700 MHz+2.6 GHz 多頻協(xié)同優(yōu)化

聶 磊

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，700 MHz 和2.6 GHz 頻段因具有不同的傳播特性和優(yōu)勢(shì)，成為長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）網(wǎng)絡(luò)中常用的頻段。因此，開展700 MHz 和2.6 GHz 頻段的多頻協(xié)同優(yōu)化工作，充分發(fā)揮兩個(gè)頻段的優(yōu)點(diǎn)，能夠提高網(wǎng)絡(luò)性能、增強(qiáng)覆蓋范圍，進(jìn)一步滿足用戶對(duì)高質(zhì)量通信的需求。

1 700 MHz+2.6G Hz 網(wǎng)絡(luò)特性

使用700 MHz 頻段的網(wǎng)絡(luò)具有更好的信號(hào)覆蓋范圍和穿透建筑物能力。700 MHz 頻段的頻率較低，信號(hào)傳播距離更遠(yuǎn)，且能夠更好地穿透建筑物，適用于遠(yuǎn)離基站的場(chǎng)景，如農(nóng)村地區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)。

使用2.6 GHz 頻段的網(wǎng)絡(luò)具有更高的頻譜帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率，信號(hào)傳播距離相對(duì)較短，能夠滿足高峰期的網(wǎng)絡(luò)需求，支持更多的用戶同時(shí)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于城市、商業(yè)區(qū)或人口密集地區(qū)，以滿足更高的數(shù)據(jù)需求和用戶數(shù)[1]。

2 700 MHz+2.6 GHz 多頻協(xié)同優(yōu)化

2.1 覆蓋協(xié)同

2.1.1 室內(nèi)外覆蓋協(xié)同

在700 MHz+2.6 GHz 的多頻協(xié)同中，主要采用基于測(cè)量報(bào)告（Measurement Report，MR）的多維樓宇畫像覆蓋評(píng)估，以確定700 MHz 和2.6 GHz 網(wǎng)絡(luò)在不同場(chǎng)景下的部署方案。通過收集建筑物結(jié)構(gòu)信息、模擬仿真及數(shù)據(jù)分析來評(píng)估信號(hào)覆蓋范圍、強(qiáng)度、網(wǎng)絡(luò)性能差異[2]。文章主要采用基于3D 電子地圖、4G 或5G MR 的數(shù)據(jù)、UE 話務(wù)、4G 流量數(shù)據(jù)、4G/5G 工程參數(shù)、倒流數(shù)據(jù)以及建筑物信息點(diǎn)（Point of Information，PoI）信息，通過MR 覆蓋評(píng)估、價(jià)值評(píng)估及建筑物PoI 信息等維度數(shù)據(jù)輸出樓宇級(jí)室分畫像，實(shí)現(xiàn)分室精準(zhǔn)建設(shè)。其具體流程如圖1 所示。

圖1 基于MR 的多維樓宇畫像覆蓋評(píng)估流程

根據(jù)基于MR 的多維樓宇畫像覆蓋評(píng)估結(jié)果，可以制定具體的建設(shè)方案，在遠(yuǎn)離基站或需要穿透建筑物的區(qū)域使用700 MHz 頻段，在城市或高密度區(qū)域使用2.6 GHz 頻段。同時(shí)，考慮信號(hào)衰減模型、盲區(qū)分析及容量評(píng)估等因素，以確保提供穩(wěn)定、高效的室內(nèi)外覆蓋協(xié)同方案。最終，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試優(yōu)化驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶的無線通信需求。

2.1.2 TNR 覆蓋協(xié)同

在700 MHz 和2.6 GHz 的太比特路由器（Terabit Network Router，TNR）覆蓋智能優(yōu)化中，大規(guī)模多進(jìn)多出（Massive Multiple Input Multiple Output，Massive MIMO）是較傳統(tǒng)的一種協(xié)同方案，但是其整網(wǎng)天線權(quán)值優(yōu)化的覆蓋面較大，對(duì)于人員處理需求高，基本一個(gè)小區(qū)每天需要160 人進(jìn)行工作，且響應(yīng)慢，對(duì)于人員專業(yè)性需求高。

為實(shí)現(xiàn)700 MHz+2.6 GHz 多頻協(xié)同優(yōu)化，使用TNR 覆蓋協(xié)同方案，主要包括單域自治天線權(quán)值優(yōu)化和自動(dòng)天線模式控制（Automatic Antenna Pattern Control，AAPC）權(quán)值優(yōu)化2 種方式。

在單域自治天線權(quán)值優(yōu)化中會(huì)選擇優(yōu)化區(qū)域，即根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)和用戶分布等信息，確定需要優(yōu)化的區(qū)域[3]。然后，利用多接收器到達(dá)方向角（Multiple Receiver Direction of Arrival，MR-DOA）測(cè)量技術(shù)收集用戶設(shè)備的測(cè)量報(bào)告，確定信號(hào)的到達(dá)角度，以改善覆蓋范圍和信號(hào)質(zhì)量?；跀?shù)據(jù)分析，計(jì)算最優(yōu)權(quán)值，反映基站和天線在不同方向上的性能表現(xiàn)。將計(jì)算的最優(yōu)權(quán)值配置于基站和天線，并與參數(shù)管控平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)權(quán)值的生效配置。通過監(jiān)測(cè)和分析網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，如覆蓋率、信號(hào)強(qiáng)度、干擾情況及數(shù)據(jù)速率等，以評(píng)估優(yōu)化結(jié)果。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，保留當(dāng)前的權(quán)值配置方案或回退到之前的配置方案，以進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能。

TNR 覆蓋協(xié)同方案的AAPC 權(quán)值優(yōu)化可以自動(dòng)識(shí)別潮汐區(qū)域，執(zhí)行潮汐權(quán)值優(yōu)化，針對(duì)業(yè)務(wù)突變小區(qū)，執(zhí)行區(qū)域覆蓋調(diào)整。運(yùn)營(yíng)商在接收相關(guān)數(shù)據(jù)信息后會(huì)將其派單給一線工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，且AAPC 權(quán)值優(yōu)化給出機(jī)械下傾、方位角調(diào)整優(yōu)化建議。同時(shí)，方案自動(dòng)識(shí)別覆蓋問題并給出規(guī)劃與優(yōu)化建議，實(shí)施自動(dòng)閉環(huán)處理。通過優(yōu)化后的方法，每個(gè)小區(qū)每天只需3 人即可實(shí)現(xiàn)人工處理。

2.2 容量協(xié)同

在700 MHz 和2.6 GHz 頻段中，其容量協(xié)同優(yōu)化方面可以采取新空口（New Radio，NR）多頻負(fù)荷均衡策略，包括駐留態(tài)負(fù)荷均衡和連接態(tài)負(fù)荷均衡。

駐留態(tài)負(fù)荷均衡指分配空閑狀態(tài)下的用戶均勻地連接至不同頻段的基站，以平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。該策略通過監(jiān)測(cè)基站的負(fù)載情況，將空閑用戶指派給相對(duì)空閑的基站，以減輕高負(fù)載基站的壓力。

連接態(tài)負(fù)荷均衡指在用戶處于連接狀態(tài)（活動(dòng)狀態(tài)）時(shí)平衡基站之間的負(fù)載。該策略通過監(jiān)測(cè)每個(gè)基站的負(fù)載情況和用戶的需求，將連接中的用戶動(dòng)態(tài)地重新分配到其他基站上，以避免某個(gè)基站過載而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞和服務(wù)質(zhì)量下降。這需要跟蹤和管理用戶連接，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況、基站能力及用戶需求進(jìn)行智能調(diào)度。

在兩種策略的使用過程中，物理資源塊（Physical Resource Block，PRB）占用率均衡觸發(fā)門限建議設(shè)置為60%，即當(dāng)某一頻段的PRB 占用率達(dá)到60%時(shí)，即被視為高負(fù)荷狀態(tài)，可以觸發(fā)負(fù)荷均衡策略。瞬時(shí)用戶數(shù)門限建議設(shè)置為10%，當(dāng)某一頻段的瞬時(shí)用戶數(shù)超過該頻段總用戶數(shù)的10%時(shí)，可作為負(fù)荷均衡觸發(fā)門限。建議選擇10 個(gè)用戶作為測(cè)量樣本，根據(jù)其所連接的頻段和負(fù)荷情況進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)整。同時(shí)，建議打開負(fù)荷均衡禁止頻繁切換保護(hù)開關(guān)，以避免頻繁的頻段切換操作對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)造成不利影響。

2.3 站點(diǎn)協(xié)同

多頻協(xié)同優(yōu)化是在LTE 無線網(wǎng)絡(luò)中通過合理規(guī)劃和配置不同頻段的基站提高網(wǎng)絡(luò)性能和覆蓋范圍的一種策略，其中700 MHz 和2.6 GHz 頻段是常用的LTE 頻段。

站點(diǎn)規(guī)劃是多頻協(xié)同優(yōu)化的第一步，它確定不同頻段基站的部署位置和頻段覆蓋范圍。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局、用戶需求以及覆蓋缺口等因素進(jìn)行站點(diǎn)規(guī)劃。例如，在城市區(qū)域，由于2.6 GHz 頻段的傳播特性適合室內(nèi)覆蓋，可以將2.6 GHz基站部署在高樓大廈周圍，以提供更好的室內(nèi)信號(hào)覆蓋。而700 MHz 頻段傳播特性適合寬廣的室外覆蓋，可以在城市郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)部署700 MHz 基站，以提供更好的室外覆蓋。

天面替換與整合是站點(diǎn)協(xié)同的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它將低頻段（如700 MHz）基站的天面設(shè)備替換為高頻段（如2.6 GHz）基站的天面設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)頻段之間的協(xié)同。這樣可以在不改變現(xiàn)有基站結(jié)構(gòu)和布局的情況下，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量。

按照站點(diǎn)協(xié)同策略，在城市中心區(qū)域布置10個(gè)2.6 GHz 基站，覆蓋半徑為500 m，每個(gè)基站的平均用戶數(shù)為500 人；在城市郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)布置5 個(gè)700 MHz 基站，覆蓋半徑為1 km，每個(gè)基站的平均用戶數(shù)為200 人。經(jīng)過700 MHz+2.6 GHz 多頻協(xié)同優(yōu)化后，使用天面替換與整合技術(shù)，城市中心區(qū)域的用戶體驗(yàn)得到明顯改善，容量提升到2 500 人，擴(kuò)大了室內(nèi)覆蓋范圍；城市郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)的室外覆蓋范圍得到增加，用戶數(shù)提升到1 000 人。這樣就實(shí)現(xiàn)700 MHz 和2.6 GHz 頻段基站間的協(xié)同優(yōu)化。

2.4 語數(shù)協(xié)同

在語數(shù)協(xié)同中，主要通過起呼階段、呼叫階段以及掛機(jī)階段來實(shí)現(xiàn)多頻協(xié)同通話。該過程可以實(shí)現(xiàn)空閑態(tài)和連接態(tài)中的分層互動(dòng)。

協(xié)同優(yōu)化主要依靠新空口承載語音（Voice over New Radio，VoNR）協(xié)同方案基于業(yè)務(wù)的頻率分層來實(shí)現(xiàn)。該方案根據(jù)不同業(yè)務(wù)對(duì)頻率的需求，將700 MHz 和2.6 GHz 頻段劃分為不同的層級(jí)，并針對(duì)每個(gè)層級(jí)進(jìn)行優(yōu)化和配置[4]。例如，將700 MHz 頻段用于提供語音服務(wù)的基礎(chǔ)層級(jí)，而將2.6 GHz 頻段用于提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)的增強(qiáng)層級(jí)?；跇I(yè)務(wù)的頻率分層方案可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)對(duì)語音和數(shù)據(jù)的需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。例如，在高密度人群聚集的城市中心區(qū)域，可以將更多資源分配給語音服務(wù)的基礎(chǔ)層級(jí)，以保證語音通話的穩(wěn)定性和質(zhì)量。而在數(shù)據(jù)密集的區(qū)域，可以將更多資源分配給數(shù)據(jù)服務(wù)的增強(qiáng)層級(jí)，以提供更高的數(shù)據(jù)速率和容量。在存在異頻/異系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)可以通過不同的A1/A2 門限和不同A3/A4/A5/B1/B2 門限來保障語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能。同時(shí)，為防止終端在VoNR 語音業(yè)務(wù)過程中嘗試從VoNR 區(qū)域向非VoNR 區(qū)域切換，支持在邊界區(qū)域站點(diǎn)中將非VoNR 鄰區(qū)設(shè)置為不支持VoNR。

通過基于業(yè)務(wù)的頻率分層方案，可以靈活調(diào)配700 MHz 和2.6 GHz 頻段的資源，根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求進(jìn)行優(yōu)化和配置，以充分利用700 MHz 和2.6 GHz 頻段的優(yōu)勢(shì)，提供更好的語音和數(shù)據(jù)服務(wù)體驗(yàn)。

2.5 感知協(xié)同

2.5.1 上行質(zhì)量切換

700 MHz 和2.6 GHz 頻段的語感知協(xié)同可以通過基于質(zhì)量切換來實(shí)現(xiàn)，該切換是指根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求，在5G 和4G 之間進(jìn)行切換，并采取措施防止頻繁切換?；谫|(zhì)量的5G 向4G 切換是指當(dāng)5G 網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)質(zhì)量下降到一定程度時(shí)，自動(dòng)切換到4G 網(wǎng)絡(luò)以保證通信質(zhì)量[5]。例如，當(dāng)用戶設(shè)備上行信號(hào)與干擾加噪聲比低于質(zhì)差門限時(shí)，啟動(dòng)對(duì)LTE 鄰區(qū)的B2 測(cè)量；當(dāng)收到用戶設(shè)備（User Equipment，UE）測(cè)量報(bào)告，即NR 側(cè)RSRP 低于B2_1 門限，且LTE 側(cè)RSRP 高于B2_2 門限時(shí)，觸發(fā)5G 到4G 切換，確保用戶在網(wǎng)絡(luò)切換過程中的無縫連接和良好的通話體驗(yàn)。

另外，為防止頻繁的切換現(xiàn)象（稱為乒乓效應(yīng)），需要在4G 側(cè)采取一些防乒乓效應(yīng)策略。這些策略包括設(shè)置適當(dāng)?shù)那袚Q門限、切換計(jì)數(shù)器及切換回退機(jī)制等，以減少不必要的切換并提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。可以設(shè)置一個(gè)切換門限，當(dāng)5G 到4G 的質(zhì)量達(dá)到門限值時(shí)才觸發(fā)切換，避免發(fā)生頻繁的切換現(xiàn)象。

2.5.2 大包切換

700 MHz 和2.6 GHz 頻段的語感知協(xié)同可以基于大包切換來實(shí)現(xiàn)。大包切換的功能是通過下行緩沖區(qū)狀態(tài)報(bào)告（Buffer Status Report，BSR）識(shí)別下行大包業(yè)務(wù)，然后將這些大包業(yè)務(wù)遷移至大帶寬頻點(diǎn)。在語感知協(xié)同中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到用戶正在進(jìn)行大包業(yè)務(wù)如高質(zhì)量視頻流、大文件下載等，系統(tǒng)會(huì)通過下行BSR來獲取緩沖區(qū)的狀態(tài)信息。根據(jù)這些信息，網(wǎng)絡(luò)可以識(shí)別出需要更高數(shù)據(jù)速率和更寬帶寬的大包業(yè)務(wù)[6]。

3 結(jié) 論

文章深入地討論了700 MHz 和2.6 GHz 的多頻協(xié)同優(yōu)化方案，通過對(duì)覆蓋方案的分析與優(yōu)化，提出基于MR 控制的覆蓋技術(shù)和TNR 覆蓋方案，同時(shí)結(jié)合語數(shù)協(xié)同、容量協(xié)同及感知協(xié)同方案優(yōu)化，可以更好地滿足用戶對(duì)高質(zhì)量通信的需求。未來，相關(guān)研究者需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)，為人們帶來更加便捷和高效的通信服務(wù)。