TD—LTE超閑小區(qū)帶寬減容及網(wǎng)絡(luò)影響研究

李國(guó)強(qiáng) 劉珂

【摘 要】為解決超閑小區(qū)資源浪費(fèi)問題，探索了利用帶寬減容優(yōu)化TD-LTE超閑小區(qū)的方法。通過將系統(tǒng)帶寬由現(xiàn)用的20MHz降低至10MHz，平衡超閑小區(qū)4G用戶數(shù)和資源利用率的關(guān)系，并通過4種分析方法，共分5種場(chǎng)景對(duì)比，對(duì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證。通過帶寬減容可以在滿足用戶業(yè)務(wù)需求的前提下，提升TD-LTE頻譜利用率，減少超閑小區(qū)數(shù)量，并可提供更加靈活的組網(wǎng)方式，降低現(xiàn)網(wǎng)頻率干擾。在RRU最大發(fā)射功率一定的條件下，通過配合RS功率調(diào)整，可提升F頻段約20%的覆蓋。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE超閑小區(qū) 帶寬 減容 RS功率調(diào)整

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.05.013 中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）05-0060-05

引用格式：李國(guó)強(qiáng)，劉珂. TD-LTE超閑小區(qū)帶寬減容及網(wǎng)絡(luò)影響研究[M]. 移動(dòng)通信， 2016，40（5）： 60-64.

1 引言

一般定義上下行日均總流量小于100MB的小區(qū)為TD-LTE超閑小區(qū)。超閑小區(qū)的設(shè)備負(fù)荷和空口資源利用率遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)硬件資源和頻率資源是一種極大的浪費(fèi)，過多的超閑小區(qū)存在是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)不健康的表現(xiàn)。本次試驗(yàn)區(qū)域TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)超閑小區(qū)127個(gè)，占比12%。超閑小區(qū)的PRB資源利用率不足5%，RRC日均最大連接用戶數(shù)小于10。

如果能夠在滿足用戶業(yè)務(wù)需求的條件下，將用戶數(shù)極低的小區(qū)的系統(tǒng)帶寬由現(xiàn)有的20MHz降低至10MHz，預(yù)計(jì)可以節(jié)省15%～20%的頻率資源，同時(shí)能夠提升基站參考信號(hào)功率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋，降低頻率間的干擾，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

本次研究在于探索超閑小區(qū)的減容方法，通過選取現(xiàn)網(wǎng)滿足條件的站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證，分析在不同帶寬、不同頻點(diǎn)情況下超閑小區(qū)帶寬減容的可行性以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，為TD-LTE超閑小區(qū)減容提供方法和思路。

2 基本原理

TD-LTE信道帶寬可變，包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MH和20MHz，系統(tǒng)分別使用6個(gè)、15個(gè)、25個(gè)、50個(gè)、75個(gè)和100個(gè)資源塊（RB，Resource Block），支持對(duì)已使用的頻率資源的重復(fù)利用，信道帶寬的選擇可根據(jù)運(yùn)營(yíng)商擁有的頻率范圍以及用戶的業(yè)務(wù)量需求來決定，選擇最合理的信道帶寬來組網(wǎng)。

在中國(guó)移動(dòng)LTE建網(wǎng)中，F(xiàn)頻段（1885MHz—1915MHz，現(xiàn)網(wǎng)使用前20MHz）主要用于農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)景，F(xiàn)頻段處于TDD頻譜的最低位置，在進(jìn)行室外宏蜂窩連續(xù)覆蓋時(shí)具有天然優(yōu)勢(shì)，有利于增強(qiáng)廣域連續(xù)覆蓋。偏遠(yuǎn)的農(nóng)村及山區(qū)4G用戶數(shù)量相較城市還處在較低水平，可以考慮將特定小區(qū)的系統(tǒng)帶寬由20MHz降低至10MHz。

3 實(shí)施方案

3.1 站點(diǎn)選擇

基于滿足用戶業(yè)務(wù)需求為前提的驗(yàn)證思路，選取現(xiàn)網(wǎng)用戶數(shù)極少、流量極少的F頻段站點(diǎn)。本次驗(yàn)證選取站點(diǎn)為南湖樵業(yè)基站，該站點(diǎn)位于山區(qū)，覆蓋目標(biāo)為臨近鄉(xiāng)村，與周圍站點(diǎn)站間距在2km以上，用戶數(shù)和流量極少。南湖樵業(yè)基站地理位置示意圖如圖1所示：

3.2 驗(yàn)證方案

本次驗(yàn)證方案分別對(duì)如表1所示的5種場(chǎng)景進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試、DT測(cè)試、拉遠(yuǎn)測(cè)試、指標(biāo)監(jiān)控等4項(xiàng)指標(biāo)驗(yàn)證，分析超閑小區(qū)帶寬減容對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。

（1）各場(chǎng)景下進(jìn)行如表2所示的業(yè)務(wù)測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)關(guān)鍵指標(biāo)。

各場(chǎng)景下，選取好點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所示。由測(cè)試結(jié)果可見，在好點(diǎn)時(shí)，帶寬為10MHz場(chǎng)景的上傳均值速率相比帶寬為20MHz的場(chǎng)景下降了約45%，帶寬為10MHz場(chǎng)景的下載均值速率相比帶寬為20MHz場(chǎng)景下降了約51%，由于帶寬減半，速率性能下降明顯。其余指標(biāo)在兩種帶寬場(chǎng)景下基本一致，波動(dòng)在合理范圍內(nèi)，用戶視頻業(yè)務(wù)沒有受到影響。

（2）在各場(chǎng)景下進(jìn)行DT測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)關(guān)鍵指標(biāo)。DT測(cè)試內(nèi)容及記錄指標(biāo)如表4所示：

在場(chǎng)景一、場(chǎng)景三和場(chǎng)景四下，對(duì)實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)及相鄰站點(diǎn)周邊道路進(jìn)行DT測(cè)試，結(jié)果如表5所示。在相同參考信號(hào)功率條件下，隨著帶寬減半，鄰區(qū)間干擾略有降低，SINR有所提升，但業(yè)務(wù)速率有所降低；在10MHz場(chǎng)景下，實(shí)驗(yàn)站頻點(diǎn)設(shè)置為38544時(shí)較設(shè)置為38400時(shí)，由于頻點(diǎn)與相鄰站點(diǎn)錯(cuò)開，鄰區(qū)干擾進(jìn)一步降低。由于本次驗(yàn)證只修改一個(gè)站點(diǎn)，鄰區(qū)間干擾降低有限，成片修改的效果幅度有待驗(yàn)證。場(chǎng)景一、場(chǎng)景三、場(chǎng)景四的DT測(cè)試截圖如圖2、圖3、圖4所示。

在場(chǎng)景二和場(chǎng)景五下，對(duì)實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)進(jìn)行拉遠(yuǎn)測(cè)試，結(jié)果如表7所示。隨著帶寬減半，帶寬為10MHz時(shí)的參考信號(hào)功率可以比帶寬為20MHz時(shí)提升3dBm，即功率提升一倍。最大參考信號(hào)功率在帶寬為20MHz時(shí)最大可以設(shè)置為152，在帶寬為10MHz時(shí)最大可以設(shè)置為182。如表7所示，場(chǎng)景五比場(chǎng)景二-110dBm的覆蓋距離增加了約21.86%。場(chǎng)景二和場(chǎng)景五拉遠(yuǎn)測(cè)試截圖如圖5所示。

在場(chǎng)景一、場(chǎng)景三和場(chǎng)景四下，網(wǎng)管指標(biāo)監(jiān)控結(jié)果如表9所示。由網(wǎng)管指標(biāo)看，帶寬減半后對(duì)指標(biāo)無明顯影響，小區(qū)用戶數(shù)和流量無明顯波動(dòng)，干擾噪聲無明顯波動(dòng)。

在場(chǎng)景二和場(chǎng)景五下，日網(wǎng)管指標(biāo)監(jiān)控如表10所示。由網(wǎng)管指標(biāo)看，帶寬減半和最大功率提升3dBm后，雖然實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)選址較為偏僻，小區(qū)用戶數(shù)和流量仍有提升。

3.3 驗(yàn)證結(jié)果

通過上述驗(yàn)證，可以得出如下結(jié)論：

（1）小區(qū)帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，日均用戶數(shù)和數(shù)據(jù)流量不會(huì)減少，不會(huì)對(duì)用戶業(yè)務(wù)感知造成影響。同時(shí)帶寬減容在一定程度上降低了鄰區(qū)間干擾，提升了SINR值，改善了用戶感知。

（2）小區(qū)帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，使用測(cè)試軟件進(jìn)行定點(diǎn)上傳和下載業(yè)務(wù)影響嚴(yán)重，速率減半，符合LTE峰值速率規(guī)律，對(duì)其他指標(biāo)無影響。

（3）小區(qū)帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，參考信號(hào)功率可以提升3dBm，小區(qū)有效增加覆蓋范圍約20%左右。本次試驗(yàn)中的選址雖然較為偏僻，但功率提升后小區(qū)用戶數(shù)有所增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)19%。

綜上所述，在特定場(chǎng)景下，如用戶較少、流量較低的農(nóng)村區(qū)域，LTE超閑小區(qū)可以通過帶寬減容，提升基站覆蓋范圍，節(jié)省寶貴的頻率資源，減少頻率干擾，在一定程度上提升用戶感知。

4 結(jié)束語

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不斷提高，提高無線資源利用率、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是提升用戶感知的重要手段。本成果旨在節(jié)省頻率資源，為超閑小區(qū)減容提供優(yōu)化思路。目前，中國(guó)移動(dòng)對(duì)該課題進(jìn)行試點(diǎn)推廣，應(yīng)用效果良好，對(duì)提高超閑小區(qū)網(wǎng)絡(luò)利用率有積極意義。從經(jīng)濟(jì)投入和網(wǎng)絡(luò)增益效果來看，該方法值得在用戶數(shù)少的農(nóng)村和山區(qū)進(jìn)行推廣使用。

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