居民区NR2.1G40M 与3.5G 协同优化方案研究

孙建军 汪能渊

中国电信股份有限公司南通分公司

0 引言

电信和联通在3.5G 频段已经共建共享，2.1G 频段各有20M 带宽，通过充分的融合组建一张40M 的2.1GNR 网络，其基本性能与3.5G100M 基本相当，甚至2.1G 的穿透率和上行速率好于3.5G。但是城区宏站使用3.5G，低流量居民区和高层（18 层以上）居民区使用2.1G，就存在2.1G 和3.5G 插花组网，有切换、感知问题。本研究在对NR2.1G40M 和3.5GHz频段的覆盖性能、业务承载等方面进行对比分析，为后续居民区2.1G40M 组网参数提供重要参考依据。

1 理论分析

1.1 3.5GNR 理论速率

以100M 带宽、子载波30KHz 为例：

（1）资源块PRB 数目。最多传输的PRB 数目为273 个。

（2）符号Symbol 数目。每个slot 时隙的OFDM 符号是14 个，每个slot 时隙占用的时间是0.5ms，假设其中3 个符号用于发送参考信号、控制信号等开销信号，剩下11 个符号用于数据传输。

（3）帧结构。2.5ms 双周期帧结构，如图1 所示，每5ms里面包含5 个全下行时隙，3 个全上行时隙和2 个特殊时隙。Slot3 和Slot7 为特殊时隙，配比为10：2：2。

图1 电信联通2.1G 频率

（4）上行理论峰值速率计算。上行基本配置：2 流，64QAM（一个符号6bit）。

由2.5ms双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为10：2：2 的情况下，5ms 内有（3+2*2/14）个上行slot，则每毫秒的上行slot 数目约为0.657 个/ms。

上行理论峰值速率=273RB*12 子载波*11 符号*0.657/ms*6bit*2 流=271Mbps。

（5）下行理论峰值速率计算。下行基本配置：4 流，256QAM（一个符号8bit）。

由2.5ms双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为10：2：2 的情况下，5ms 内有（5+2*10/14）个下行slot，则每毫秒的下行slot 数目约为1.28 个/ms。

下行理论峰值速率=273RB*12 子载波*11 符号*1.28/ms*8bit*4 流=1.37Gbps。

1.2 2.1GNR 理论速率

电信在2.1G 频段拥有2110-2130MHz，联通拥有2130-2155MHz，共45MHz 频段。将电信和联通的各20M 合并，组成40M 的NR，联通保留5M 用于3G 业务，如图1 所示。

以40M 带宽、子载波15KHz 为例：

（1）符号Symbol 数目

2.1GNR 子载波间隔为15KHz，每个slot 时隙的OFDM 符号是14 个，每个slot 时隙占用的时间是1ms。假设其中3 个符号用于发送参考信号等开销信号，剩下11 个符号用于数据传输。

（2）资源块PRB 数目

根据3GPP 协议，N1 频段（2.1G）、基站（BS）和手机（UE）均支持40M 带宽，占用216 个RB。

（3）上行理论峰值速率计算

上行基本配置：2 流，64QAM（一个符号6bit）。

上行理论峰值速率=216RB*12 子载波*11 符号*1/ms*6bit*2 流=326Mbps。

（4）下行理论峰值速率计算

下行基本配置：4 流，256QAM（一个符号8bit）。

下行理论峰值速率=216RB*12 子载波*11 符号*1/ms*8bit*4 流=870Mbps。

由此可见，2.1NR40M 的上行峰值速率＞3.5NR100M 的上行峰值速率；2.1NR40M 的下行峰值速率低于3.5NR100M 下行峰值速率。

2 确定速率拐点

城区的居民小区，小区外面是3.5G 宏站，小区内部是2.1G滴灌。按照现有的参数：3.5G的优先级高于2.1G，且3.5G切2.1G的条件比较严格，导致虽然小区内建有2.1G 滴灌，但是基于优先级策略，用户很难占上2.1G，导致部分用户感知速率不好。

通过对居民区2.1G 40M 和3.5G 的测试数据进行分析，统计不同信号强度下的下行和上行速率情况，通过实际测试数据来遴选出合适的业务感知拐点，由业务体验拐点来指导多频段互操作参数的门限设置。

2.1 测试方法

分别选取NR3.5 的64TR 宏站和NR2.1 40M 的4TR 滴灌小区进行拉远测试，测试次数不同业务各10 次。（1）测试方法：终端锁频段，从电平RSRP 在-80dBm 以上开始测试，测试至-115dBm 左右或者切换至4G。（2）测试业务：下载业务、上传业务（3）统计数据：统计不同频段下RSRP 和上下行速率的变化趋势。（4）注意点：周边同频段小区电平强的情况下临时闭锁，减少对测试速率的影响。

2.2 测试结果

本次NR3.5 小区选择64TR 的室外宏站，NR2.1 小区选择40M 滴灌小区。

测试结果得出对比数据，其中NR2.1 和NR3.5 的下行速率如图2 所示。

图2 NR2.1 40M 和NR3.5 下行速率拟合图

NR2.1 和NR3.5 的上行速率如图3 所示。

图3 NR2.1 40M 和NR3.5 上行速率拟合图

2.3 测试结论

（1）在相同信号强度下，NR2.1G40M 上行速率高于NR3.5G100M。

（2） 当RSRP＞-99dBm 时，NR3.5G 下行速率高于NR2.1G 40M，而当RSRP＜-99dBm 时，NR2.1G 40M 下行速率较高。

（3）当RSRP 介于-105dBm 和-95dBm 之间时，NR2.1下行速率和NR3.5G 下行速率有时候2.1 高于3.5，有时候3.5高于2.1，且差距在20Mbps 以内，两者差距不大。

综合上下行速率拐点，NR3.5 RSRP 低于-95 dBm、NR2.1G RSRP 高于-100 dBm 时，3.5G 向2.1G 切换，NR2.1G RSRP 低于-105 dBm、NR3.5G RSRP 高于-95 dBm 时，2.1G 向3.5G 切换。

3 互操作参数试点方案配置

3.1 参数设置

基于以上的拐点测试分析，选择合适的居民区场景设置不同的门限，对比不同门限设置下对居民区用户感知的影响。T0 值参数使用省公司现网建议值，T1 值参数使用根据拐点设置的A5 门限值，T2 参数使用异频A3 切换。具体方案如表1所示。

表1 参数设置方案

3.2 居民区测试结果

选择某居民小区如图4 所示，做CQT 和DT 测试，其中DT 测试涉及小区外围一圈道路及小区内道路，CQT 测试则选择小区东南西北中6栋楼宇，分别选择低、中、高楼层进行测试，终端自由态测试，测试FTP 上传下载，验证上下行速率提升及频段占用情况。

图4 小区和基站情况

测试结果如表2 所示。T0 由于3.5G 的异频切换出门限较高，小区内部东北侧道路基本全部占用NR3.5 小区，整体RSRP 为-83.06dBm，SINR 为10.68，下载速率256.03Mbps，上传速率70.55mbps，3.5G 频段占比47.37%，2.1G 频段占比52.63%。

表2 DT 测试情况表

T1 修改异频切换门限后，占用2.1G 小区后切换出门限自身必须小于-105dBm，3.5G 小区需大于-95dBm，异频切换出难度更高。T1 的DT 测试3.5G 频段占比9.37%，2.1G 频段占比90.63%，相比T0 数据RSRP 从-83.06 提升至-74.39，SINR 从10.68 下降至8.67，下载速率由256.03Mbps 下降至190.13Mbps，上传速率由70.55Mbps 提升至79.92Mbps。整体下行速率有所下降，但覆盖RSRP 和上行速率有明显提升。居民区东南侧和西北侧路段由于距离NR3.5G 站点较近，因此3.5G 小区电平覆盖较好，未达到门限（-95dbm），所以测试数据占用3.5G 小区。

T2 修改异频切换方式为异频A3，T2 的DT 测试3.5G 频段占比9.34%，2.1G 频段占比90.66%，相比T1 数据RSRP从-74.39dbm 提升至-73.04dbm，SINR 从8.67 上升至9.05，下载速率由190.13Mbps 上升至205.17Mbps，上传速率由79.92Mbps 上升至91.43Mbps。相比T1 测试数据，T2 数据在居民区西北侧更容易占用NR2.1G 小区，其余数据两者差别不大。

3.2.2 小区外围道路DT

测试结果如表3 所示。T0 数据小区外围道路DT 测试全量占用3.5G 小区。

表3 DT 测试情况表

T1 的DT 测试3.5G 频段占比60%，2.1G 频段占比39%，相比T0 数据RSRP 从-85.34 提升至-80.23，SINR 从16.82 下降至12.79，下载速率由437.97Mbps 下降至286.88Mbps，上传速率由90.81Mbps 提升至99.38Mbps。下行速率有所下降但覆盖RSRP 和上行速率有明显提升。

T2 的DT 测试3.5G 频段占比52%，2.1G 频段占比48%，相比T1 数据RSRP 从-80.23dbm 提升至-74.75dbm，SINR 从12.79 下降至15.82，下载速率由286.88Mbps 上升至328.28Mbps，上传速率由99.38Mbps 下降至74.1Mbps。

T1、T2 数据显示，在居民区滴灌信号和宏站覆盖信号均较好的情况下，周边道路上如果占用2.1G 小区后不容易切出，因此建议在部署策略时需控制居民区小区信号覆盖，或者在居民区靠近道路的外围小区调整时设置为T0 方案。

(6)环境重建指标。环境重建指标是绿色矿山建设中不可忽略的评价指标，环境重建指标中要求企业在矿山开采过程中制定合理的环境管理方案，以防企业再走先污染后治理的老路。根据相关规定，环境重建指标所占的费用应占到矿山企业年销售额的2%以上。

3.2.3 楼宇CQT

选取图5 中画框的6 幢楼，每幢楼选择高中低3 个点，共18 个点室内CQT 测试。

图5 CQT 楼宇

其中5 个点策略调整前后占用小区有所变化，主要集中在靠近3.5G宏站的44、39号楼。两栋楼宇离3.5G宏站约200m远，44 号楼属于小区最北侧楼宇，NR2.1G 滴管从南往北打覆盖，测试点位在北边，因此NR2.1G 信号较弱，策略修改前后，仍以3.5G 为主。39 号楼验证效果较为明显，两个策略均可稳定占用NR2.1。其测试结果如表4 所示。

表4 CQT 测试情况表

3.2.4 测试小结

（1）T1 和T2 策略均可以有效提升NR2.1G 小区占用比例，两者效果接近，T2 的异频A3 切换方式会更加容易占用NR2.1。

（2）居民区内部道路T1 的DT 测试调整异频切换门限，相比T0 数据RSRP 从-83.06dBm 提升至-74.39dBm，SINR 从10.68 下降至8.67，下载速率由256.03Mbps 下降至190.13Mbps，上传速率由70.55Mbps 提升至79.92Mbps。整体下行速率有所下降但覆盖RSRP 和上行速率有明显提升。

（3）居民区内部道路T2 的DT 测试调整异频切换方式，相比T1数据RSRP从-74.39dBm提升至-73.04dBm，SINR从8.67上升至9.05，下载速率由190.13Mbps 上升至205.17Mbps，上传速率由79.92Mbps 上升至91.43Mbps。相比T1 测试数据，T2 数据在居民区西北侧更容易占用NR2.1G 小区，其余数据两者差别不大。

（4）在居民区滴灌信号和宏站覆盖信号同时覆盖均较好的情况下，周边道路上如果占用2.1G 小区后不容易切出，建议在部署策略时需控制居民区小区信号覆盖，或者在居民区靠近道路的外围小区调整时设置为T0 方案。

（5）CQT 点位测试T1T2 策略下，绝大部分区域可以稳定驻留在NR2.1G 小区上。

3.3 居民区KPI 性能分析

市区完成了44 个居民区2.1G 滴灌扩频40M，同时实施了多频协同优化参数，对实施后整体指标进行为期2 个月KPI评估。

3.3.1 业务指标

业务指标如表5 所示。

表5 主要业务指标表

T1 参数实施后相比T0，3.5G 流量占比由67.6%降低至53.2%，2.1G 流量占比由32.04%提升至46.08%，5G 总流量提升了13.93%，5G 分流比由34.79%提升至35.68%。

T2 参数实施后相比T0，3.5G 流量占比由67.6%降低至56.32%，2.1G 流量占比由32.04%提升至43.68%，5G 总流量提升了10.78%，5G 分流比由34.79%提升至35.21%。

从2 套参数实施效果来看，T1 和T2 参数相比T0 均有明显改善，其中T1 参数相比T2 参数可以使居民区2.1G 吸收更多流量，5G 流量和5G 分流比指标提升也更为明显。

3.3.2 关键性能指标

T1/T2 策略下发后，接通、切换、掉线等指标均有所改善，CQI 优良率由于吸收了更多边缘用户指标略有下滑，如表6 所示。

表6 主要关键性能指标

4 结束语

速率感知拐点：（1）当RSRP＞-99dBm 时，NR3.5G 下行速率好于NR2.1G 40M，而当RSRP＜-99dBm 时，NR2.1G 40M下行速率较高；（2）当RSRP 介于-105dBm 和-95dBm 之间时，NR2.1G 下行速率和NR3.5G 下行速率差距在20Mbps 以内，两者差距不大。（3）NR 2.1G 40M 小区测试上行速率整体要优于NR3.5G。

多频覆盖协同优化参数。T1 和T2 参数相比T0 均有明显改善，其中T1 参数相比T2 参数可以使居民区2.1G 吸收更多流量，5G 流量和5G 分流比指标提升也更为明显，建议整体策略使用T1 参数策略：（1）居民区内部2.1G 往3.5G 基于覆盖切换A5 门限1 下调至-105，A5 门限2 调整至-95，使得居民区内部用户能够稳定占用在2.1G 小区上；（2）居民区外部3.5G 宏站基于覆盖切换A5 门限1 调整至-95，A5 门限2 调整至-100；（3）居民区靠近道路的2.1G 小区，3.5G 和2.1G 覆盖重叠的路段，可考虑部署基于频率优先级的切换，道路覆盖倾向3.5G 驻留。