1、基于 LTE 异频分层结构的组网策略研究【摘要】 针对当前 TD-LTE 在深度覆盖方面遇到的难度与挑战，结合现网普遍使用组网方式的优缺点，本文提出了 F 频 10M 异频组网、F 频/D 频分层组网的新策略，并利用链路分析与系统仿真等方法进行验证。 【关键词】 TD-LTE 异频组网 F/D 分层组网 10M 一、前言 随着移动智能终端的全面普及以及物联网、移动互联时代的到来，伴随着电子商务等数据业务的快速发展，对运营商加强其网络覆盖深度的要求更为迫切。从系统覆盖能力看，3G 网络覆盖薄弱，迫切需要在 4G时代扭转局势，而 4G 系统的室外部署频段可能主要以 1.8GHz 及 2.6GHz甚
2、至更高频段为主，系统覆盖能力相对较弱；从业务需求看，数据业务在较高的 SINR 条件下才能达到高速数据传输的体验，语音业务（VoLTE）的性能对网络质量要求更好。为了满足加强网络覆盖的需求，常用的方法是加快推进无线网络的铺设，在无覆盖或弱覆盖的区域通过增设基站，以满足用户所需的网络覆盖需求。 基于目前的容量资源及网络覆盖情况，本文探讨如何利用手上的 F频频段资源，以提升边缘用户感知为目的，尽可能提升深度覆盖和连续覆盖的效果，而用户的业务主要用 D 频进行吸收，提升用户的峰值速率和感知，设计出一种新的组网方式。 二、不同组网方式优劣分析 目前 TD-LTE 普遍采用同频组网的方式组网，同频组网可
3、以使网络中可利用的资源得到大幅的提升，而异频组网策略可改善覆盖边缘感知，因此目前主流的组网方式是“F/D 同层异频组网”和“F/D 分层同频组网”两种，但两种组网方式均存在一定的问题。 2.1 F/D 异频同层组网 “F/D 异频同层组网”抗干扰性能相当优越，相比同频组网可大大降低小区间的干扰，能保持网络的平均吞吐量和边缘吞吐性能，可改善边缘覆盖，但 F 频衰较小、穿透能力较强，覆盖深度将由于 D 频覆盖能力的受限，F/D 异频同层组网将导致业务严重向 F 频倾斜，而 F 频仅有30M，相对于 D 频的 60M 带宽，略显不足，F/D 异频同层组网将可能导致网络的利用率和负荷不均衡。 2.2
4、F/D 分层同频组网 “F/D 分层同频组网”采用同频组网的方式具有频谱效率高等特点，可改善 F、D 两频段的业务占比，均衡网络的利用率和负荷，但同频组网无可避免的导致覆盖边缘的干扰和用户感知劣化，同频组网中各小区使用相同的频率进行覆盖，且 LTE 高频频谱覆盖能力的受限，使得小区间的干扰更为严重，限制了同频组网的性能，在建网初期，网络结构未完善前，网络存在大量的重叠覆盖和覆盖空洞，不利于 4G 业务的推广。 2.3 提出“F 异频同层、F/D 分层”的组网新策略 结合“F/D 异频同层组网”和“F/D 分层同频组网”两种组网形式的优缺点，利用异频组网的抗干扰能力和 F/D 分层的负荷均衡的优
5、势，本文提出一种组网策略，将 F 频分裂为 3 个 10M 载频，进行 F 频异频组网，并设计出一套新的 F/D 分层策略，实现“F 异频同层、F/D 分层”的组网策略，降低覆盖边缘的干扰，并用 F 频吸收，提升覆盖中心的容量，并用 D 频承载，以提升用户感知。 三、F/D 分层组网参数设计 分层组网是指在原有小区的覆盖基础上，再叠加一层或多层网络，叠加的网络可与原有小区同频，也可以是异频，可以是同系统，也可以是异系统。分层组网的设计理念是提升网络容量，是寻求容量与干扰的手段，将优先的频率资源在空间进行复用。对于 TD-LTE 网络，中国移动公司室外组网频段主要采用 D 频段（2570-262
6、0MHz）与 F 频段（1880-1920MHz） ，由于 D 频段（2.6GHz）的穿透能力较差，F 频段较 D 频段本身覆盖特性更好（空间传播损耗 F 频段有采约 4db 的优势） ，加上小带宽组网带来了功率上的增益（F 频段有 3db 优势） ，所以不用降低现网 D 频段功率，就可实现同心圆的覆盖效果（F 小区的覆盖半径约为 D 小区的两倍）。 3.1 空闲态 与 2G/3G 网络不同，LTE 系统中引入了重选优先级的参数，网络侧可配置不同频点或者频率组的优先级来控制空闲态终端的重选方向，重选优先级可设置为 0 至 7 共 8 个等级，数字越大则优先级越高。按照网络均衡需求，4G 网络终
7、端优先驻留 E 频段、其次 D 频段、最后 F 频段的思路，空闲态设置各频段重选优先级为： E 频段（优先级 6）=D 频段（优先级 6）F 频段（优先级 4） 3.2 连接态 目前室外 F/D 间的主要切换策略为基于覆盖的 A2+A3 或 A2+A4 事件，F 频与 D 频小区使用相同的切换策略，具有同等的有地位没有优先级之分，那么基于覆盖的 A2+A3 或 A2+A4 事件没有起到网络分层、业务均衡的作用。基于该原因，F 频/D 频之间的相互切换可通过设置不同的事件策略来实现分层效果。 F 频切向 D 频的切换采用 A2+A4 事件触发，D 频切向 F 频的切换采用A2+A5 事件触发。各
8、种系统内切换事件说明如图表 5 所示，F/D 分层组网连接态参数设置如图表 6 所示。 相比 A3 和 A4，A5 更苛刻，A3 和 A4 只需满足单方面的条件，邻区信号质量满足条件就行，而 A5 需要邻区和服务小区同时满足条件才能出发切换，所以 A5 事件适合提高 D 频在分层网络的优先级。 这种 F/D 分层新策略结合 F 频异频组网形成新的组网方式，一方面，F 频异频组网提升网络覆盖，改善边缘网络质量，吸收更多潜在业务；另一方面，F/D 分层策略均衡 F/D 间的资源利用率和负荷，确保用户有良好的业务体验，提升用户感知。 四、应用效果 4.1 覆盖率明显提升 试验区域方案实施后，拉网测试
9、指标显示覆盖率有明显提升，其中综合覆盖率提升 2.77%，里程覆盖率提升了 3.57%；平均 RSRP 提升了3.9dB；边缘 RSRP 提升了 5.22dB；通过 MR 数据 RSRP 对比，可以看出 MR覆盖率有明显提升，其中：RSRP=-100 的比例提升了 7.5pp（45.6% 53.1%） ，RSRP=-110dbm 的比例提升了 6pp（78.5% 84.5% ） 。 4.2 干扰大幅下降，信号质量改善明显 对比同频组网，异频组网后平均噪声均值明显下降，64QAM CQI 比例上升 15.5PP，QPSK CQI 比例下降 6.5pp，平均 SINR 提升 5.22dB，网络信号
10、质量改善明显，城区的平均噪声干扰改善更为明显。 4.3 F 频上下行业务流量明显增长 D 频流量基本保持稳定，F 频流量增幅明显，全区上行流量较调整前增长 30.12%（去除正常增长，较调整前有 16 个百分点的提升） ，全区流量增长主要由 F 流量增长构成。显然城区 F 频段覆盖深度扩展挖掘了潜在的业务需求，郊区的流量升幅更为明显，而郊区 F 频段覆盖延伸也带来了业务拓展。 4.4 流量由 F 向 D 均衡 A2+A5 分层策略迁移了部分 F 频流量到 D 频，城区 DF 流量占比重新回复到变频前水平。采用 A2+A5 分层策略更易于实现 D、F 流量均衡控制。 五、结语 基于目前的容量资源
11、及网络覆盖情况，本文探讨如何利用手上的 F频频段资源，以提升边缘用户感知为目的，尽可能提升深度覆盖和连续覆盖的效果，提出了一种新的组网策略，将 F 频分裂为 3 个 10M 载频，实现“F 异频同层、F/D 分层”的组网策略。通过链路分析、仿真测试和方案试验验证表明， “F 异频同层、F/D 分层”的组网策略的策略可以有效提升覆盖率、改善网络性能。一方面 F 频异频组网能大大降低了小区间的干扰，能保持稳定的平均吞吐量和边缘吞吐量性能，另一方面 F/D分层策略能有效对 F/D 的业务流量均衡，保证用户仍能拥有较好的业务体验。 参 考 文 献 1 谢宁，亓晓武，刘玮，王靖.TD-LTE 异频组网技术网络性能研究. Lte 网络创新研讨会，2014 2 段红梅.TD-LTE 网络 F+D 异频混合组网规划研究.电信工程技术与标准化 ， 2013 3 刘毅，吕雪峰. 基于 TD-LTE 网络 D 频段异频组网方案研究. Lte 网络创新研讨会， 2013
