LTE F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略的應(yīng)用

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000）

LTE F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略的應(yīng)用

張 晨，陸清清

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000）

隨著4G網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模的不斷發(fā)展，局部網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)區(qū)域呈現(xiàn)，為保證容量需求、確保4G用戶感知，需采用F/ D/E多頻段組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)容量的提升。通過詳細(xì)闡述近期進(jìn)行的F/D/E組網(wǎng)策略研究工作情況以及應(yīng)用效果，為如何做好LTE頻率資源的合理使用提供參考。

長期演進(jìn) 多頻段 組網(wǎng)策略

1 引言

隨著4G網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模的不斷發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)已出現(xiàn)局部熱點(diǎn)區(qū)域。以杭州為例，截止2014年6月底，杭州4G換卡用戶已達(dá)到100萬，忙時(shí)同時(shí)激活用戶數(shù)為25萬，即使單用戶以1Mbps速率保障，單頻點(diǎn)的F頻段覆蓋也無法 保證這些用戶密集區(qū)域的容量需求，需要D頻段覆蓋實(shí)現(xiàn)容量提升?；诂F(xiàn)有頻率的分配方案下，采用F/D/E多頻段混合組網(wǎng)，在提升網(wǎng)絡(luò)容量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)頻率資源的合理使用。F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略包含三個(gè)方面內(nèi)容：一是室內(nèi)外協(xié)同覆蓋的策略；二是室外F/D的組網(wǎng)策略；三是室外D頻段異頻頻點(diǎn)組網(wǎng)策略。

2 F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略總體思路

2.1 頻段優(yōu)先級(jí)

按照目前頻段分配，移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)F+D頻段共80MHz帶寬用以室外覆蓋，E頻段50MHz帶寬做室內(nèi)覆蓋。目前使用20MHz帶寬頻點(diǎn)組網(wǎng)，早期建設(shè)采用F頻段網(wǎng)絡(luò)一個(gè)頻點(diǎn)同頻組網(wǎng)。

F頻段：1 880—1 900MHz（20MHz），Band39，用以室外；

D頻段：2 575—2 635MHz（60MHz），Band38、Band41，用以室外；

E頻段：2 320—2 370MHz（50MHz），Band40，用以室內(nèi)。

通過現(xiàn)場測試確認(rèn)，F(xiàn)頻段的室內(nèi)覆蓋效果要強(qiáng)于D頻段，隨著覆蓋深度的增加，D頻段信號(hào)快速衰減，F(xiàn)頻段的信號(hào)強(qiáng)度明顯優(yōu)于D頻段。

因此，駐留于4G網(wǎng)絡(luò)上的終端優(yōu)先選擇駐留室內(nèi)，室外用戶終端優(yōu)先駐留D頻段，其次是F頻段。

2.2 F/D頻段切換距離電平

主城區(qū)F/D頻段小區(qū)以站點(diǎn)300m至350m距離作為理想切換點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)該距離范圍內(nèi)的小區(qū)掃頻數(shù)據(jù)。

由于接收靈敏度不同，掃頻儀與商用終端之間存在電平差異。下面對掃頻儀測試電平進(jìn)行修正：

（1）F頻段小區(qū)理想切換點(diǎn)（300m至350m）采樣點(diǎn)RSRP均值為-100.8dBm；

（2）D頻段小區(qū)理想切換點(diǎn)（300m至350m）采樣點(diǎn)RSRP均值為-99.07dBm。

D頻段覆蓋電平略高于F頻段，其主要原因是對不同頻段的小區(qū)功率設(shè)置差異導(dǎo)致，D頻段小區(qū)設(shè)置的總功率高于F頻段小區(qū)。

F/D小區(qū)的理想切換點(diǎn)功率為-99dBm至-100dBm，可作為設(shè)置切換門限參數(shù)的參考。

2.3 關(guān)鍵策略參數(shù)設(shè)置

（1）空閑態(tài)

與2G/3G網(wǎng)絡(luò)不同，LTE系統(tǒng)中引入了重選優(yōu)先級(jí)的概念，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可配置不同頻點(diǎn)或者頻率組的優(yōu)先級(jí)來控制空閑態(tài)終端的重選方向，重選優(yōu)先級(jí)可設(shè)置為0至7共8個(gè)等級(jí)，數(shù)字越大則優(yōu)先級(jí)越高。

按照4G網(wǎng)絡(luò)終端優(yōu)先駐留E頻段、其次D頻段、最后F頻段的思路，空閑態(tài)設(shè)置各頻段重選優(yōu)先級(jí)為：

E頻段（優(yōu)先級(jí)6）＞D頻段（優(yōu)先級(jí)5）＞F頻段（優(yōu)先級(jí)4）

（2）連接態(tài)

華為設(shè)備連接態(tài)異頻切換共有7類：基于覆蓋、基于負(fù)載、基于頻率優(yōu)先級(jí)、基于業(yè)務(wù)、基于上行鏈路質(zhì)量、基于SPID切換回HPLMN、基于距離。各類切換無優(yōu)先級(jí)順序，先觸發(fā)先執(zhí)行，但各個(gè)切換之間存在互相制約關(guān)系，如負(fù)載切換和頻率優(yōu)先級(jí)切換不能同時(shí)啟用。目前開啟基于覆蓋和基于負(fù)載的2類異頻切換，日常切換以覆蓋切換為主。

連接態(tài)終端對異頻鄰區(qū)的測量并不是時(shí)時(shí)的，這是為了保證不必要的GAP測量損失，只有在服務(wù)小區(qū)的電平低于一定門限時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)對異頻鄰區(qū)的測量，當(dāng)測量到的鄰區(qū)電平滿足切換事件時(shí)，執(zhí)行向目標(biāo)小區(qū)的切換。

基于覆蓋的異頻切換可設(shè)置3類不同的事件策略。需要注意的是，A2事件的門限值為小區(qū)級(jí)參數(shù)，對小區(qū)的所有異頻鄰區(qū)起效。以D頻段小區(qū)為例，切換F頻段和E頻段如果都采用A4事件策略，那么該小區(qū)對F和E的異頻鄰區(qū)啟測門限A2無法實(shí)現(xiàn)分別設(shè)置，無法有效控制用戶切換方向。基于該原因，F(xiàn)/D/E三頻網(wǎng)，一個(gè)小區(qū)內(nèi)針對不同頻段的A2門限設(shè)置通過不同的事件策略來實(shí)現(xiàn)。

F/E、D/E之間切換采用A2+A4事件觸發(fā)，F(xiàn)/D之間切換采用A2+A3事件觸發(fā)。華為設(shè)備異頻啟測以及切換觸發(fā)事件組合具體如表1所示：

表1 華為設(shè)備異頻啟測以及切換觸發(fā)事件組合

3 F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略設(shè)置以及實(shí)施效果

3.1 室內(nèi)外覆蓋策略

室內(nèi)外覆蓋策略設(shè)置考慮如下：

◆4G終端優(yōu)先駐留室內(nèi)，空閑態(tài)通過重選優(yōu)先級(jí)設(shè)置實(shí)現(xiàn)室內(nèi)優(yōu)先駐留，連接態(tài)通過較低的切入室內(nèi)小區(qū)門限設(shè)置實(shí)現(xiàn)。

◆4G終端必須及時(shí)從室外小區(qū)切換至室內(nèi)小區(qū)，防止進(jìn)入室內(nèi)后拖至其他室內(nèi)小區(qū)導(dǎo)致掉線，通過門限設(shè)置控制。

◆避免4G終端連接態(tài)在室內(nèi)外小區(qū)間乒乓切換，雙向切換設(shè)置一致的A2+A4事件觸發(fā)，以合理的切換門限規(guī)避。

（1）空閑態(tài)

室內(nèi)小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)高于室外小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)，4G終端占用室外小區(qū)時(shí)對室內(nèi)小區(qū)進(jìn)行時(shí)時(shí)測量，當(dāng)測量到1s內(nèi)室內(nèi)小區(qū)電平滿足大于-106dBm時(shí)，重選至室內(nèi)。

4G終端占用室內(nèi)小區(qū)時(shí)，當(dāng)室內(nèi)小區(qū)的電平低于-114dBm時(shí)，啟動(dòng)對室外小區(qū)測量，當(dāng)測量到1s內(nèi)室內(nèi)小區(qū)電平低于-116dBm且室外小區(qū)電平高于-99dBm時(shí)，重選至室外小區(qū)。

（2）連接態(tài)

室內(nèi)外小區(qū)切換采用A2+A4事件觸發(fā)，設(shè)置切換絕對值門限，4G終端占用室外小區(qū)時(shí)，當(dāng)室外小區(qū)滿足在640ms內(nèi)電平低于-99dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻鄰區(qū)的測量，當(dāng)測量到室內(nèi)小區(qū)在640ms內(nèi)滿足電平大于-104dBm時(shí)，觸發(fā)至室內(nèi)小區(qū)的切換。

4G終端占用室內(nèi)小區(qū)時(shí)，當(dāng)室內(nèi)小區(qū)滿足在640ms內(nèi)電平低于-109dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻鄰區(qū)的測量，當(dāng)測量到室外小區(qū)在640ms內(nèi)滿足電平大于-97dBm時(shí)，觸發(fā)至室外小區(qū)的切換。

上述設(shè)置給室內(nèi)小區(qū)的4G終端用戶5dB（-104dBm至-109dBm）的切換保護(hù)、室外小區(qū)用戶2dB（-97dBm至-99dBm）的切換保護(hù)，防止乒乓切換。

室內(nèi)外異頻小區(qū)切換觸發(fā)條件如圖1所示：

圖1 室內(nèi)外異頻小區(qū)切換觸發(fā)條件示意圖

（3）實(shí)施效果

策略參數(shù)實(shí)施后，在總吞吐量相當(dāng)?shù)那闆r下，日均室分流量由213GB提升至337GB，提升50%以上，室分流量占總流量的比例由6.35%提升到了10.66%。

異頻切換成功率以及掉線率在策略參數(shù)調(diào)整前后一直保持在99.4%、0.17%，未出現(xiàn)明顯波動(dòng)。

3.2 室外F/D組網(wǎng)策略

室外F/D組網(wǎng)策略設(shè)置考慮如下：

◆4G終端優(yōu)先駐留D頻段，空閑態(tài)通過重選優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)室外D頻段優(yōu)先駐留，連接態(tài)通過較低的切入D頻段門限、較高的切入F頻段門限設(shè)置實(shí)現(xiàn)。

◆確保D頻段小區(qū)配置足夠的異頻鄰區(qū)，防止D頻段不連續(xù)覆蓋時(shí)，未能及時(shí)切換至F頻段導(dǎo)致掉線。目前異頻鄰區(qū)最大配置數(shù)為64個(gè)。

（1）空閑態(tài)

D頻段小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)高于F頻段小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)，4G終端占用F頻段小區(qū)時(shí)對D頻段小區(qū)進(jìn)行時(shí)時(shí)測量，1s內(nèi)D頻段小區(qū)電平高于-96dBm時(shí)，重選至D頻段小區(qū)。

4G終端占用D頻段小區(qū)時(shí)，當(dāng)D頻段小區(qū)的電平低于-96dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻測量，當(dāng)1s內(nèi)D頻段小區(qū)電平一直低于-98dBm且F頻段鄰區(qū)電平一直高于-100dBm時(shí)，重選至F頻段小區(qū)。

（2）連接態(tài)

F/D小區(qū)切換采用A2+A3組合事件觸發(fā)，即設(shè)置切換相對值門限，4G終端占用F頻段小區(qū)時(shí)，當(dāng)F頻段小區(qū)滿足在640ms內(nèi)電平低于-92dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻鄰區(qū)的測量，當(dāng)測量到D頻段小區(qū)在640ms內(nèi)一直滿足電平大于F頻段小區(qū)-5dB時(shí)，大概對應(yīng)-97dBm，觸發(fā)至D頻段小區(qū)的切換。

4G終端占用D頻段小區(qū)時(shí)，當(dāng)D頻段小區(qū)滿足在640ms內(nèi)電平低于-99dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻鄰區(qū)的測量，當(dāng)測量到F頻段小區(qū)在640ms內(nèi)一直滿足大于D頻段小區(qū)9dB時(shí)，大概對應(yīng)-90dBm，觸發(fā)至F頻段的切換。

上述設(shè)置給F頻段、D頻段小區(qū)4G終端各有2dB的切換保護(hù)，防止乒乓切換。

圖2 F/D異頻小區(qū)切換觸發(fā)條件示意圖

（3）實(shí)施效果

策略參數(shù)調(diào)整后，在全網(wǎng)LTE業(yè)務(wù)量基本維持在12TB左右情況下，單日D頻段業(yè)務(wù)由1.5TB提升到了4TB，提升100%以上，D頻段站點(diǎn)流量占全網(wǎng)流量的比例由12.4%提升到了31.9%。

3.3 D頻段異頻組網(wǎng)策略

目前D頻段共60MHz（2 575—2 635MHz）帶寬，以20MHz帶寬組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)3個(gè)頻點(diǎn)的異頻組網(wǎng)，60MHz帶寬中2 575—2 620MHz頻率范圍既屬于Band38，又屬于Band41，但2 620—2 635MHz頻率范圍僅屬于Band41。

鑒于頻段2 6 1 5—2 6 3 5 M H z對應(yīng)頻點(diǎn)屬于Band41，現(xiàn)網(wǎng)手機(jī)終端支持度不高，目前采用D頻段2個(gè)頻點(diǎn)異頻組網(wǎng)方案進(jìn)行試點(diǎn)。

D頻段的異頻組網(wǎng)共有以下2種方案：

方案1：以站點(diǎn)為單位異頻組網(wǎng)，同一個(gè)站點(diǎn)的不同小區(qū)采用同一個(gè)D頻段頻點(diǎn)；

方案2：以小區(qū)為單位異頻組網(wǎng)，同一個(gè)站點(diǎn)不同小區(qū)設(shè)置不同頻點(diǎn)。

D1/D2異頻組網(wǎng)考慮如下：

◆D1/D2地位相同，小區(qū)采用相同的重選優(yōu)先級(jí)，針對F頻段小區(qū)均為高優(yōu)先級(jí)小區(qū)。

◆F/D之間切換使用A2+A3事件觸發(fā)，為便于控制D頻段小區(qū)用戶在切換F頻段前能優(yōu)先切換至另一個(gè)D頻點(diǎn)，D1/D2小區(qū)之間也采用A2+A3的切換事件，并參照同頻切換標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)小區(qū)高于服務(wù)小區(qū)3dB觸發(fā)切換。

（1）空閑態(tài)

D1/D2頻點(diǎn)小區(qū)設(shè)置相同優(yōu)先級(jí)，重選參數(shù)參照同頻設(shè)置，但作為同一個(gè)小區(qū)，異頻同優(yōu)先級(jí)與低優(yōu)先級(jí)小區(qū)的啟動(dòng)門限設(shè)置為同一參數(shù)，因此D頻段小區(qū)用戶對另一個(gè)D頻點(diǎn)小區(qū)的啟測門限與F頻段小區(qū)的啟測門限為同一值，即-96dBm。同優(yōu)先級(jí)重選觸發(fā)條件為服務(wù)小區(qū)電平大于目標(biāo)小區(qū)電平一定值，參照同頻設(shè)置，設(shè)置為3dB。即服務(wù)的D頻點(diǎn)小區(qū)電平低于-96dBm時(shí)，啟動(dòng)對另一個(gè)D頻點(diǎn)小區(qū)的測量，1s內(nèi)測量到異頻D頻點(diǎn)小區(qū)鄰區(qū)電平高于本小區(qū)3dB，大概對應(yīng)-93dBm時(shí)，重選至D頻點(diǎn)異頻小區(qū)。

D頻段異頻組網(wǎng)策略小區(qū)重選觸發(fā)條件如圖3所示：

圖3 D頻段異頻組網(wǎng)策略小區(qū)重選觸發(fā)條件示意圖

（2）連接態(tài)

D1/D2異頻切換采用A2+A3切換事件，同一個(gè)小區(qū)的異頻A2門限無法區(qū)分頻點(diǎn)設(shè)置，如D1小區(qū)針對D2頻點(diǎn)小區(qū)的A2門限與針對F頻點(diǎn)小區(qū)的A2門限為同一參數(shù)，無法分開設(shè)置，異頻A2門限統(tǒng)一設(shè)置為-99dBm。

A3切換門限通過異頻頻率偏置參數(shù)（EUTRAN異頻頻點(diǎn)下鄰區(qū)的頻率偏置，小區(qū)內(nèi)可針對不同頻點(diǎn)來設(shè)置）實(shí)現(xiàn)與F頻段不同設(shè)置。

D1/D2優(yōu)先級(jí)對等，切換門限設(shè)置相同的參數(shù)。當(dāng)服務(wù)的D頻點(diǎn)小區(qū)在640ms內(nèi)電平一直小于-99dBm時(shí)，啟動(dòng)對異頻D頻點(diǎn)小區(qū)測量，當(dāng)測量到640ms內(nèi)D頻段異頻小區(qū)電平一直大于本小區(qū)電平3dB，大概對應(yīng)-96dBm時(shí)，切換至該小區(qū)。

D頻段異頻組網(wǎng)策略小區(qū)切換觸發(fā)條件如圖4所示：

圖4 D頻段異頻組網(wǎng)策略小區(qū)切換觸發(fā)條件示意圖

（3）實(shí)施效果

在同一區(qū)域試點(diǎn)了方案1和方案2，從現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，按照單小區(qū)的D頻段異頻組網(wǎng)，在不影響D頻段占比的情況下，較單站的D1/D2組網(wǎng)更能提升道路SINR和下行速率，但增加了參數(shù)規(guī)劃上的復(fù)雜度，必須做好精細(xì)優(yōu)化工作。2種異頻組網(wǎng)方式測試對比如表2所示：

表2 2種異頻組網(wǎng)方式測試對比

4 結(jié)束語

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)用戶的不斷發(fā)展，多頻組網(wǎng)必將成為解決網(wǎng)絡(luò)容量的最主要手段。杭州移動(dòng)對多頻組網(wǎng)策略方案進(jìn)行有益的推廣應(yīng)用，充分發(fā)揮無線廠家設(shè)備特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)網(wǎng)掃頻數(shù)據(jù)確定各類參數(shù)的設(shè)置，各項(xiàng)策略參數(shù)在實(shí)施后達(dá)到了期望的效果，在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量提升的同時(shí)也提升了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，完成了LTE多頻組網(wǎng)建設(shè)中最重要的課題。

[1] 3GPP TS 36.304. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) Procedueres in Idle Mode[S]. 2010.

[2] 3GPP TS 36.331. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol Specifi cation[S]. 2011.

[3] 3GPP TS 36.214. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Layer; Measurements; Protocol Specifi cation[S]. 2011.

[4] 沈嘉,索士強(qiáng),全海洋,等. 3GPP長期演進(jìn)（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2008.

[5] 王映民,孫韶輝,等. TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.★

張晨：工程師，現(xiàn)任中國移動(dòng)杭州分公司無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主任，從事無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作10年，擅長GSM/TD-SCDMA/TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的重選類、呼叫類、保持類、尋呼類等無線參數(shù)和性能研究。

陸清清：工程師，現(xiàn)任中國移動(dòng)杭州分公司LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化員，從事無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作10年，擅長TDLTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

Application of LTE F/D/E Multiband Networking Strategy

ZHANG Chen, LU Qing-qing

(China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd., Hangzhou Branch, Hangzhou 310000, China)

As local network hot areas appear with the rapid development of 4G network scales, F/D/E multiband networking should be adopted in LTE network capacity improvement in order to guarantee capacity demand and 4G user perception. The research status and its application effect of F/D/E networking strategy were expounded in this paper to rationally utilize LTE frequency resources.

LTE multiband networking strategy

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.08.001

TN929.5

A

1006-1010(2015)08-0005-05

張晨,陸清清. LTE F/D/E多頻段混合組網(wǎng)策略的應(yīng)用[J]. 移動(dòng)通信, 2015,39(8): 5-9.

2014-12-24

責(zé)任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn