基于GSM900M升級的EDGE++應用及評估

張治煉

【摘 ? ?要】EDGE++的本質是FDD-LTE技術，可以通過升級農村的GSM900M且在共用現網TD-LTE的核心網、PTN傳輸網基礎上改造完成。硬件上，將GSM900M的RRU替換為EDGE++的RRU，BBU側增加EDGE++的基帶處理板和主控板，GSM900M的天饋資源無需替換。軟件上，通過Refarming GSM工具清理出農村的空閑頻率5M，升級EDGE++的eNodeB的軟件版本，修改GSM900M的BTS的相關模式，聯調EDGE++的eNodeB，打通EDGE++的eNodeB到EPC之間的PTN傳輸通道，完成eNodeB站點業務調測。最后，將EDGE++信號通過支持EDGE++的MiFi或CPE終端轉換成Wi-Fi信號，在農村提供Wi-Fi熱點。

【關鍵詞】GSM900M ? ?EDGE++ ? ?FDD-LTE ? ?升級

中圖分類號：TN929.53 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1006-1010（2014）-22-0018-04

Application and Evaluation of EDGE++ Based on GSM900M Upgrade

ZHANG Zhi-lian

（China Tower Co.， Ltd.， Changsha Branch， Changsha 410000， China）

[Abstract]

The essence of EDGE++ is the FDD-LTE technology which can be implemented through the upgrade of GSM900M in the rural areas based on the reforms of both the current TD-LTE core network and PTN transmission network. When it comes to hardware， the RRU of GSM900M being replaced by EDGE++ RRU， EDGE++ baseband processing board and control board should be added in the BBU side， while antenna feed of GSM900M remains unchanged. When it comes to software， on one hand， the 5M idle frequency is released using Refarming GSM tool， software version of EDGE++ eNodeB should be updated and the related modes to BTS of GSM900M should be revised. On the other hand， in order to open the transmission channel between EDGE++ eNodeB ?and EPC， eNodeB should be joint debugged to test eNodeB site service. Finally， EDGE++ signal is converted into Wi-Fi signal through MiFi supporting EDGE++or CPE terminal to provide Wi-Fi hotspot to rural areas.

[Key words]GSM900M ? ?EDGE++ ? ?FDD-LTE ? ?upgrade

1 ? 概述

隨著TD-LTE牌照的發放，我國TD-LTE建設如火如荼地開展起來。目前，中國移動在杭州、深圳、北京、青島、武漢、長沙等城市都已經實現了TD-LTE的商用。而ITU規劃的FDD-LTE頻段主要在低頻段，低頻段資源因其傳播、穿透損耗更小，覆蓋更強，成為稀缺頻譜，特別適合在農村等需要廣覆蓋的地域進行覆蓋。農村寬帶接入目前需求潛力巨大，且政府有政策支持，但是人口分散，傳統寬帶接入方式光纖部署困難，周期長、成本高，中國移動難以快速發展用戶，搶奪市場。目前GSM900M頻譜資源在農村的覆蓋優勢已經成為中國移動的重要戰略資源，因此在未來的農村LTE建設中，中國移動很有可能會部署FDD-LTE作為一種廣覆蓋的補充。FDD-LTE有兩種建網方式：一種是新建FDD-LTE基站;另一種是在GSM900M基礎上升級成為EDGE++基站，其本質還是FDD-LTE基站。而在農村建設無線寬帶接入網絡，由于在GSM900M基礎上升級成為EDGE++成本低、建設周期短，所以會被優先采納。

2 ? EDGE++組網方案

2.1 ?現網2G/3G/4G組網框架

選取湖南移動某地市進行試點部署EDGE++，該地市目前2G/3G/4G組網示意圖如圖1所示。

其中，TDL為移動現階段部署的4G網絡TD-LTE，TDS為移動的3G制式TD-SCDMA，GSM為900M和1 800M雙層網結構，2G/3G/4G核心網的初步融合已經完成。

2.2 ?TD-LTE的PTN承載網

TD-LTE的PTN承載網示意圖如圖2所示。

其中，綠色虛線表示eNodeB到MME POOL之間的控制面鏈路，紅色虛線表示eNodeB到SAE-GW之間的用戶面鏈路，紫色虛線表示基于層二數據轉發的X2接口之間的鏈路。endprint

2.3 ?EDGE++組網

EDGE++的PTN承載方式和EPC組網與現網LTE-TDD完全相同，可以利用TD-LTE現有的PTN承載網和EPC核心網（見圖1和圖2），在無線側保留GSM900M的同時加入EDGE++，保留原GSM DBS3900連接關系，即基站與BSC通過TDM方式連接，GSM側網元屬性和網絡結構不變。LTE DBS3900新增基站主控單板，主控單板通過光纖與PTN連接，接入PTN承載網絡，最終與MME和SAE-GW連接。

EDGE++組網示意圖如圖3所示。

3 ? GSM900M升級改造

基于GSM900M升級的EDGE++流程如下：

（1）站點選點及RRU替換：將現網的GRRU替換為RRU3936;

（2）改造物料準備：主要包含EDGE++單板和輔料;

（3）GSM清頻：完成試點站點及周邊鄰區的清頻，清理出5M帶寬頻率;

（4）EDGE++的eNodeB硬件改造：BBU側LBBP和UMPT單板增加、BBU與RRU之間的線纜連接、BBU與PTN之間的傳輸對接;

（5）EDGE++的eNodeB參數規劃：EDGE++的eNodeB傳輸數據規劃、小區數據規劃、頻率和功率規劃;

（6）BTS/EDGE++的eNodeB軟件版本升級：eNodeB軟件版本由SRAN8.0：V100R006C00SPC220升級至SRAN8.0：V100R008C00SPC220;

（7）BTS/EDGE++的eNodeB數據配置和加載：即BTS相關模式修改、eNodeB數據制作和加載;

（8）eNodeB聯調及開通：PTN數據配置，打通eNodeB到EPC之間的傳輸通道，完成eNodeB站點業務調測;

（9）測試及效果驗證：現場業務測試驗證。

3.1 ?現網GSM清頻

考慮到現網GSM的頻率規劃，選擇UL：890—895M（DL：935—940M）作為L制式頻段，共5M，要求共站GSM站點、第一二層鄰區不能使用該頻段，實施前需對GSM進行清頻操作，選取2個農村的GSM基站進行試點：A基站（GSM900）/B基站（GSM900），試點頻段為890—895M，共址站點使用的頻點不能在0至25號頻點之間，第一層鄰區和第二層鄰區使用的頻點均不能在0至25號頻點之間。清頻后，LTE使用頻段為Band8，DL頻點號為3575。

3.2 ?GSM基站改造

GSM900M基站改造方案示意圖如圖4所示：

圖4 ? ?GSM900M基站改造方案示意圖

涉及的改造主要包括如下方面：

（1）RRU：RRU全部替換為RRU3936;

（2）BBU：新增LBBP和UMPT單板，其中LBBP單板安裝在slot3，UMPT單板安裝在slot7，RRU使用LBBP單板的0～2號CPRI口;

（3）天線：天線利舊原GSM系統天線;

（4）EPC：升級后EDGE++的eNodeB對接到現LTE-TDD網絡EPC，EPC部署在省公司核心機樓。

3.3 ?EDGE++的eNodeB數據規劃

eNodeB數據規劃包括如下：

（1）傳輸層數據：eNodeB需分配1個業務IP/VLAN、1個維護IP/VLAN;

（2）站點數據：包含站點名稱、eNodeB ID;

（3）小區數據：包括TAC、PCI、根序列索引、頻點等。

eNodeB傳輸數據規劃借用LTE-TDD規劃數據，小區數據規劃部分借用LTE-TDD規劃數據。

3.4 ?功率規劃

改造時需要調整功率配置，不同配置下最大輸出功率如表1所示：

表1 ? ?GSM和EDGE++基站的功率分配

GSM總載波數 EDGE++總載波數 GSM每載波輸出功率/W EDGE++每載波輸出功率/W EDGE++支持的

帶寬/M

1 1 40 40 1.4/3/5/10/15/20

2 1 20 40 1.4/3/5/10/15/20

2 1 30 20 1.4/3/5/10/15/20

3 1 20 20 1.4/3/5/10/15/20

4 1 12 20 1.4/3/5/10/15/20

5 1 10 20 1.4/3/5/10/15

6 1 10 10 1.4/3/5/10/15

7 1 8 10 1.4/3/5/10/15

根據現網規格，將GSM功率配置為10W，EDGE++功率配置為20W。

4 ? EDGE++入網

GSM900基站經過改造后已經升級為EDGE++基站，將EDGE++基站接入網絡，與核心網EPC對接。

4.1 ?PTN傳輸數據配置

PTN新增1個GE端口，與BBU UMPT對接，下接基站，往上通過PTN接入環、匯聚環至地市匯聚PTN設備（L3 VPN），再通過省干PTN連接至省公司核心機樓廠家A的EPC設備。PTN側數據制作由傳輸專業完成。配置帶寬要求為100M，其他參數先按默認執行。

4.2 ?EDGE++基站設備聯調

根據eRAN6.0配置調測指南完成站點配置調測：先ping測試PTN網關IP，再ping MME IP。檢查SCTP建鏈情況，檢查小區開通情況。endprint

5 ? 測試驗證

5.1 ?測試準備

為了能夠準確衡量通過GSM900M升級EDGE++的效果，采用測試終端加測試軟件進行定量測試的方法進行，相關的測試工具及設備包括：測試軟件為Probe（版本：V300R005C00SPC300），測試終端為廠家A提供的LTE測試Mifi（E392u-12），測試服務器為內網FTP服務器，測試方式是使用大文件進行長時間保持上傳下載業務，出現掉線情況時停車重新連接后繼續測試。

5.2 ?上傳/下載速率測試及業務驗證

上傳/下載速率驗證采用定點測試。定點測試選取每個小區的電平中值點，RSRP在-85dBm左右時進行測試，時長3分鐘，采用DU Meter軟件的StopWatch功能進行統計，記錄基站的平均速率，具體如表2所示：

表2 ? ?上傳/下載速率測試

基站 RSRP/dBm 平均上傳速率/Mbps 平均下載速率/Mbps

基站A測試點1 -66 16.5 16.7

基站A測試點2 -75 15.3 15.5

基站A測試點3 -84 14.8 14.9

基站B測試點4 -65 16.8 16.9

基站B測試點5 -75 15.6 15.7

基站B測試點6 -83 14.2 14.2

由表2可知，上傳、下載均達到15Mbps左右時，可以滿足農村地區的寬帶接入要求。

5.3 ?用戶接入

由于目前市面上還沒有FDD-LTE上市，普通用戶無法使用FDD-LTE終端接入EDGE++網絡，可先將EDGE++信號通過支持FDD-LTE的Mifi或CPE終端轉換成Wi-Fi信號，提供Wi-Fi熱點，這樣用戶可以通過手機或者筆記本電腦的Wi-Fi功能接入Wi-Fi熱點。對Wi-Fi熱點下接入速率進行驗證測試表明，在線播放視頻、在線玩游戲都很流暢，用戶體驗良好。

6 ? 總結

GSM900M作為寶貴的頻譜資源，能夠迅速升級為EDGE++網絡，大大擴展了接入帶寬，初期可用于解決農村熱點區域高帶寬、覆蓋廣等無線接入需求。充分利用農村地區GSM閑置頻率資源，同時利用現有GSM投資，改造成本低，實施方便，與現有TD-LTE傳輸、核心網資源共用，網絡部署快。唯一的瓶頸和制約點在于目前FDD-LTE受政策限制，尚未正式商用。

參考文獻：

[1] 程鴻雁. LTE FDD網絡規劃與設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[2] ?Juan Ramiro， Khalid Hamied. 自組織網絡：GSM，UMTS和LTE的自規劃、自優化和自愈合[M]. 呂召彪，彭木根，潘三明，等譯. 北京： 機械工業出版社， 2013.

[3] 韓斌杰. GSM原理及其網絡優化[M]. 北京： 機械工業出版社， 2009.

[4] 王映民. TD-LTE技術原理與系統設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[5] 金曉聰. 面向LTE時代的分組承載網[J]. 郵電設計技術， 2012（6）： 69-71.endprint

5 ? 測試驗證

5.1 ?測試準備

為了能夠準確衡量通過GSM900M升級EDGE++的效果，采用測試終端加測試軟件進行定量測試的方法進行，相關的測試工具及設備包括：測試軟件為Probe（版本：V300R005C00SPC300），測試終端為廠家A提供的LTE測試Mifi（E392u-12），測試服務器為內網FTP服務器，測試方式是使用大文件進行長時間保持上傳下載業務，出現掉線情況時停車重新連接后繼續測試。

5.2 ?上傳/下載速率測試及業務驗證

上傳/下載速率驗證采用定點測試。定點測試選取每個小區的電平中值點，RSRP在-85dBm左右時進行測試，時長3分鐘，采用DU Meter軟件的StopWatch功能進行統計，記錄基站的平均速率，具體如表2所示：

表2 ? ?上傳/下載速率測試

基站 RSRP/dBm 平均上傳速率/Mbps 平均下載速率/Mbps

基站A測試點1 -66 16.5 16.7

基站A測試點2 -75 15.3 15.5

基站A測試點3 -84 14.8 14.9

基站B測試點4 -65 16.8 16.9

基站B測試點5 -75 15.6 15.7

基站B測試點6 -83 14.2 14.2

由表2可知，上傳、下載均達到15Mbps左右時，可以滿足農村地區的寬帶接入要求。

5.3 ?用戶接入

由于目前市面上還沒有FDD-LTE上市，普通用戶無法使用FDD-LTE終端接入EDGE++網絡，可先將EDGE++信號通過支持FDD-LTE的Mifi或CPE終端轉換成Wi-Fi信號，提供Wi-Fi熱點，這樣用戶可以通過手機或者筆記本電腦的Wi-Fi功能接入Wi-Fi熱點。對Wi-Fi熱點下接入速率進行驗證測試表明，在線播放視頻、在線玩游戲都很流暢，用戶體驗良好。

6 ? 總結

GSM900M作為寶貴的頻譜資源，能夠迅速升級為EDGE++網絡，大大擴展了接入帶寬，初期可用于解決農村熱點區域高帶寬、覆蓋廣等無線接入需求。充分利用農村地區GSM閑置頻率資源，同時利用現有GSM投資，改造成本低，實施方便，與現有TD-LTE傳輸、核心網資源共用，網絡部署快。唯一的瓶頸和制約點在于目前FDD-LTE受政策限制，尚未正式商用。

參考文獻：

[1] 程鴻雁. LTE FDD網絡規劃與設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[2] ?Juan Ramiro， Khalid Hamied. 自組織網絡：GSM，UMTS和LTE的自規劃、自優化和自愈合[M]. 呂召彪，彭木根，潘三明，等譯. 北京： 機械工業出版社， 2013.

[3] 韓斌杰. GSM原理及其網絡優化[M]. 北京： 機械工業出版社， 2009.

[4] 王映民. TD-LTE技術原理與系統設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[5] 金曉聰. 面向LTE時代的分組承載網[J]. 郵電設計技術， 2012（6）： 69-71.endprint

5 ? 測試驗證

5.1 ?測試準備

為了能夠準確衡量通過GSM900M升級EDGE++的效果，采用測試終端加測試軟件進行定量測試的方法進行，相關的測試工具及設備包括：測試軟件為Probe（版本：V300R005C00SPC300），測試終端為廠家A提供的LTE測試Mifi（E392u-12），測試服務器為內網FTP服務器，測試方式是使用大文件進行長時間保持上傳下載業務，出現掉線情況時停車重新連接后繼續測試。

5.2 ?上傳/下載速率測試及業務驗證

上傳/下載速率驗證采用定點測試。定點測試選取每個小區的電平中值點，RSRP在-85dBm左右時進行測試，時長3分鐘，采用DU Meter軟件的StopWatch功能進行統計，記錄基站的平均速率，具體如表2所示：

表2 ? ?上傳/下載速率測試

基站 RSRP/dBm 平均上傳速率/Mbps 平均下載速率/Mbps

基站A測試點1 -66 16.5 16.7

基站A測試點2 -75 15.3 15.5

基站A測試點3 -84 14.8 14.9

基站B測試點4 -65 16.8 16.9

基站B測試點5 -75 15.6 15.7

基站B測試點6 -83 14.2 14.2

由表2可知，上傳、下載均達到15Mbps左右時，可以滿足農村地區的寬帶接入要求。

5.3 ?用戶接入

由于目前市面上還沒有FDD-LTE上市，普通用戶無法使用FDD-LTE終端接入EDGE++網絡，可先將EDGE++信號通過支持FDD-LTE的Mifi或CPE終端轉換成Wi-Fi信號，提供Wi-Fi熱點，這樣用戶可以通過手機或者筆記本電腦的Wi-Fi功能接入Wi-Fi熱點。對Wi-Fi熱點下接入速率進行驗證測試表明，在線播放視頻、在線玩游戲都很流暢，用戶體驗良好。

6 ? 總結

GSM900M作為寶貴的頻譜資源，能夠迅速升級為EDGE++網絡，大大擴展了接入帶寬，初期可用于解決農村熱點區域高帶寬、覆蓋廣等無線接入需求。充分利用農村地區GSM閑置頻率資源，同時利用現有GSM投資，改造成本低，實施方便，與現有TD-LTE傳輸、核心網資源共用，網絡部署快。唯一的瓶頸和制約點在于目前FDD-LTE受政策限制，尚未正式商用。

參考文獻：

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[2] ?Juan Ramiro， Khalid Hamied. 自組織網絡：GSM，UMTS和LTE的自規劃、自優化和自愈合[M]. 呂召彪，彭木根，潘三明，等譯. 北京： 機械工業出版社， 2013.

[3] 韓斌杰. GSM原理及其網絡優化[M]. 北京： 機械工業出版社， 2009.

[4] 王映民. TD-LTE技術原理與系統設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2013.

[5] 金曉聰. 面向LTE時代的分組承載網[J]. 郵電設計技術， 2012（6）： 69-71.endprint