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TD―LTE超闲小区带宽减容及网络影响研究
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【摘 要】为解决超闲小区资源浪费问题，探索了利用带宽减容优化TD-LTE超闲小区的方法。通过将系统带宽由现用的20MHz降低至10MHz，平衡超闲小区4G用户数和资源利用率的关系，并通过4种分析方法，共分5种场景对比，对方案进行了验证。通过带宽减容可以在满足用户业务需求的前提下，提升TD-LTE频谱利用率，减少超闲小区数量，并可提供更加灵活的组网方式，降低现网频率干扰。在RRU最大发射功率一定的条件下，通过配合RS功率调整，可提升F频段约20%的覆盖。
【关键词】TD-LTE超闲小区 带宽 减容 RS功率调整
doi：10.3969/j.issn.16.05.013 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：（0-05
引用格式：李国强，刘珂. TD-LTE超闲小区带宽减容及网络影响研究[M]. 移动通信， ）： 60-64.
一般定义上下行日均总流量小于100MB的小区为TD-LTE超闲小区。超闲小区的设备负荷和空口资源利用率远未达到设计要求，对硬件资源和频率资源是一种极大的浪费，过多的超闲小区存在是TD-LTE网络不健康的表现。本次试验区域TD-LTE现网超闲小区127个，占比12%。超闲小区的PRB资源利用率不足5%，RRC日均最大连接用户数小于10。
如果能够在满足用户业务需求的条件下，将用户数极低的小区的系统带宽由现有的20MHz降低至10MHz，预计可以节省15%～20%的频率资源，同时能够提升基站参考信号功率，增强网络连续覆盖，降低频率间的干扰，优化网络质量。
本次研究在于探索超闲小区的减容方法，通过选取现网满足条件的站点进行实际测试验证，分析在不同带宽、不同频点情况下超闲小区带宽减容的可行性以及对网络的影响，为TD-LTE超闲小区减容提供方法和思路。
2 基本原理
TD-LTE信道带宽可变，包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MH和20MHz，系统分别使用6个、15个、25个、50个、75个和100个资源块（RB，Resource Block），支持对已使用的频率资源的重复利用，信道带宽的选择可根据运营商拥有的频率范围以及用户的业务量需求来决定，选择最合理的信道带宽来组网。
在中国移动LTE建网中，F频段（1885MHz―1915MHz，现网使用前20MHz）主要用于农村、乡镇场景，F频段处于TDD频谱的最低位置，在进行室外宏蜂窝连续覆盖时具有天然优势，有利于增强广域连续覆盖。偏远的农村及山区4G用户数量相较城市还处在较低水平，可以考虑将特定小区的系统带宽由20MHz降低至10MHz。
3 实施方案
3.1 站点选择
基于满足用户业务需求为前提的验证思路，选取现网用户数极少、流量极少的F频段站点。本次验证选取站点为南湖樵业基站，该站点位于山区，覆盖目标为临近乡村，与周围站点站间距在2km以上，用户数和流量极少。南湖樵业基站地理位置示意图如图1所示：
3.2 验证方案
本次验证方案分别对如表1所示的5种场景进行业务测试、DT测试、拉远测试、指标监控等4项指标验证，分析超闲小区带宽减容对网络的影响。
（1）各场景下进行如表2所示的业务测试，记录实验站点关键指标。
各场景下，选取好点进行业务测试，测试结果如表3所示。由测试结果可见，在好点时，带宽为10MHz场景的上传均值速率相比带宽为20MHz的场景下降了约45%，带宽为10MHz场景的下载均值速率相比带宽为20MHz场景下降了约51%，由于带宽减半，速率性能下降明显。其余指标在两种带宽场景下基本一致，波动在合理范围内，用户视频业务没有受到影响。
（2）在各场景下进行DT测试，记录实验站点关键指标。DT测试内容及记录指标如表4所示：
在场景一、场景三和场景四下，对实验站点及相邻站点周边道路进行DT测试，结果如表5所示。在相同参考信号功率条件下，随着带宽减半，邻区间干扰略有降低，SINR有所提升，但业务速率有所降低；在10MHz场景下，实验站频点设置为38544时较设置为38400时，由于频点与相邻站点错开，邻区干扰进一步降低。由于本次验证只修改一个站点，邻区间干扰降低有限，成片修改的效果幅度有待验证。场景一、场景三、场景四的DT测试截图如图2、图3、图4所示。
在场景二和场景五下，对实验站点进行拉远测试，结果如表7所示。随着带宽减半，带宽为10MHz时的参考信号功率可以比带宽为20MHz时提升3dBm，即功率提升一倍。最大参考信号功率在带宽为20MHz时最大可以设置为152，在带宽为10MHz时最大可以设置为182。如表7所示，场景五比场景二-110dBm的覆盖距离增加了约21.86%。场景二和场景五拉远测试截图如图5所示。
在场景一、场景三和场景四下，网管指标监控结果如表9所示。由网管指标看，带宽减半后对指标无明显影响，小区用户数和流量无明显波动，干扰噪声无明显波动。
在场景二和场景五下，日网管指标监控如表10所示。由网管指标看，带宽减半和最大功率提升3dBm后，虽然实验站点选址较为偏僻，小区用户数和流量仍有提升。
3.3 验证结果
通过上述验证，可以得出如下结论：
（1）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，日均用户数和数据流量不会减少，不会对用户业务感知造成影响。同时带宽减容在一定程度上降低了邻区间干扰，提升了SINR值，改善了用户感知。
（2）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，使用测试软件进行定点上传和下载业务影响严重，速率减半，符合LTE峰值速率规律，对其他指标无影响。
（3）小区带宽（F频段）由20MHz降为10MHz后，参考信号功率可以提升3dBm，小区有效增加覆盖范围约20%左右。本次试验中的选址虽然较为偏僻，但功率提升后小区用户数有所增长，数据流量增长19%。
综上所述，在特定场景下，如用户较少、流量较低的农村区域，LTE超闲小区可以通过带宽减容，提升基站覆盖范围，节省宝贵的频率资源，减少频率干扰，在一定程度上提升用户感知。
随着LTE网络的快速发展，用户对网络的需求不断提高，提高无线资源利用率、优化网络质量是提升用户感知的重要手段。本成果旨在节省频率资源，为超闲小区减容提供优化思路。目前，中国移动对该课题进行试点推广，应用效果良好，对提高超闲小区网络利用率有积极意义。从经济投入和网络增益效果来看，该方法值得在用户数少的农村和山区进行推广使用。
参考文献：
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[5] 刘宝昌，胡恒杰，朱强. TD-LTE无线网络规划研究[J]. 电信工程技术与标准化， 2010（1）： 16-20.
[6] 李新. TD-LTE无线网络覆盖特性浅析[J]. 电信科学， 2009（1）： 43-47.
[7] 何霞. 我国TD-LTE的产业发展政策研究[J]. 移动通信， 2012（7）： 11-15.
[8] 卢卓君，彭陈发，岑曙炜. TD-LTE网络优化探讨[J]. 电信技术， 2012（7）： 52-54.
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[10] ITU-R. Frequency arrangements for implementation of the terrestrial component of international mobile telecommunications-2000 （IMT-2000） in the bands 806C960 MHz，
MHz， Recommendation ITU-R M.1036-3[S]. 2007.
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二、CDMA 800M减容容量评估
三、800M翻频注意事项
四、青岛电信800M减容后指标波动
展开剩余97%
五、800M翻频后的业务验证
随着电信LTE 800M建设，需要对现网CDMA 800M频点进行清频、移频操作。目前电信LTE 800M最可能使用5M、3M、1.4M三种形式建设，因此电信800M频点存在CDMA和LTE两种制式网络。在操作过程中需要注意以下3点：
CDMA800M网络在清频、移频后，会导致原CDMA网络容量不足，因此涉及原CDMA无线网络性能优化；
LTE800M网络建设完毕后，涉及到LTE800M无线网络优化；
CDMA 800M频点和LTE 800M频点共用800M频谱中的10M，也涉及CDMA800M和LTE 800M之间的邻频干扰分析。
青岛市现辖区内有6区4县，现网配置为5个BSC，正式入网逻辑站点1540个，小区数4711个，载频数15658个，其中1X语音载频7499个，283频点载扇数4711个，201频点载扇2774个，242频点载扇42个；EVDO数据载频8159个，37频点载扇数4636个，78频点载扇数2743个，119频点载扇数635个，160频点载扇数112个， 1019频点载扇数23个。
1.1 青岛业务区现网各BSC频点配置情况
青岛业务区全网五个BSC的频点配置十分规整，其中BSC5已配置1019频点，但在现网并未使用，242频点既用于1X语音三载频也用于EVDO五载频，如表1所示：
1.2 青岛业务区各BSC 1X&EVDO载频配置小区数统计
从表2配置可以看出，242载频在1X语音及EVDO小区内的配置比例较低，后续将根据KPI指标对现网进行负荷评估。
二、CDMA 800M减容容量评估
2.1 CDMA减容话务评估工作背景
按照中国电信集团要求，2016年下半年在全国启动LTE 800M部署。为保障LTE 800M部署的顺利进行，CDMA网络需要进行清频、翻频等频率重新部署工作。清频后，载频的减少将带来容量的缩减，为了确保CDMA网络感知，需要对CDMA现有的网络容量进行评估。800M频率使用情况如图1所示。
大型城市：农村采用5M，城市、郊区都采用3M，在农村话务低的区域设置隔离区。频率规划如图2所示。
中小城市：城市和农村全都重耕为5M LTE，无需隔离设置，不存在系统间同频干扰，全网一致性好。频率规划如图3所示。
典型中小型城市频率调整后为（5M）：
CDMA-1X：283（基本频点）、242（第二频点）
EV-DO：37（基本频点）、1019（第二频点）
LTE800M：78、119、160、201
2.2 1X容量负荷评估1X容量负荷评估内容
对于1X容量负荷评估资源主要针对1X业务信道的负荷、信令面负荷以及传输设备资源的负荷情况。1X相应资源如果超过预警线，需要进行相应的降负荷操作，低于预警线后再进行减容操作。
1X容量负荷评估方法
通过CNO2对1X语音和1X数据业务综合进行负荷评估。评估情况如表3，表4所示。
2.3 EVDO容量负荷评估
EVDO容量可以用三个维度来度量，扩容标准如图4所示。
激活连接数（话务量）
激活连接数对应的资源包括空口侧的CE、MACIndex和Driver Flow，以及设备用户处理板的内存。最大激活连接数反映的是物理能力，如果考虑容许一定的呼损，这个维度可用话务量来度量。根据高通提供的分析材料，数据业务呼叫到达符合泊松分布模型，服务时间符合负指数分布，因此可以采用Erlang理论来计算系统支持的话务量。
带宽对应的资源包括空口侧的前向业务信道时隙和反向业务信道RoT，Abis链路配置带宽，以及设备用户处理板的CPU能力。
BHCA对应的资源包括空口侧的接入信道、控制信道、以及设备信令面处理板的CPU能力。
EVDO容量负荷评估内容
电信集团从业务层面对EVDO超忙、超闲基站的定义如下：
超忙载扇定义：统计周期内累计4个统计的忙时段中均满足载扇前向物理层业务信道时隙占用率≥70%且每载扇等效用户数≥4的载扇，定义为超忙载扇；
超忙基站：基站中有一个超忙载扇，该基站计为超忙基站。
超闲载扇定义：统计周期内累计4个统计的忙时段中均满足载扇前向物理层业务信道时隙占用率≤5％、且每载扇等效用户数≤1的载扇，计为超闲载扇。
超闲基站：基站中所有DO载扇均为超闲载扇时，该基站计为超闲基站。
如果出现CE资源不足或MACIndex分配失败，会导致用户接入困难，需要立即扩容。
EVDO空口资源利用率评估方法
CNO2对DO小区相应负荷进行评估。DO相应资源如果超过预警线，需要进行相应的降负荷操作后低于预警线再进行减容操作。EVDO空口资源利用率评估内容如表5所示。信令评估内容如表6所示。
2.4 青岛业务区容量评估结果CDMA1X容量负荷评估结果
青岛电信市区主要为BSC1/BSC2，市区用户密集区域话务偏高，县城及农村站点分布在BSC2/BSC4/BSC5， 全网1X语音超限小区如图5所示：
其中，除个别县城站点外小区负荷均不高，需要扩容后再减容（1X语音载频数为3）的小区如表7所示：
EVDO容量负荷评估结果
青岛电信800M现网EVDO载频三载以上配置主要集中在城区校园、商圈及各景点等特殊站点上，现网容量评估超标小区统计结果如下图所示，其中标黄小区为三载频以上的小区，后续需要进行减容操作，其余均二载频小区，不需要进行减容操作，EVDO现网不建议直接减容的小区明细，如图6所示：
需要扩容后再减容（EVDO数据载频数大于3）的小区如表8所示：
2.5 青岛业务区减容实施建议
结合青岛电信目前载频配置情况，由于242频点占用的载扇较少， 1019频点全网未使用；建议青岛业务区先翻频，再减容；
对于1X小区超出容量门限的只有4个小区，建议直接删除242频点；
对于EVDO小区我们有两种建议：
激进方案：直接减容到二载频，对于减容后负荷超标及出现拥塞的小区进行使用劈裂天线小区分裂，达到降低小区容量的目的；
保守方案：现网三载频以上负荷较高小区数量较少，但减容后可能出现升高，建议对这几个小区进行分裂，降低容量负荷；对于其他三载频以上的小区，先减少一个载频，若负荷达到门限，则采用小区进行分裂，降低容量负荷；通过逐次减容，逐次负荷超标小区分裂；确保网络指标稳定。
三、800M翻频注意事项
3.1 800M翻频具体操作步骤
由于频率调整，原来的1X第二载频201频点翻频至242频点，可能影响到GPSone定位业务的准确性，建议提前对GPSone相关数据维护进行更新。
对于移频后数据业务，需要提前获取是否有1X数据/EVDO数据业务的POS机、智能抄表等政企行业用户的最小QOS需求，避免影响行业用户的使用。
对通信应急车的网络配置进行提前修改，避免重大活动保障时CDMA频率超出减容后的要求造成互相干扰。
翻频减容前对网络配置的同PN方案进行核查，保证减容前后同PN方案保持。
翻频减容前对网络配置的异频组网方案进行核查，避免减容后异频方案失效。
对省界、国界的特殊配置CDMA网络进行核查，避免减容后特殊组网方案失效。
部分省份地市的BSC数据库服务器部署时间较早，软硬件配置性能较差，翻频减容工作需要全网导入导出等大量数据操作，影响执行效率，建议提前异地备份数据，确保网络操作的安全。
3.2 800M翻频具体操作步骤流程图
四、青岛电信800M减容后指标波动
结合青岛电信目前载频配置情况，由于242频点占用的载扇较少， 1019频点全网未使用；可以根据需要先在BSC内先删除已配置242频点或将242频点移频至1019频点，然后将1x201频点移频至242频点，将1019频点移频至201频点，将DO78频点移频至1019频点。后期减容时，需要减容的载频如表9标红表格所示：
翻频后的频点对应关系如表10所示：
然后再依据2.5青岛业务区减容实施建议实施系统减容方案。
4.1 CDMA翻频减容优化内容LTE800M实施后，由于CDMA频点不足可能造成热点区域拥塞。为了保证用户的感知，CDMA在降频前后可以采用网络架构优化、小区分裂、引入新功能等方法来解决容量不足的问题。
4.2负荷优化建议
CDMA翻频减容后，VoLTE的部署和终端的更换还有一个过程，在这段时间内语音业务只能承载1X载频上；数据业务可以由L1800M和L800M进行部分分流，对于不支持4G的终端来说，数据业务也只能承载在DO网络和1X数据上。对于翻频减容后的优化主要是保证1X语音的容量和DO用户的速率感知。1X高负荷优化建议
在CDMA翻频减容后优先要重点保障的就是1X语音业务。为了保证1X的语音呼叫成功率率，寻呼成功率、掉线率等影响用户感知的KPI，需要重点对1X高负荷区域进行网络架构的优化调整和热点区域的语音容量的保障。
通过对翻频后新的1X网络架构进行分析，对1X多载频进行分析，考虑多载频的载频间的负荷均衡、业务态的换频切换、待机状态的等优化策略，保证1X多载频语音负荷均衡，1X数据业务不影响1X语音容量。
具体建议如下：
1X多载频尽量连片覆盖，避免多载频插花组网；
1X多载频边界换频切换优先采用伪导频，其次采用数据库辅助换频切换方式，保证多载频边界的用户感知和掉线率等KPI要求；
建议开启1X快速返回DO功能（BSC级参数：支持1X-DO互操作），减少1X数据业务对语音的信道的占用。
对1X多载频区域进行载频的负荷均衡设置，可以采用基于功率和用户数的跨频指配参数进行优化，保证每个载频负荷基本相当。
对校园，交通枢纽，大型场馆，CBD等高语音需求区域，提前部署4GV功能的EVRCB语音压缩编码方式，提升理论最高达40%的动态增强的网络容量，同时保证了语音质量。
针对walsh不足的载频建议提前开通部署动态RC3/RC4功能，开通后系统可以根据负载情况动态设置用户呼叫的RC为RC3/RC4，从而合理的利用系统的功率资源和码资源，达到提高系统容量的目的。
针对上述方法实施后，小区容量还存在不足的小区建议考虑新建站或者小区分裂来配合来解决。
还可以打开1X的动态软切换功能，动态软切换应用可以控制软切换比例，提高前向链路容量和无线资源利用效率。注意：开通后对掉话略有影响。
EVDO高负荷优化建议
EVDO承载的数据业务在减容后，部分区域LTE分流3G的能力有限，短期内还需要重点通过对EVDO高负荷区域进行多载频的网络架构的调整优化，对高价值热点区域的EVDO进行扩容。
通过对翻频后新的EVDO网络架构进行分析，通过多载频的载频间驻留策略，功率优化策略，负荷均衡策略、CDMA&LTE互操作策略等方法来进行EVDO网络的优化。
具体建议如下：
EVDO多载频尽量连片覆盖，避免多载频插花组网；
EVDO多载频网络对驻留策略，负荷均衡，功率等参数的优化保证多载频边界的用户感知和掉线率等KPI要求；
全网部署eHRPD向LTE标准方案重选，并优化相关门限，尽量让4G终端驻留在LTE网络上，减少对3G数据业务的冲击。
部署“eHRPD加速返回LTE”功能，加快3G返回4G，提升用户感知并加快LTE对EVDO网络容量的分流。
通过对高负荷区域开通干扰消除功能（TIC/PIC技术）解决反向容量，提升理论最高达65%的容量。
针对上述方法实施后，小区容量还存在不足的小区建议考虑新建站或者小区分裂来配合解决。
五、800M翻频后的业务验证
5.1 前台测试评估
前台测试规范依照中国电信网络测试评估规范，主要进行CDMA 1X/DO网络测试。
前台测试范围：建议在翻频基站覆盖范围内进行。
前台测试按照后台配合闭塞频点方式进行，即只放开相应的翻频频点进行网络覆盖对比，1X语音测试使用长呼方式进行测试，DO进行FTP下载测试。
前台测试的目的是对比翻频前后的覆盖和网络质量，再进行针对性的优化。
5.2 后台性能评估
分别取小区级移频前和移频后一周系统忙时、全天的KPI指标进行对比统计分析。
统计地理范围：翻频和降频的所有小区及周围3层基站，含室内站。
统计时间：翻频/降频前后，各统计1周的网管指标，包括忙时（为主）、全天。
统计粒度：小区级为主，个载扇取平均值（呼叫话务量求和除外），个别参数为BSC级。
统计指标：
EVDO：掉线率、呼叫建立成功率、切换成功率、异频切换成功率、RAB忙比例、物理层前向和方向吞吐量、呼叫话务量、等效用户数、前向业务信道时隙占用率、MacIndex占用率、反向ROT、同步控制信道占用率、接入信道占用率、RLP重传率、对应的BSC级寻呼成功率。
1X：呼叫建立成功率、掉话率、切换成功率、异频切换成功率、语音业务话务量（不含切换）、语音业务切换话务量、语音业务更软切换话务量、数据业务FCH话务量（不含切换）、数据业务FCH话务量（含切换）、数据业务SCH话务量、功率拥塞率、Waslh拥塞率、功率拥塞次数、Waslh拥塞次数、CE拥塞率、CE拥塞次数、接入信道占用率、寻呼信道占用率、对应的BSC级寻呼成功率。
声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。郑州联通开展G1800网络缩频减容 为LTE20M+7.6M扩容做准备
为做好&两减一加&，聚焦资源为用户提供更加优质的和服务，河南郑州自6月1日起开展了G1800网络缩频减容专项工作，截至6月21日已全面顺利完成。
据了解，郑州联通成立专项工作组进行周密部署，攻坚克难，减容方案制定实施、冗余邻区优化、频率规划和翻频方案实施、验证等各环节紧密衔接，在20天内高效率完成减容载频3647块，在全网范围内共对2824个G1800进行频率规划和翻频，优化邻区9200个。
减容后G1800网络载频数量下降至目前的7429块，载频规模减少了30%，全年可节省电费127.79万元。G1800网络使用的频率带宽由原来的10M缩减至2.4M，为腾挪出宝贵的7.6M带宽，下一步可实现LTE20M+7.6M扩容，达到38%的容量增长，将有效增强网络竞争力，提升用户感知。
作者：王峰& &来源：人民邮电报
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