基于不同頻段的無線網(wǎng)業(yè)務(wù)分層方案研究

孫大鵬

摘要：通信運(yùn)營商建設(shè)了多個(gè)頻段的網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)逐漸變得多種多樣。文章以實(shí)施VoLTE語音和數(shù)據(jù)分層方案，并分析實(shí)施效果為例，結(jié)合當(dāng)前對(duì)5G多頻段、多類型業(yè)務(wù)的思考，提出了不同頻段承載不同類型業(yè)務(wù)，以取得最佳用戶感知體驗(yàn)的指導(dǎo)性意見，該意見能為今后無線網(wǎng)業(yè)務(wù)承載優(yōu)化指明方向．

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)頻段：業(yè)務(wù)分層：無線網(wǎng)：通信

中圖分類號(hào)：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

Band38（ Band41）、Band39、Band40共130 MHz帶寬是中國移動(dòng)4G主用的頻率資源，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展．5G網(wǎng)絡(luò)在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)上也開始在n41、n79以及廣電的n28頻段上部署。不同頻段的頻率差異較大，特性不同，各種通信業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的需求也不盡相同。如何充分利用不同的頻段特性承載合適的通信業(yè)務(wù)，給用戶帶來最優(yōu)的使用感知，亟須制定相應(yīng)的策略并加以實(shí)施。

5G三頻段建網(wǎng)尚處于初期階段，并且同時(shí)支持三頻段的終端較少，導(dǎo)致需要通過更多的數(shù)據(jù)輔助分析。筆者以青島移動(dòng)4G無線網(wǎng)基于不同頻段承載不同類型業(yè)務(wù)的研究結(jié)果展開探討。

青島移動(dòng)在建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，考慮到業(yè)務(wù)容量和深度覆蓋的需求，使用了3個(gè)頻段[1]，各頻段主要定位如下。

D頻段：60 MHz帶寬，容量較高，同時(shí)覆蓋道路和居民區(qū)：

F頻段：30 MHz帶寬，穿透能力強(qiáng)，覆蓋廣，用于居民區(qū)的深度覆蓋：

E頻段：40 MHz帶寬，主要用于室內(nèi)覆蓋。

2017年，移動(dòng)公司開通VoLTE業(yè)務(wù)[2]后，部分用戶對(duì)這項(xiàng)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)較差，反饋通話時(shí)語音信號(hào)出現(xiàn)吞字、斷續(xù)的情況?；诖?，技術(shù)人員將話務(wù)量Erl>1且數(shù)據(jù)包丟包率>1%定義為承載VoLTE業(yè)務(wù)的高丟包基站小區(qū)，從VoLTE高丟包小區(qū)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)中存在大量的高丟包小區(qū)，同用戶反映的通話體驗(yàn)差問題相吻合。

基于表1數(shù)據(jù)對(duì)VoLTE高丟包小區(qū)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)：占用F頻段的VoLTE小區(qū)高丟包數(shù)量比例遠(yuǎn)高于占用D頻段和E頻段VoLTE小區(qū)的比例。F頻段雖然覆蓋能力強(qiáng)，但易受到大氣波動(dòng)等外部環(huán)境因素干擾，通話質(zhì)量較差。因此在D頻段小區(qū)和F頻段小區(qū)重疊覆蓋的區(qū)域，要想改善VoLTE質(zhì)量，必須對(duì)D頻段和F頻段的業(yè)務(wù)占用進(jìn)行策略控制。

1 基于D頻段和F頻段不同頻段對(duì)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分層

1.1 數(shù)據(jù)和語音基于雙頻網(wǎng)上的業(yè)務(wù)分層策略

技術(shù)人員在對(duì)VoLTE語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特性進(jìn)行分析研究后發(fā)現(xiàn)：網(wǎng)頁瀏覽、視頻等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)無線網(wǎng)的丟包不敏感，但VoLTE語音業(yè)務(wù)對(duì)丟包無法接受。結(jié)合上述對(duì)F頻段丟包率高的分析，技術(shù)人員提出了對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和VoLTE語音業(yè)務(wù)進(jìn)行分載波承載的策略[3]。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和VoLTE業(yè)務(wù)分載波承載的基本思路為：在D頻段和F頻段重疊覆蓋的區(qū)域內(nèi)，F(xiàn)頻段弱場(chǎng)的用戶在執(zhí)行起呼VoLTE業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會(huì)遷轉(zhuǎn)到D頻段，而在D頻段非弱場(chǎng)的用戶起呼VoLTE業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不做向F頻段的切換：對(duì)于用戶發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，系統(tǒng)應(yīng)充分發(fā)揮F頻段穿透覆蓋能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在D頻段的弱場(chǎng)，F(xiàn)頻段負(fù)責(zé)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

為實(shí)現(xiàn)此功能，筆者經(jīng)過多次嘗試和研究，對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定如下：

（1）設(shè)定VoLTE業(yè)務(wù)小區(qū)（D頻段小區(qū)）與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)小區(qū)（F頻段小區(qū)）互為鄰區(qū)，開啟基站小區(qū)ServiceTriggeredMobility功能。

（2）當(dāng)終端發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)，通過oci權(quán)值判斷是否發(fā)起的業(yè)務(wù)為VoLTE業(yè)務(wù)，若為VoLTE且服務(wù)的小區(qū)是優(yōu)選目標(biāo)的頻段（D頻段）．則終端在此小區(qū)駐留，直到業(yè)務(wù)全部結(jié)束；若服務(wù)的小區(qū)是F頻段，且信號(hào)強(qiáng)度低于門限值（門限值可靈活設(shè)置），則啟動(dòng)基于異頻的測(cè)量，把發(fā)起VoLTE業(yè)務(wù)的終端切換到D頻段小區(qū)上。

（3）當(dāng)VoLTE業(yè)務(wù)完成后，終端可以切換回優(yōu)選數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)小區(qū)（F頻段），也可繼續(xù)駐留在當(dāng)前VoLTE小區(qū)（D頻段）。

（4）根據(jù)oci判斷終端發(fā)起的業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，按照D頻段和F頻段的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行切換。

筆者對(duì)F頻段和D頻段小區(qū)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置具體如下：

（I）F頻段小區(qū)的參數(shù)設(shè)置。

set．a(chǎn)la2 SearchThresholdRsrp

-83 //F信號(hào)電平低于-83dBm時(shí)啟動(dòng)異頻的測(cè)量

set EUtran FreqRelation=38544 inter FreqMeasType l //F切換到F設(shè)為A3切換

set EUtran FreqRelation=38400 inter FreqMeasType 1／／F切換到F設(shè)為A3切換

set EUtran FreqRelation=37900 inter FreqMeasType 0／／F切換到D設(shè)為A5切換

set EUtran FreqRelation=38098 interFreqMeasType 0／／F切換到D設(shè)為A5切換

set

Optional

FeatureLicense

=

ServiceTriggeredMobility feature

State

1

//打 開ServiceTriggeredMobility功能

set UE Meas Control=1.Report ConfigA5=l a5Thresholdl Rsrp -110／／源小區(qū)的A5門限

set UE Meas Control=1，Report ConfigA5=la5Threshold2 Rsrp -120／／目標(biāo)小區(qū)的A5門限

set QciProfile Predefined = qci9 measReportConfigParams a5 Thresholdl RsrpOffset= 18／／設(shè)置對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)A51參數(shù)偏置

set QciProfile Predefined = qcil

measReportConfigParams a5 Thresholdl RsrpOffset= 50／／設(shè)置VoLTE業(yè)務(wù)的A51參數(shù)偏置

（2）D頻段小區(qū)的參數(shù)設(shè)置。

set EUtran Freq Relation= 38544 inter FreqMeasType 0／／D切換到F設(shè)為A5切換

set EUtran Freq RelaLion= 38400 inler FreqMeasType 0廠／D切換到F設(shè)為A5切換

set Report Config A5=l a5 Thresholdl Rsrp -104／／設(shè)置源小區(qū)的A5參數(shù)

set Report ConfigA5=1 a5 Threshold2 Rsrp -92／／設(shè)置目標(biāo)小區(qū)A5參數(shù)

set EUtran Freq Relation= 38544 voice Prio -l／／檢測(cè)到VoLTE業(yè)務(wù)時(shí)，關(guān)閉D到F的測(cè)量

set EUtran Freq Relation= 38400 voice Prio -1／／檢測(cè)到VoLTE業(yè)務(wù)時(shí)，關(guān)閉D到F的測(cè)量

1.2 基于D/F不同頻段的數(shù)據(jù)和語音分層策略結(jié)果驗(yàn)證

技術(shù)人員首先對(duì)青島移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)的一個(gè)VoLTE質(zhì)差小區(qū)——服裝中轉(zhuǎn)基站及該站周邊的鄰區(qū)開通相關(guān)功能。

開通功能后，技術(shù)人員統(tǒng)計(jì)得到該小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的VoLTE業(yè)務(wù)高丟包的用戶數(shù)量由72戶下降至18戶，高丟包用戶數(shù)的占比由19%下降到5.31%：MOS3.0差點(diǎn)數(shù)量由65次下降到7次．MOS值大于3.0的占比提升了8.96%。同時(shí)周邊基站小區(qū)的VoLTE業(yè)務(wù)丟包指標(biāo)保持穩(wěn)定，無明顯的變化。小區(qū)開通功能前后的VoLTE業(yè)務(wù)指標(biāo)和MOS指標(biāo)對(duì)比詳如表2所示。

在進(jìn)行單個(gè)小區(qū)的效果驗(yàn)證之后，技術(shù)人員進(jìn)行了擴(kuò)大規(guī)模的驗(yàn)證，具體操作是選定F頻段TOP質(zhì)差VoLTE小區(qū)開通分層功能。技術(shù)人員共選取了32處F頻段的VoLTE質(zhì)差站點(diǎn)和340個(gè)D頻段的鄰區(qū)站點(diǎn)，開通相應(yīng)功能并觀察指標(biāo)情況。開通分層功能前后VoLTE的指標(biāo)情況對(duì)比如圖1所示。

對(duì)比分層策略實(shí)施前后的VoLTE流量、VoLTE用戶數(shù)、VoLTE高丟包小區(qū)占比以及MOS3.0占比指標(biāo)，可看出：

（1）D頻段的VoLTE業(yè)務(wù)流量占比和用戶數(shù)的占比明顯提升，有效實(shí)現(xiàn)了VoLTE業(yè)務(wù)從F頻段到D頻段的遷移目的[3]：

（2） VoLTE業(yè)務(wù)KPI指標(biāo)正常，無明顯變化，開啟該功能后對(duì)現(xiàn)網(wǎng)其他指標(biāo)無不良影響：

（3）技術(shù)人員合理設(shè)定F頻段和D頻段的切換門限值后，無線網(wǎng)調(diào)整區(qū)域的VoLTE業(yè)務(wù)量出現(xiàn)明顯增長，并未因策略實(shí)施影響業(yè)務(wù)量，而是激發(fā)了潛在業(yè)務(wù)量。

2 不同頻段承載不同業(yè)務(wù)相應(yīng)策略的進(jìn)一步應(yīng)用

試點(diǎn)D頻段和F頻段分層承載VoLTE語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)取得較好效果后，在山東移動(dòng)全省進(jìn)行了推廣，提升了VoLTE語音業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶感知。

中國電信在開通VoLTE語音和VoLTE視頻業(yè)務(wù)時(shí)，使用了800 M頻段，但由于800 M頻段僅有11MHz帶寬，語音和視頻業(yè)務(wù)共用該頻段，業(yè)務(wù)量較高時(shí)，視頻業(yè)務(wù)帶寬不足，會(huì)出現(xiàn)卡頓、花屏。中國電信將VoLTE視頻業(yè)務(wù)分層至1.8 G和2.1 G頻段，解決了帶寬不足對(duì)視頻業(yè)務(wù)的影響問題。

3 結(jié)語

當(dāng)前．5G 700 M頻段已在移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)啟用，700 M類似于TDD-LTE的F頻段，穿透力強(qiáng)，覆蓋能力大，但帶寬窄，受外界干擾大，因此一方面可以考慮將700M弱場(chǎng)的VONR業(yè)務(wù)遷移至2.6 G和4.9 G．以確保VONR質(zhì)量。另一方面，將4G和5G網(wǎng)絡(luò)長期并存，將TDD-LTE、FDD-LTE和5G多個(gè)頻段同時(shí)使用，考慮到語音、高清視頻、直播、智能家居、無人駕駛等不同類型業(yè)務(wù)對(duì)無線網(wǎng)帶寬、時(shí)延、丟包率的要求各不相同，技術(shù)人員需要根據(jù)業(yè)務(wù)特性和頻段的優(yōu)缺點(diǎn)，采用不同的思路制定策略。在下一步的研究計(jì)劃中，筆者將通過5G網(wǎng)絡(luò)中的5QI參數(shù)權(quán)值結(jié)合不同頻段切換門限值的設(shè)定，結(jié)合4G網(wǎng)的業(yè)務(wù)分層策略讓最適配的頻段承載相應(yīng)業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮運(yùn)營商多頻段的資源優(yōu)勢(shì)，確保各種類型業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉毅，蔡鵬，孫春彬．高速場(chǎng)景下TD -LTE組網(wǎng)方式優(yōu)化研究[J]．移動(dòng)通信，2013（17）：28-29．

[2]江林華．LTE語音業(yè)務(wù)及VoLTE技術(shù)詳解[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2016．

[3]孫大鵬，馬昕．VoLTE語音與數(shù)據(jù)分層策略[J]．山東通信技術(shù)，2017（3）：18-20．

（編輯傅金睿）