达到143M；双载波到双载波切换控制面用户面时延正常，并实现Scell的添加。1.8G 15M+800M 5M的双载波聚合系统性能正常，能提供高速的速率及移动性管理，后期更可实现1.8G+2.1G+800M 3载波聚合，进一步提升业务速率和用户体验。

3 结束语

本文800M频谱的重耕策略可以较好的融合提升现网承载能力，不仅适用于密集城区的深度覆盖场景，还可在农村广覆盖场景大力推广，特别是已实践应用的800M跨频段载波聚合技术，成倍的提高了速率，提升了用户感知，丰富了网络优化的方法，对于日常网优工作具有实际应用和推广价值。

[1]马霓，夏斌.LTE/LTE-Advanced-UMTS长期演进理论与实践[M].北京：人民邮电出版社，2014：481-502.

[2]戴源，朱晨鸣，王强，等.LTE无线网络规划与设计[M].北京：人民邮电出版社，2012：144-214.

[3]刘泉.浅谈中国电信LTE800M规划的基本方法[J].信息通信，2016（1）：255-260.

[4]罗凤娅，陈杨，杨芙蓉.LTE800M与异系统共址部署分析[J].信息通信，2016（2）：3-8.

[5]冯芒.FDD-LTE和CDMA2000基站共址系统间隔离度分析[J].上海信息化，2014（5）：66-70.

[6]3GPP TS 36.104. Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）， Base Station （BS） radio transmission and reception[S]. 2010.

Research on Network Strategy and Depth Coverage of 800M LTE City

Tang Yaosheng

China Telecom Co., Ltd. Nantong Branch，Nantong, Jiangsu 226001

Many problems related to planning and design occurred in the implementation of 800M spectrum re-farming. At the same time，the carrying capacity of the current network business needs to be gradually transferred to the re-farming system. It is necessary to consider the frequency interference and integration between the current network business and the re-farming system. By using the 800M cross band carrier aggregation technology， combined dispersion discontinuity of the existing carrier frequency，which greatly improves the spectrum efficiency，provides a better experience for users and valuable experience for the layout and construction of 800M.

800M；Spectrum Re-farming；Carrier Aggregation

TN929.5

A

1009-6434（2017）01-0042-06

唐耀生（1985—），男，汉族，籍贯（精确到市）为江苏省南通市，当前职务为无线中心管理员，当前职称为中级工程师，学历本科，研究方向为网络优化。