共天饋下多制式網(wǎng)絡的優(yōu)化分析

馬寧，權(quán)笑，孟夏，袁欣，王文博

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司， 北京 100080）

共天饋下多制式網(wǎng)絡的優(yōu)化分析

馬寧，權(quán)笑，孟夏，袁欣，王文博

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司， 北京 100080）

共天饋解決方案利用已有網(wǎng)絡資源，解決新入網(wǎng)絡部署站址獲取難、天面資源受限等問題，幫助運營商獲取一張“快速部署，低成本，高性能”的網(wǎng)絡，快速提升運營商綜合競爭力，本文主要分析在共天饋下多制式的網(wǎng)絡優(yōu)化，優(yōu)化時需要綜合考慮不同制式的覆蓋目標與業(yè)務發(fā)展目標，在RF、參數(shù)算法、承載業(yè)務等方面進行協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)多制式優(yōu)化效率與優(yōu)化質(zhì)量的雙提升。

共天饋；協(xié)同優(yōu)化；寬頻天線；精細優(yōu)化

1 前言

共天饋解決方案利用已有網(wǎng)絡資源，解決新入網(wǎng)絡部署站址獲取難、天面資源受限等問題，幫助運營商獲取一張“快速部署，低成本，高性能”的網(wǎng)絡，快速提升運營商綜合競爭力。全球主流運營商多采用共天饋解決方案快速建設(shè)LTE網(wǎng)絡，如印度巴蒂電信、美國Clearwire、日本軟銀等。中國移動聯(lián)合主流設(shè)備制造商在杭州、深圳及廣州進行了F頻段TD-LTE與A頻段TD-SCDMA雙模共天饋規(guī)模組網(wǎng)試驗，網(wǎng)絡性能優(yōu)異。截止目前，杭州TD-LTE已經(jīng)規(guī)模預商用，商用放號7 000個以上，深圳也即將進入預商用階段。

2 共天饋下的多制式網(wǎng)絡優(yōu)化分析

共天饋解決方案在有效解決LTE網(wǎng)絡建設(shè)難題的同時，對于共天饋下多制式網(wǎng)絡的優(yōu)化帶來了一定的難度。優(yōu)化時需要綜合考慮不同制式的覆蓋目標與業(yè)務發(fā)展目標，在RF、參數(shù)算法、承載業(yè)務等方面進行協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)多制式優(yōu)化效率與優(yōu)化質(zhì)量的雙提升。下面結(jié)合F頻段及A頻段分析業(yè)務傳播模型、天線及組網(wǎng)3方面對于協(xié)同優(yōu)化的影響。

2.1 頻率的傳播特性對于共天饋下兩網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化的的影響

不同頻率的電磁波在不同場景中的傳播特性有一定差異，頻率越高傳播損耗越高，覆蓋能力越弱，頻率越低傳播損耗越低，覆蓋能力越強。共天饋下兩網(wǎng)頻段覆蓋能力越接近，協(xié)同優(yōu)化難度越低。

（1）基于COST 231-Hata模型進行F頻段和A頻段傳播損耗分析。

標準COST 231-Hata傳播損耗模型：

PL[dB]＝A+B·lg(f)-13.82·lg(hb)-α(hm)+(C-6.55·lg(hb))·lg(d)

比較F頻段和A頻段在不同場景下的穿透損耗情況，如表1所示。

表1 F頻段和A頻段在不同場景下的穿透損耗情況

通過表1得出，F(xiàn)頻段和A頻段在密集城區(qū)、一般城區(qū)以及郊區(qū)覆蓋場景，傳播損耗差異基本一致，F(xiàn)頻段和A頻段可以做到同覆蓋。

（2） 基于多徑模型分析F頻段TD-LTE和A頻段TD-SCDMA上行解調(diào)門限差異。

TD-LTE使用3GPP ETU多徑模型，TD-SCDMA使用3GPP TU多徑模型進行典型場景下的上行解調(diào)能力差異對比，結(jié)果如表2所示。

表2 兩種多徑模型上行解調(diào)能力差異對比

通過表2得出，F(xiàn)頻段TD-LTE和A頻段TD-SCDMA在密集城區(qū)、一般城區(qū)以及郊區(qū)覆蓋場景，上行解調(diào)門限差異基本一致。

2.2 寬頻天線對于不同頻段的增益一致性對共天饋下兩網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化的影響

寬頻天線對于不同頻段的增益差異，對共天饋下多制式的覆蓋能力有一定影響，增益差異越小，對于兩網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化影響越小。

微波暗室對現(xiàn)網(wǎng)某廠商FA寬頻天線進行測試，在水平及垂直方向，F(xiàn)A寬頻天線可以做到增益基本一致。測試結(jié)果如下：

（1）如圖1所示，水平方向：正負70°范圍內(nèi)F和A的差異在0.5 dB以內(nèi)，F(xiàn)頻段和A頻段在天線水平方向可以做到同覆蓋。

（2）如圖2所示，垂直方向： 15°范圍內(nèi)F和A無差異，F(xiàn)頻段和A頻段在天線垂直方向可以做到同覆蓋。

2.3 共天饋多制式組網(wǎng)類型對于兩網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化的影響

不同的組網(wǎng)類型對于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的要求是不一樣的，如同頻組網(wǎng)時，為控制同頻干擾對小區(qū)間的重疊覆蓋區(qū)域的大小要求較嚴格，而異頻組網(wǎng)則對此要求較低。

F頻段TD-LTE采用同頻組網(wǎng)，A頻段TD-SCDMA HSPA網(wǎng)絡也采用同頻組網(wǎng)，兩張網(wǎng)都需要控制小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)域的大小，優(yōu)化目標相同；同時，合理的小區(qū)間重疊覆蓋區(qū)域，對于A頻段TD-SCDMA網(wǎng)絡R4主載波來說，合理的重疊覆蓋對于網(wǎng)絡性能也有一定的提升。

圖1 FA寬頻天線水平方向增益對比圖

圖2 FA寬頻天線垂直方向增益對比圖

3 共天饋下的多制式網(wǎng)絡優(yōu)化執(zhí)行

共天饋下的網(wǎng)絡優(yōu)化手段與單模網(wǎng)絡優(yōu)化基本一致，包括基本參數(shù)調(diào)整，RF調(diào)整等，同樣需要綜合運用各種手段多輪調(diào)整，才可以將網(wǎng)絡性能調(diào)整到最佳；共天饋下多制式網(wǎng)絡的優(yōu)化與單模網(wǎng)絡優(yōu)化比較特別的地方在于調(diào)整RF相關(guān)參數(shù)時，如天饋的方向角、下傾角時，需要綜合考慮調(diào)整結(jié)果對于共天饋下兩張網(wǎng)絡的影響。根據(jù)杭州現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)驗，優(yōu)化措施前移，如工程參數(shù)核查及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)核查等，可以有效保障協(xié)同優(yōu)化效果。共天饋下多制式網(wǎng)絡優(yōu)化主要由以下4個步驟組成：

（1）步驟1：現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡工程參數(shù)核查。工程參數(shù)核查的主要目的是核實站點資源配置信息，如天線型號、天饋設(shè)置等，減少工程參數(shù)信息錯誤對于優(yōu)化的影響。在杭州某小區(qū)發(fā)現(xiàn)由于天線型號工程參數(shù)錯誤，導致TD-LTE天線權(quán)值配置錯誤，廣播波束成形紊亂，進而造成小區(qū)越區(qū)覆蓋嚴重，修正權(quán)值后，問題解決。

（2）步驟2：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)核查。期網(wǎng)絡規(guī)劃中，對于不合理網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的調(diào)整存在一定的誤差，在優(yōu)化階段需要進行網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)核查，盡量減少由于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)帶來的網(wǎng)絡性能問題。

(3)步驟3：繼承現(xiàn)網(wǎng)已有優(yōu)化成果。借鑒及繼承共天饋下其他制式的網(wǎng)絡已有網(wǎng)絡優(yōu)化成果，可以大大降低開網(wǎng)優(yōu)化工作量。杭州F頻段TD-LTE網(wǎng)絡借鑒及繼承A頻段TD-SCDMA功率、鄰區(qū)關(guān)系及切換參數(shù)，TD-LTE網(wǎng)絡性能良好。中國移動集團組織專項測試，在簡單繼承TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)后，TD-LTE 50%網(wǎng)絡負荷下，平均速率達到12.8 Mbit/s，經(jīng)過精細優(yōu)化后，達到15.1 Mbit/s。

（4）步驟4：針對問題區(qū)域的精細優(yōu)化。問題區(qū)域精細優(yōu)化分為共天饋下單模問題和多模間問題。單模問題，如參數(shù)配置問題、設(shè)備問題等，可以針對單模獨立處理。多模間問題，一般主要是覆蓋問題，主要需要調(diào)整天饋及相關(guān)RF參數(shù)來解決。

基于理論及測試結(jié)果，F(xiàn)頻段TD-LTE和A頻段TD-SCDMA可以做到同覆蓋。在問題區(qū)域精細優(yōu)化時，F(xiàn)頻段TD-LTE和A頻段TD-SCDMA共覆蓋區(qū)域會同時表現(xiàn)為弱覆蓋，其主要原因為網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)問題，對于小范圍弱覆蓋問題，可以調(diào)整天饋及RF參數(shù)解決，對于大范圍弱覆蓋問題，需要通過網(wǎng)絡規(guī)劃手段進行解決。

4 案例

中國移動通信集團計劃部牽頭組織在杭州展開28個專項測試。28個專項測試中包括“F頻段和A頻段覆蓋能力測試”專項。

測試區(qū)域： 杭州武林區(qū)（典型密集城區(qū)）。

測試區(qū)域說明：

（1）測試區(qū)域內(nèi)TD-LTE共計106個小區(qū)（與現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA共站共天饋）；測試區(qū)域內(nèi)TDSCDMA共計111個小區(qū)，有5個小區(qū)是街道站，沒有TD-LTE基站。

（2）TD-LTE站點單Port功率12.6 dBm； TD-SCDMA站點PCCPCH雙碼道平均功率設(shè)置30.2 dBm，考慮實際傳播差異及天線增益差異，TD-SCDMA和TDLTE接收電平平均相差16.2 dB。

測試主要結(jié)論： 實測TD-SCDMA和TD-LTE接收電平差值與理論差值基本接近。組網(wǎng)條件下經(jīng)過網(wǎng)絡優(yōu)化后，實測TD-LTE平均RSRP與TD-SCDMA平均RSCP相差約14 dB，和理論計算值16 dB接近。

TD-LTE和TD-SCDMA在共站組網(wǎng)條件下可以做到同覆蓋，如表3所示。

表3 不同測試場景共站組網(wǎng)覆蓋比例

共站組網(wǎng)條件TD-SCDMA覆蓋差的情況下TD-LTE覆蓋也差。

本次拉網(wǎng)測試共發(fā)現(xiàn)14處弱覆蓋區(qū)域，8處TDSCDMA與TD-LTE覆蓋同差。

4處區(qū)域TD-SCDMA覆蓋較好，而TD-LTE覆蓋較差。原因為這些區(qū)域有TD-SCDMA街道站補盲。

2處區(qū)域TD-SCDMA覆蓋較差，而TD-LTE覆蓋較好。有兩個原因：一個為TD-SCDMA沒有配置相應鄰區(qū)，沒有切換到最優(yōu)小區(qū)；另一個為室外TDSCDMA有街道站，因而將共站覆蓋的TD-SCDMA功率設(shè)置較低，導致TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋不足。

5 總結(jié)

共天饋多制式下多個制式的網(wǎng)絡在頻率傳播特性、天線增益，以及共天饋制式的組網(wǎng)類型等方面的差異越小，協(xié)同優(yōu)化的難度越小，優(yōu)化執(zhí)行時，兼顧雙網(wǎng)性能。差異較大時，可以采用獨立電調(diào)寬頻天線或獨立天線實現(xiàn)對各種制式的獨立優(yōu)化。

Network optimization analysis of multi-system in the same antenna and feeder

MA Ning, QUAN Xiao, MENG Xia, YUAN Xin, WANG Wen-bo
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Use of existing network resources,solutions in the same antenna and feeder could sovle issues such as the difficulty of new site for the network deployment and the restriction in the space resource,and quickly enhance the comprehensive competitiveness of the operators by owning a mobile communication network of rapid deployment, low-cost, high-performance.This article analyzes the optimization of multi-standard network in the same antenna feeder.In the process,considering the different targets of cover perspective and business perspective,it achieved multi-system optimization efficiency and quality of double upgrade by collaborative optimization such as in RF,parameters algorithm and bearer service.

in the same antenna and feeder; collaborative optimization; broadband antenna; fine optimization

TN929.5

碼 A文章編號 1008-5599（2013）03-0021-04

2013-02-15