高校融合组网方案的探索

◆谢红 王梅

高校融合组网方案的探索

◆谢红1王梅2

（1.重庆三峡职业学院 重庆 404155；2.中国电信股份有限公司重庆分公司 重庆 400010）

高校为高流量重要场所之一，大流量业务区主要集中在宿舍、教学区、食堂等。对于高校无线网络覆盖，前期形成宏微15M+20M结合的室内外多频组网策略已不能满足当前业务量的增长，特别是学生宿舍等高业务场景负荷居高不下。结合目前高校无线网络现状，探索2.1G 20M+20M融合组网策略，通过频移方式避开RS及RE干扰，验证总结出一套适用于20M+20M的2.1G融合组网方案。

扩频；频移；融合组网

1 高校网络现状

随着运营商不限流量套餐[1]在高校的推广，用户更关注的是如何更方便的获取网络资源。近年移动视频类APP迅猛发展，加速了用户需求从低流量通信业务向高流量视频业务的发展[2]，急剧的流量增长大量消耗网络资源，使校园用户体验感明显下降。高校大流量业务区主要集中在宿舍、教学区、食堂，且流量周期性集中，潮汐效应明显。如何最大化利用网络资源，提供满足用户行为的业务感知是摆在运营商面前的一大难题。

目前，高校主要采用L800M/L1.8G /L2.1G[3]多频组网结构，1.8G和800M为面，2.1G为点。为解决宿舍区域容量负荷问题，高校宿舍区域采用lampsite室内2.1G室分覆盖。高校充分利用宏站、微站、价值室分等实现分层覆盖模型，网络结构如图1。

图1 高校网络结构

2 高校室内组网情况

高校室分2.1G频段为了吸收室内流量，前期采用75+100频点异频组网（带宽15M+20M），随着高校招生日益扩大，学生及教职工人数快速增长，用户愈发密集，高校的业务量不断增加，室分小区负荷一直较高，网络承载压力越来越大。在访问高峰时期，网络中心部门经常能接收到师生反映的无线网速慢、卡、经常掉线等问题[4]。对视频下载速率、HTTP下载速率等用户感知提出新的要求。

图2 75频点场景分布

3 解决方案

通过对某高校宿舍楼进行20M+20M三种方案的试点验证，总结出100+103（20M +20M）融合组网是最优方案，效果显著。

3.1 场景痛点

痛点1：室外宏站2.1G采用100频点20M带宽连片，室分为了吸收室内流量采用75频点15M带宽异频组网错开，室分小区牺牲了5M带宽；

痛点2：15M与20M边界区域重叠频谱导致SINR差、引起重建、掉线，影响用户感知；

痛点3：15M与20M边界区域RS、RE干扰如何减轻，RE不对齐会导致严重干扰，RS不对齐会导致15M和20M小区PCI MOD3结果不同，但是RS还是会碰撞，导致严重干扰。

3.2 方案亮点

LTE频点间隔0.1MHZ，而一个20M载波实际占用18.015MHZ（100RB占据18MHZ，1个直流分量载波占据15kHz），15M载波实际占用14.015MHZ。若保证15M带宽前7.5M带宽RS与20M带宽RS对齐，则需满足：

f20M-9000kHz-15MHZ-6750kHz =45*m，且f20M-f15M=100 kHz *n（其中m，n为整数，f20M、f15M为下行中心频率）

方案一：采用82+100频点（带宽为15M+20M），如表1所示，可以保障RS和RE对齐，有效避免MOD3干扰，但带宽无增益。

表1 82+100频点

（1）有效带宽15M控制在2110-2130范围内，右侧留有5.05MHz保护带；

（2）20M和15M小区中心频点间隔是15kHz整数倍，RE对齐避免符号间干扰；

（3）20M和15M小区频率起点间隔是45kHz整数倍，确保沿用原15M连续组网的PCI时能够有效避开RS信号之间干扰。

方案二：采用100+103频点（带宽为20M+20M），如表2所示，可以保障RE对齐、减少符号间干扰，但是需要重新进行PCI规划，保障RS对齐，有5M的带宽增益，保护间隔700kHz。

（1）有效带宽20M控制在2110-2130范围内，右侧有效频段留有700kHz保护带，但边缘带宽与WCDMA重合300kHz，需验证与联通WCDMA干扰；

（2）20M小区中心频点间隔是15kHz整数倍，RE对齐避免符号间干扰；

（3）20M小区频率起点间隔不是45kHz整数倍，所以需重新规划PCI保障RS对齐。

方案三：采用100+109频点（带宽为20M+20M），如表3所示，可以保障RS和RE对齐，有效避免MOD3干扰，有5M的带宽增益；但是保护间隔只有100kHz。

（1）有效带宽20M控制在2110-2130范围内，右侧有效频段留有100kHz保护带，但边缘带宽与WCDMA重合900kHz，需验证与联通WCDMA干扰；

（2）20M小区中心频点间隔是15kHz整数倍，RE对齐避免符号间干扰；

（3）20M小区频率起点间隔是45kHz整数倍，确保20M连续组网的PCI时能够有效避开RS信号之间干扰。

具体验证方案信息如表4所示。

表2 100+103频点

表3 100+109频点

表4 验证方案信息表

3.3 方案验证效果

按照规划的方案，针对现网75+100异频组网小区（带宽为15M+20M）进行三种方案的验证对比，将Lampsite室分小区75频点分别调整为82、103、109频点验证效果，验证指标见表5。

表5 验证指标参数

（1）75频点与103&109频点路测指标对比

75频点调整为103、109频点后，带宽增加5M，下载速率明显提升，SINR略有增长；75频点调整为82频点后，带宽无增加、RS采用MOD3错开，下载速率和SINR指标略有增长，室内外切换均正常。

（2）75频点与103&109频点KPI指标对比

在同样的业务繁忙时，调整为103频点下行感知速率提升35.8%、流量提升17.6%，CQI≥7占比略下降0.2%；调整为109频点下行感知速率提升55.6%、流量提升10.5%，CQI≥7占比下降0.7%；调整为82频点感知速率、流量、CQI≥7占比略有提升。

综合考虑频谱带宽资源提升感知速率和联通WCDMA保护间隔，将75频点（15M）调整为103频点（20M），可以更好提升用户感知体验。

（3）75频点与103&109频点RSSI干扰对比

由于103、109频点边缘频段和联通WCDMA重叠但有效频段不重叠，通过对比翻频前后联通WCDMA小区和翻频小区干扰无明显变化，说明新规划频点103、109有效带宽与WCDMA不存在互相干扰。

4 应用及效果

100+103（20M+20M）融合组网方案已推广使用，已经在1661个75频点翻频103频点（20M），组网更新后周边覆盖情况及用户感知得到极大改善，忙时指标进行对比（见表6），各项指标均有提升，总流量提升70G/日，上行RPB利用率下降4.44%，下行PRB利用率下降5.71%，下行感知速率提升4.3Mbps，CQI＞7占比提升0.28%，有效释放压抑流量，流量提升明显，因而能更好提升用户感知。

表6 组网更新后指标参数

5 总结

结合高校现有网络情况，为解决网络承载压力大的问题，提出三种实验方案，并进行实地场景验证。结果表明，采用2.1G 100+103（20M+20M）融合组网策略，可有效提高室分校区负荷，缓解网络压力，提高用户满意度。因此，此策略在很多高校试点实施，后续将在不同校园进行进一步地验证和评估，进一步在商圈、景区等推广使用。

[1]SAMA M R，SAID S B H，GUILLOUARD K，et al. Enabling network programmability in LTE/EPC architecture using OpenFlow[C].2014 12th International Symposium on Modeling and Optimization in Mobile，Ad Hoc and Wireless Networks （WiOpt），May 12-15，2014，Hammamet，Tunisia. Piscataway，IEEE Press，2014.

[2]陈茂林，陈宝生，陈蛮，舒培炼.基于高校用户业务模型的容量需求研究[J]. 邮电设计技术，2019，（07）：50-53.

[3]欧阳晖. NR FDD 2.1G技术的研究和初步应用[J]. 移动通信，2019，43（12）：10-15.

[4]王洋.高瑞.刘炜.基于虚拟化技术的高校校园无线网安全与发展[J]. 网络安全技术与应用，2021（02）：76-78.

重庆市教委科学技术研究项目（KJQN201903508）