中國電信LTE 800M在農村覆蓋中的應用

陳秀娟

【摘 要】為了實現農村、偏遠鄉鎮和小城鎮等區域的4G網絡高質量覆蓋并減少基站重復建設，中國電信需在農村LTE中引入800 M頻段覆蓋，通過闡述800 M頻率的重耕方案、探討LTE 800M和CDMA之間的干擾分析，最后提出 LTE 800M在農村覆蓋應用中的組網干擾規避舉措和退頻原則。

【關鍵詞】LTE 800M 頻率重耕 農村覆蓋 干擾分析

1 引言

中國農村地區面積大，用戶稀疏且分散，農村地區要實現信息化，固定光纖寬帶網絡建設周期長，資金需求量大，而利用LTE 4G寬帶無線網絡提供接入是十分合適的。但在農村投入高頻段建設LTE將會導致重復建站，浪費資源，而800 M頻段相比高頻段而言損耗率較低，可以覆蓋農村區域，C網800 M的容量有冗余，可被充分利用到LTE的覆蓋中，因此用800 M頻段在農村建設LTE網絡可以幫助中國電信在保持CDMA語音覆蓋優勢基礎上，快速實現數據覆蓋優勢，滿足低成本的農村建網需求，快速推進村鄉鎮全覆蓋。

為實現中國電信LTE網絡在廣域上的覆蓋，提高在4G時代的網絡競爭力，發揮中國電信在農村區域4G網絡部署采用800 M頻段重耕方案的明顯優勢，有必要探討LTE 800M系統在農村區域的頻率重耕方案和頻率干擾解決方案。

2 800 M頻率重耕

2.1 800 M頻率資源現狀

800 M頻段已分配用于CDMA的頻段為：上行：825 MHz—835 MHz；下行：870 MHz—880 MHz。

目前頻點使用狀況為：共2個頻點，DO自下而上使用；1X自上而下使用，農村都有空余頻點。

頻率重耕隔離計算過程如下：

（1）計算條件為：

1）LTE邊界下行速率要求為2 Mbps，SINR為0 dB。

2）LTE基站發射功率為20 W×2，帶寬為5 MHz；CDMA基站發射功率為20 W，帶寬為1.25 MHz。

3）郊區站址天線高度假設為35 m。

（2）電波傳播公式Hata Model為：

LP=69.55+26.16lgf-13.82lghb-a（hm）+（44.9-

6.55lghb）lgd （1）

（3）隔離分析：

1）LTE等效1.25 MHz帶寬的功率為：40 dBm；CDMA等效功率為43 dBm。

2）假設SINR允許降低為-1 dB（對應速率為2 Mbps），CDMA干擾信號應小于LTE原有系統底噪為7 dB，則：

SeNodeB=Nt+Nf+10lg（Bw）+y （2）

通過以上理論計算，對應隔離距離約為一個扇區距離，考慮電波的傳播與公式計算的偏離度，建議以兩個扇區距離（即一個基站）作為隔離，兩個扇區距離（即一個基站）作為緩沖區。LTE 800M與CDMA的隔離區如圖1所示。

2.2 頻率重耕原則

如圖2所示，頻率重耕目前有三文治方案和靠邊方案兩種配置，目前各設備廠家已進行了各種方案的測試驗證，且考慮到產業鏈的成熟度和目前頻譜的申請情況，目前傾向于夾心方案，農村部署無需清頻，對CDMA網絡影響較小，短期內易于快速實施。

采用三明治方式進行800 M頻率重耕，3G使用37/1019頻點，1x使用283/242號頻點，中間5 M頻率重耕用于4G。

3G從37號頻點開始使用，對于原先為2+2的站點，需將3G第二載頻從78號頻點調整為1019號頻點。三明治方式的800 M頻率重耕如圖3所示。

2.3 800 M重耕規劃

為降低CDMA網絡對LTE網絡的干擾，規劃時在CDMA側和LTE側均需設置緩沖區。

在CDMA網緩沖區內設置如下：

（1）盡量少讓用戶駐留在頻點78和201，Channel List 消息中不添加78和201頻點。

（2）調整負載均衡機制讓新建立的呼叫優先使用37、242和283、37、242，并且讓283用滿之后，再使用78和201。

（3）正確配置緩沖區的37、242和283頻點為相鄰小區。

（4）改善Re-farming引起的C網用戶體驗下降。

在LTE網緩沖區內設置如下：

（1）調整負載均衡機制讓新建立的業務優先使用LTE 1800M網絡，用滿之后，再用LTE 800M網絡。

（2）合理設置小區重選門限，讓業務優選LTE 1800 M

網絡。

800 M規劃雙向緩沖區如圖4所示。

2.4 800 M重耕區域劃分

800 M頻率重耕時的關鍵是劃分重耕區、非重耕區、隔離區三類區域，各類區域盡量成片，減少800 M與1800 M網絡之間的插花布局。

（1）根據前期測試結果，重耕區和非重耕區之間需要設置隔離區（間隔2～3層基站（物理距離約8～10 km），避免重耕區和非重耕區相互之間的同頻干擾。

（2）隔離區不是必須的，只有當非重耕區存在連片的C網5個載頻及以上站點時才需要隔離區（例如，部分鎮中心區雖然屬于非重耕區且采用1800 M覆蓋，但C網載頻小于5個，則此時鎮區和外圍農村無需隔離區）。

（3）孤站降頻：對800 M頻率重耕區域內的3G多載波孤島，采用扇區裂分等手段進行降頻，減少隔離區設置（避免為了保留1～2個3G多載波基站而在周邊設置十幾個隔離站的現象）。

重耕區、非重耕區、隔離區示意圖如圖5所示：

圖5 重耕區、非重耕區、隔離區示意圖

重耕區：即LTE 800M的規劃區域（農村）；非重耕區：LTE 1800M區域（市區、縣城、鎮區中心區、重要風景區）；隔離區：LTE 1800M區域，CDMA頻點空閑較多的區域（城郊接合部、鎮郊結合部）。

3 頻率干擾分析

3.1 同頻干擾分析

CL同頻干擾主要是指在重耕區域邊界，LTE 800M和重耕區外圍的CDMA 800M站點使用了相同的頻率，產生頻率沖突，造成同頻干擾。

（1）下行干擾是由于在重耕區域邊界，終端同時接收到原基站和干擾基站的信號，從而導致被干擾終端的信噪比下降。對于DO和LTE系統，理論上，下行干擾與同系統的鄰區干擾相當。

（2）上行干擾是由于在重耕區域邊界，終端在向原基站發射功率同時將信號發射到被干擾基站，從而導致被干擾基站底噪抬升，對于上行干擾，關鍵是要避免越區覆蓋。

3.2 鄰頻干擾分析

CL鄰頻干擾主要是指重耕區域內的，LTE 800M和CDMA 800M站點之前的干擾，分CL共站場景和CL不共站場景。LTE 800M與CDMA鄰頻干擾測試場景如圖6所示。

（1）CL共站場景

LTE 800M與CDMA 800M之間不會產生干擾，若新增LTE天線，LTE 800M和CDMA 800M天線滿足隔離度35 dB即可，保持水平0.5 m、垂直0.2 m的工程安裝要求。

（2）CL不共站場景

CL不共站場景下，存在鄰頻干擾，CDMA對LTE下行干擾最嚴重。針對5 M帶寬采用4個頻點時，實驗室干擾測試結果如表1所示。路損之差大于18 dB有可能產生干擾，對于3個頻點實現3 M帶寬時鄰頻干擾要求沒這么高。

表1 不共站場景CL鄰頻干擾路損的臨界值

路損之差 夾心方案 靠邊方案

LTE干擾

CDMA CDMA干擾

LTE LTE干擾

CDMA CDMA干擾

LTE

下行/dB 32 18 47 28

上行/dB 28 22 28 27

4 干擾規避舉措

4.1 合理劃分隔離區規避同頻干擾

通過緩沖區的合理設置，避免CDMA 800M和LTE 800M的同頻干擾。隔離區劃分方法主要有兩種：地理劃分和切換分析法。

（1）地理劃分法：按照一定基站圈數和地理距離進行隔離區劃定，優點是只需基站的工程參數、前期工作量少。缺點是城市基站布放往往不規則、數圈數的方法難實施、城市傳播條件復雜、隔離的距離或圈數很難得到統一的經驗。

地理劃分法操作：重耕區和非重耕區之間地理劃分隔離區。農村地區間隔2～3層基站，物理距離約8～10 km。

（2）切換分析法：基于切換數據進行隔離區劃定，優點是在網管提取切換統計數據操作、前期工作量較少。缺點是直適用于緩沖區的初步篩選，后期需要根據實際情況進行精細修正。

切換劃分法操作：把小區間的切換次數進行統計，切換比例高于一定門限的小區認為是干擾小區，需要作為隔離帶處理。根據試點同頻干擾測試結果，初步建議隔離區按切換比例小于1%設置。

建議以切換分析法為主，兼顧考慮地理實際情況來做好隔離區劃分。

4.2 低配站點移頻來緩解鄰頻干擾

農村CL不共站場景下，C網DO單載波和1X單載波配置場景下，為緩解鄰頻干擾，建議將DO載波從基本頻點37移動至1019。

優點：降低不共站部署下CL系統間鄰頻干擾。

缺點：方案使用場景受限，僅對低配站點有效果。

4.3 少量C網站點同步遷移規避鄰頻

干擾

農村CL不共站場景產生的主要原因是因為前期部分C網站點站高不足，不利于農村廣覆蓋。建議鄰頻干擾嚴重情況下，個別C網站點與新建L網站點一起遷移，在滿足覆蓋要求的同時，達到共站部署。

優點：雙網覆蓋性能最優、共站部署，CL系統間干擾不存在。

缺點：涉及C網站點的遷移，需相應拆裝工程費用。

5 C網退頻原則

為保證農村覆蓋中LTE 800和CDMA的良好協作，需要制定退頻原則：

（1）優先調整DO頻點，盡量保持1X頻點不做調整，降低對語音影響。

（2）制定話務數據原則：現網（重耕區、隔離區）任何一個小區符合以下任一條件時（一周內出現2天以上的天忙時），建議該小區域暫不實施減頻上LTE 800M：

1）DO小區呼叫話務量≥10Erl×DO載頻數量（減頻后）；

2）等效用戶數≥4×DO載頻數量（減頻后）；

3）覆蓋區域內存在Qchat（天翼對講）用戶群。

6 LTE 800M在農村應用的建議

盡量采用現網CDMA基站站址，節省投資，在部分確有需求但沒有CDMA基站的區域少量補充LTE 800M基站。

（1）成片原則：根據CDMA頻點的實際使用情況成片劃分重耕區、非重耕區和隔離區，提高效率，穩定拓撲。

（2）同站址原則：采用LTE 800M與CDMA同站址1：1方式建設，具有建設速度快、成本低的優勢，同時也可減少呼吸效應類干擾情況。

（3）同站同質原則：為了確保未來VoLTE業務質量不弱于CDMA語音，原則上要求升級后的4G信號上下行無線鏈路質量到達當前CDMA水平，采用各種覆蓋增強手段，實現覆蓋能力與C網相當。

（4）線面結合原則：在高鐵、高速等線覆蓋區域，要求沿線4G覆蓋與面覆蓋要求結合考慮，保證業務質量連續性，減少連續異頻檢測和切換的頻度。

7 結論

綜上所述，為了低成本快速推進村鎮全覆蓋，采用LTE 800M覆蓋手段是十分合適的，要實現LTE 800M在農村中的良好覆蓋，必須需重點考慮800 M重耕部署所遇到的問題，特別是LTE和CDMA的同頻和鄰頻干擾。通過合理劃分隔離區規避同頻干擾、低配站點移頻來緩解鄰頻干擾、少量C網站點同步遷移規避鄰頻干擾等手段實現來降低網絡干擾，提高覆蓋能力。

LTE 800M作為中國電信在農村地區（含鄉鎮）的基礎頻段，實現了在農村地區的覆蓋連續性和覆蓋率指標；1800 M作為在農村地區的容量頻段，在業務密度高的農村區域進行4G擴容，不追求覆蓋指標。中國電信LTE 800M將采用先下鄉后進城的策略，逐步把CDMA頻率退讓給LTE，提高頻譜利用率，提升用戶體驗。

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