TD—LTE FD混合組網技術分析

【摘要】 文章對TD-LTE FD混合組網進行研究，通過F/D覆蓋性能和網絡指標對比、組網方案、用戶駐留策略和互操作策略、以及混合組網的應用，全面了解F/D的組網能力，以指導今后TD-LTE網絡規劃建設。

【關鍵詞】 混合組網 性能 策略 TD-LTE

一、引言

目前，TD-LTE網絡宏站主要能使用的頻段為F（1880-1920）頻段和D（2500-2690）頻段，其中大多數城市以TD-S同頻演進的F頻段單載波組網為主，通過不斷的優化，完善網絡性能，但仍存在較多高干擾區域，使用常規優化手段已無法解決，需D頻段站點插花降低干擾。同時，部分基站活躍用戶數較多，而戶均流量較低，已出現容量問題，有必要對這些基站進行擴容，引入D頻段已是迫在眉睫。

二、F/D組網性能對比

2.1 覆蓋能力

通過F頻段和D頻段試驗網覆蓋能力實測對比，在室外F頻段比D頻段強3～5dB，室內穿透能力高5～8DB，在覆蓋方面F頻段比D頻段有明顯的優勢。僅考慮室外覆蓋上和F達到相同水平，D頻段的基站密度應該是F頻段的1.4倍以上，如果要考慮深度覆蓋相同，頻段的基站密度應該是F的2.5倍以上。

2.2 網外干擾

TD-LTE的網絡性能主要取決于信號質量SINR，而SINR和網絡外部干擾息息相關，F頻段由于頻率較低，周圍無線系統較多，干擾比較嚴重，如DCS1800、GSM900及PHS系統間互干擾。D頻段相對較為干凈，周圍頻率目前沒有系統使用，幾乎沒有帶外的頻率干擾。

三、F/D混合組網策略分析

3.1 F/D混合組網方案分析

常見的F/D混合組網方式有兩種：F/D分區建設和F/D雙層建設。

其中F/D分區建設是部分區域以F頻段連續覆蓋為要求，另一部分區域以D頻段連續覆蓋為要求，兩個區域均以同頻組網方式進行。這種建設方式的優勢在于：F頻段覆蓋的區域深度覆蓋更好一些，而D頻段覆蓋的區域容量更有保證；劣勢則是F頻段覆蓋區域的容量有風險，D頻段覆蓋區域的深度覆蓋存在風險。

F/D雙層建設是同一片區域既以D頻段連續覆蓋為要求，同頻組網方式進行建設；又以F頻段連續覆蓋為要求，同頻組網方式進行建設。該方案的優勢是既能保證容量，又能兼顧覆蓋，缺點在于投資較大，建網周期長，對傳輸資源的要求高。

結合未來網絡發展的需求，建議優選F/D雙層建設。

3.2 F/D混合組網用戶駐留策略和互操作策略

F/D混合組網TD-LTE網絡中，選擇合理的用戶駐留策略和互操作策略對用戶感知和網絡負荷至關重要。其中用戶駐留策略分為F頻段優先、D頻段優先、和同等優先級三種：

表1 F/D組網策略

重選策略方案優點缺點

F頻段優先設置小區選擇重選頻率F頻段優先F頻段覆蓋連續的情況下，終端穩定駐留F，不會出現在F頻段和D頻段之間乒乓重選問題，終端省電，接入成功率高，接入時延低用戶駐留到F頻點，用戶上量后，需要使用負載均衡策略

D頻段優先設置小區選擇重選頻率D頻段優先在D非連續覆蓋的情況下，大部分中心用戶駐留D頻段，邊緣用戶駐留F頻段D頻段邊緣用戶容易出現乒乓重選問題，影響接入時延和成功率

F和D頻段同等，隨機駐留不設置小區選擇重選頻率優先級，終端根據測量隨機選擇根據F/D接收電平，用戶選擇信號好的頻段駐留，網絡不硬性指配駐留頻段由于信號波動，會出現乒乓重選問題，影響接入時延和成功率

由于目前現網F頻段連續覆蓋，而D頻段不連續覆蓋，在網絡側采用了用戶優先駐留F頻段的策略，保證接入時延和成功率，節約終端耗電。即終端空閑態時，優先駐留F頻點，減少重選和切換。 終端連接態時，綜合用戶位置、干擾及負載因素，充分利用F頻段的覆蓋，D頻段的容量，智能選擇最佳載波，實現最佳用戶體驗。其中考慮位置因素的是基于A1測量選擇用戶切換，目標是D頻段吸收近點用戶，F頻段覆蓋遠點，用戶實現用戶在地里位置分布上的平衡；考慮負載因素的駐留策略是基于小區負載測量值的切換，目標是將高負載小區用戶切換至低負載鄰區，實現用戶在小區負荷上的平衡；考慮干擾因素是基于小區干擾測量值的切換，目標是選擇邊緣用戶在F，D頻點上異頻錯開，降低網絡干擾，保障邊緣用戶感知。

經過測試， TD-LTE網絡F/D頻段小區之間，最終確定了使用A2+A4事件進行判決的基于覆蓋的異頻切換互操作策略。其中A1事件是服務小區的信號高于門限事件，A2事件是服務小區的信號低于門限事件，A4事件是鄰區信號高于門限。具體切換流程為：首先終端對服務小區的測量滿足A2事件，網絡側發起A4測量，終端測量異頻鄰區的信號滿足A4事件后，觸發網絡側發起異頻切換，如果終端測量服務小區滿足A1事件，網絡側停止A4測量，并重新下發A2測量。

四、F/D混合組網關注點

4.1 天饋配置

現網絕大部分天線均不支持D頻段，如要建設D頻段TD-LTE網絡，就必須進行天饋改造，根據每個基站天面空間資源的各異，目前建設F/D混合組網網絡的天饋改造方案主要有三種。

D頻段新建獨立天饋，F頻段和原有TD天線合路：從網絡性能來說，該方案是首選方案，網絡性能最佳，且F/D/TDS/GSM的建設和優化互不影響，但目前大量站點，尤其是核心城區的站點，天面空間資源非常緊張，協調難度和施工難度也最大，施工工期長。

將原TDS天線替換成FAD合路天線，TD/F/D共天饋：改方案的優點在于不需要新的空間資源，適用于空間緊張的環境，缺點在于三個不同網絡共天饋帶來了協同優化難題。

D頻段和GSM天線合路，F頻段和TD共用一根天線：這種方案的優點在于空間需求量最小，且雙通道天線技術成熟，有大量優質產品可選。缺點在于D頻段無法再使用波束賦型，且失去了8通道天線的上行增益。

4.2 傳輸資源

單獨F頻點TD-LTE基站所需保障傳輸帶寬就高達80M，F/D站點的保障帶寬需要達到160M，匯聚層無法通過簡單升級來滿足業務發展需求，是當前城域傳送網的最大瓶頸。

五、F/D雙層組網應用

某市在一定的區域采用F/D雙層混合組網，測試的RSRP值由-80.84dBm提升到-79.86dBm，RSRP ≥ -100dBm

表2 F/D傳輸資源

網絡層次網絡模型（近期->遠期）LTE平均F單站帶寬（近期->遠期）LTE平均F/D單站帶寬（近期->遠期）單個環路所需要帶寬

匯聚層每個環路包含4個匯聚節點，每個匯聚節點承載30個基站->每個匯聚節點承載60個基站80M->200M160M->400M20G->96G

接入層每個環路承載8個基站->每個環路承載15個基站80M->200M160M->400M1.2G->6G

占比由94.23%提升到95.1%，覆蓋率由92.68%提升到93.05%；RINR值由12.1提升到13.2，SINR ≥ -3dB占比由97.56%提升到98.3%，下載速率由32.7M提升到了39.6M，用戶感知增加。此外，基站容量翻倍，為后期4G用戶大幅提升做好準備。

圖3 F/D混合組網前后RSCP測試結果

圖4 F/D混合組網前后SINR測試結果

六、結束語

通過F/D混合組網的分析及應用效果，采用該組網方式可以降低干擾，提高TD-LTE網絡性能與容量，降低干擾，同時給出網絡規劃、優化及工程建設的建議。