淺談利用D+F雙層組網(wǎng)解決LTE深度覆蓋的研究

梁俊賢

摘 要： 隨著工信部LTE牌照下發(fā)，移動網(wǎng)絡正式步入4G時代。LTE具有速度快，時延短，成本低等優(yōu)勢。通過全面分析了D頻段和F頻段兩頻段間的優(yōu)劣勢，探索現(xiàn)有存在的問題，大膽提出D+F雙層組網(wǎng)試驗，開展了利用D+F頻段進行密集城區(qū)LTE深度覆蓋的研究，并且取得良好的效果。該研究經(jīng)驗和成果，可以為日后網(wǎng)絡規(guī)劃和工程建設給出了實際的應用價值。

關(guān)鍵詞： 4G；TD-LTE；D+F頻段；密集城區(qū)；深度覆蓋；RSRP

1、引言

工信部批準的TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）室外的頻段為有F頻段（1880-1900？MHz）和D頻段（2570-2620？MHz），TD-LTE建網(wǎng)初期，鑒于建設速度和網(wǎng)絡發(fā)展的需求，一般采用與現(xiàn)網(wǎng)共址的方式。由于現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)并不理想，如果TD-LTE采用F頻段，與TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）合站建設，基于現(xiàn)網(wǎng)建設會導致重疊覆蓋嚴重，因此仿真效果并不理想。如果TD-LTE采用D頻段進行全面覆蓋組網(wǎng)，由于組網(wǎng)使用的頻段較高，穿透性能以及覆蓋效果不理想。如果僅與現(xiàn)網(wǎng)的TD物理站點共站不能實現(xiàn)連續(xù)覆蓋，必須增加站址密度。但目前城區(qū)基站民事多，物理選址非常困難，實際上即使增加投資并不能完全解決D頻段本身的缺陷，難以連續(xù)覆蓋問題。因此，我們需要探索試驗城區(qū)采用D+F混合組網(wǎng)的方式提升網(wǎng)絡性能。本文從TD-LTE組網(wǎng)性能對比，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)情況，在結(jié)合業(yè)務量、MR覆蓋率、站間距、現(xiàn)場覆蓋情況、天面可改造情況、民事情況等因素的綜合考慮下，探索城區(qū)D+F的方式，提升深度覆蓋。同時，針對未來的城區(qū)組網(wǎng)方式，對網(wǎng)絡規(guī)劃和工程建設提供了重要的參考價值。

2、TD-LTE組網(wǎng)方式對比

2.1. 覆蓋性能

城區(qū)站間距D頻段（300～400m），F(xiàn)頻段（400～500m），站間距F頻段比D頻段大100米。若純D頻段組網(wǎng)，城區(qū)比現(xiàn)網(wǎng)需增加2～3倍基站。當覆蓋距離600米以上，性能顯著下降。相對于A頻段損耗：F頻段-0.9dB，E頻段2.3dB，D頻段4dB。距離天線相同的距離，F(xiàn)頻段比D頻段強5dB。

2.2. 容量性能

LTE支持1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz、15MHz，20MHz共6種帶寬。為提供最高的單用戶速率，目前試驗網(wǎng)全部采用單頻點20MHz組網(wǎng)。F頻段（1880-1920MHz）共40MHz，最多能有2個頻點。D頻段（2570-2620MHz）共50MHz，最多能有2個頻點，還剩余10MHz浪費。F頻段與D頻段組網(wǎng)，容量相當。

2.3. 質(zhì)量性能

D頻段：現(xiàn)網(wǎng)暫時未有占用，根據(jù)測試情況來看，整體的頻譜比較干凈。由于正在使用的系統(tǒng)暫時并不臨近該頻率，頻率資源非常干凈，收到外部頻率干擾少，因此有別于F頻段，其隔離度非常理想。

F頻段：目前正在使用的有TD-SCDMA，因此其必須將TD部分拼點退出來。同時由于小靈通，DCS1800（Digital Cellular System at 1800MHz）系統(tǒng)也是在其附近，因此收到的干擾灰常嚴重。另外，根據(jù)理論計算和實驗數(shù)據(jù)測試，GSM900（Global System for Mobile at 900mhz）二次諧波剛好落在F頻段，因此其帶來的頻率干擾不可忽視。F頻段有受到外部干擾的隱患，D頻段目前沒有已知的外部干擾源。

3、D+F頻段深度覆蓋試驗

3.1試驗區(qū)域挑選

目前，清遠城區(qū)以D頻段組網(wǎng)為主，實現(xiàn)了全城區(qū)D頻段的連續(xù)覆蓋。但是，根據(jù)2015年5月城區(qū)網(wǎng)格LTE里程覆蓋分析，存在12個路段存在覆蓋路段不達標的情況。

10個新增覆蓋不達標路段，影響里程7.5km，影響里程占比1.6% ；

1個路段由于站點整改影響，涉及里程1.6km，里程占比0.34%；

1個路段由于民事原因站點關(guān)閉引起，影響里程0.64km，里程占比0.14%；

從上述情況來看，均由于D頻段受到信號阻擋，信號出現(xiàn)衰減導致。由于目前城區(qū)的站間距離已經(jīng)少于200米，如果再增加站點肯定會增加干擾系數(shù)，導致整體信噪比提升，影響網(wǎng)絡質(zhì)量。

從對比D頻段和F頻段的優(yōu)劣勢分析，我們發(fā)現(xiàn)增加F頻段覆蓋可以有效解決城區(qū)網(wǎng)絡存在的弱覆蓋問題，增加深度覆蓋。

3.2試驗區(qū)域挑選

在結(jié)合業(yè)務量、覆蓋率、站間距、現(xiàn)場覆蓋情況、天面可改造情況、民事情況等因素的綜合考慮下，挑選以市郵政局為中心的周邊23個D頻段站點區(qū)域作為試驗區(qū)域，其中“郵政局D-ELH、交警大隊D-ELH、行政服務中心D-ELH”為F頻段共址試驗站，試驗區(qū)域站點分布如下圖；

3.3試驗效果

試驗內(nèi)容主要針對“純D頻段組網(wǎng)、D+F同方向角（F-80W）、D+F異方向角（F-80W）”三種情況開展全面測試對比工作。測試對比主要包括“居民區(qū)域室內(nèi)測試、網(wǎng)格道路測試”兩部分。

居民區(qū)域室內(nèi)測試情況：在試驗區(qū)域內(nèi)選取10個居民區(qū)域進行室內(nèi)場景測試對比，室內(nèi)場景覆蓋改善明顯，D+F異方向角（F-80W），相比純D頻段組網(wǎng)，平均RSRP（接收信號碼功率，俗稱電平值）提升將近10dB。

純D頻段組網(wǎng)，平均RSRP為-94.16dBm

D+F同方向角（F-80W），平均RSRP為-88.9dBm

D+F異方向角（F-80W），平均RSRP為-84.2dBm

網(wǎng)格道路測試情況：在試驗區(qū)域內(nèi)選取ATU（中國移動采用的一種測試自動路測工具）網(wǎng)格測試路段進行測試對比，從道路覆蓋率看， 由于D頻段站點已可以在試驗區(qū)域形成道路的連續(xù)覆蓋，因此三種情況下的測試結(jié)果差異不大。

3.4試驗結(jié)論

本次試驗結(jié)果顯示：

RSRP方面，增加F頻段后增加F頻段后，清遠主城區(qū)RSRP覆蓋率從95.19%上升到96.16%，一般城區(qū)從93.15%上升到93.46%，縣城從89.24%上升到89.53%，總體RSRP覆蓋率均有提升。

SINR（信號與干擾加噪聲比 ）方面，增加F頻段后形成D+F雙層網(wǎng)覆蓋后，負載分布更加均衡，整體干擾SINR>=0的占比有明顯提升，清遠主城區(qū)從89.27%上升到94.55%，一般城區(qū)從94.39%上升到96.95%，縣城從90.38%上升到95.54%，D+F雙層組網(wǎng)的總體SINR值（>=-3）要優(yōu)于單頻組網(wǎng)，說明對改善干擾有一定效果。

4、結(jié)論

為滿足用戶需求、提升中國移動競爭力，長遠來看， D+F混合組網(wǎng)方式將成為未來部署的主要方式。通過在原有的D頻段的基礎上進行F頻段深度覆蓋，可以有效提升RSRP覆蓋率，同時對SINR>0的占比明顯提升，對于城區(qū)網(wǎng)絡補充深度覆蓋，提升用戶感知有明顯的效果。同時，利用D+F頻段進行疊加深度覆蓋，可以采取共址共建的方式，可以大大減少新建站點的資源，從而有效避免民事糾紛，是快速解決城區(qū)LTE深度覆蓋不足的方法。需要注意的是在配套建設方面，需要長遠考慮兩個頻段共建對天面資源、機房資源、傳輸資源等的需求，便于后期快速組網(wǎng)?！?/p>

參考文獻

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