在800?MHz頻段進行C/L雙模組網的策略淺析及實例測試

張志宏++陶資++宋天極

【摘 要】為了研究如何利用800 MHz的頻譜特性改善覆蓋深度，首先介紹了800 MHz頻段的頻率規劃情況，隨后從工程實例出發，詳述了三種C/L雙模組網方案，分析CDMA網絡和LTE網絡之間的同頻干擾對組網的影響，從而總結出可行的C/L組網方案，希望為LTE 800M的大規模部署提供一定的借鑒。

【關鍵詞】連續覆蓋 LTE 800M C/L雙模 同頻組網 同頻干擾

1 引言

經過三年多的建設和運營，目前中國電信在城區、交通干線、重點鄉鎮、旅游景區等場景形成了較為完善的LTE（Long Term Evolution，長期演進）網絡覆蓋，采用1 800 MHz頻段組網，承載著日益增加的移動數據業務[11]。但是在廣大的農村區域尚無LTE網絡覆蓋，同時在城市區域，因為LTE 1 800M網絡高頻段的原因，深度覆蓋需要進一步完善[3]。因此需要一個既能大范圍快速部署又能顯著降低工程投資的網絡建設解決方案來實現LTE網絡全面覆蓋。LTE 800M頻段組網是一個比較適合的方案，由于其低頻段傳播損耗較低的特性，能夠以較少的基站數量完成廣大農村區域的網絡覆蓋，在城區部署LTE 800M網絡，也可以彌補LTE 1800M網絡深度覆蓋的不足[9]。通過利用CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址）現網資源快速部署LTE 800M網絡，從而打造更廣、更深的LTE網絡覆蓋，為VoLTE（Voice Over LTE，LTE語音）和NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網）業務的開展奠定良好的基礎。因此，本文接下來分析在800 MHz頻段進行C/L雙模組網的策略，并通過實例測試總結出可行的C/L組網方案。

2 800 MHz頻段頻率規劃

2.1 現網頻率情況

CDMA 800M的使用頻段為825 MHz—835 MHz（上行）/870 MHz—880 MHz（下行），上下行各有10 MHz頻段，有37～283共7對頻點。其中，EVDO（Evolution Data Only，CDMA網絡數據業務）網絡頻點由低往高分配依次為37、78、119，1X（CDMA網絡語音業務）網絡由高往低分配依次為283、242、201，預留160號頻段[5]。城區基站多為多載波配置，部分城市已經使用160頻點以及使用次800 MHz頻段的1019/1013頻點；在農村區域，多為單載波和雙載波配置，其中單載波占比很大。

2.2 頻率使用方案

在800 MHz頻段部署LTE網絡，需重耕（Refarming）CDMA現網800 MHz頻段，為LTE 800 M網絡騰出3 MHz或者5 MHz帶寬（對應CDMA網絡3個或者4個頻點）[10]。根據鏈路預算結果，LTE 800M網絡覆蓋能力與CDMA 800M網絡大致相當，因此利用CDMA現網基站1：1共站址建設，可以大大提高LTE網絡部署的速度，同時能顯著降低部署成本。

根據對現網情況的分析，在盡量減少對CDMA網絡影響的情況下，統一采用三明治方案，優先調整EVDO頻點，盡量保持1X頻點，降低對語音業務的影響[4]。重耕帶寬5 MHz起步，大城市或者載頻配置超高的城市區域初期可以重耕3 MHz頻段。全網頻率一次調整到位，對于3 MHz和5 MHz覆蓋區域邊界，需合理設置隔離區，以降低對現網的影響[8]。規劃隔離區如圖1所示，紅色多段線以內是城區，LTE 800M網絡部署 3 MHz帶寬；藍色多段線以外是農村區域，LTE 800M網絡部署5 MHz帶寬；紅色與藍色多段線之間的基站為隔離區基站，這些基站需要騰出5 MHz帶寬，但是只能使用其中3 MHz帶寬部署LTE 800M網絡。隔離區測試驗證見4.1章節。

圖1 隔離區設置示意圖

3 C/L雙模組網建設方案與部署實例

3.1 建設方案類型

隨著CDMA產業鏈的消退，運營商希望通過LTE網絡解決用戶的話音業務問題，通過VoLTE網絡逐步分流CDMA的語音業務。同時VoLTE的使用僅需要單模LTE終端，比采用雙模C/L終端的語音方案，在終端的成本、產業鏈、用戶體驗方面有優勢。LTE 800M未來作為承載4G業務的基礎網絡，通過合理的建設方式不僅能快速達到與C網覆蓋可比的水平，而且能節省建設投資，對于4G快速下鄉，短時間實現農村地區大范圍的LTE覆蓋有重要意義[6]。由于LTE 800M的覆蓋能力稍弱于CDMA 1x（約差4 dB），考慮到VoLTE覆蓋要求，建議優先采用2T4R設備，可補償約3 dB的差距，短期內滿足LTE 800M網絡快速達到與C網覆蓋可比的水平，實現LTE網絡全覆蓋[12]。以下是C/L雙模組網的三種建設方案：

（1）方案一：C/L共模替換方案（原位替換）

將原站點CDMA網單模設備替換為CDMA和LTE 800M網絡雙模設備，需更換主設備和天饋線設備。

（2）方案二：C/L疊加方案（同址加站）

原CDMA網絡設備保持不變，同站址新增一套LTE 800M設備，兩套系統分別用一套主設備和天饋系統。

（3）方案三：新建C/L共模方案（新建基站）

新建物理站點，新增一套C/L雙模設備和一套天饋線系統，在覆蓋盲區可以彌補CDMA網絡覆蓋的現網及優化空洞的同時，實現LTE網絡的覆蓋。

C/L雙模組網三種建設方案原理如圖2所示。

根據現網CDMA網絡建設類型的實際情況，可采取對現有CDMA網設備升級、疊加建設LTE 800M網絡單模基站、使用CDMA和LTE 800M網絡雙模設備替換原CDMA網基站等方案，滿足LTE網絡部署需求。endprint

3.2 工程部署實例

（1）部署區域

為了減小測試對現網造成的影響，選取北方某省如圖3所示的農村場景區域進行LTE 800M網絡部署和測試驗證。覆蓋區域為海邊附近的平原地形，共計6個站點，周圍CDMA的78、119、106、201頻點已完成清頻工作。測試區域站點天線最大掛高為60 m，最小掛高為30 m，平均掛高約為43 m，最大站間距為5.6 km，最小站間距為1.4 km，平均站間距在2.5 km左右。

（2）方案選擇與參數設置

1）方案選擇

本次測試驗證工程采用多種LTE 800M部署方案，便于對集中組網方案都進行詳細的驗證測試。

原位替換方案：利舊原有CDMA網天饋系統、電源配套等，且RRU無需上塔安裝，可直接掛墻安裝，CDMA與LTE 800M兩張網絡共用一套BUU（Base Band Unit，基帶處理單元）、RRU（Remote Radio Unit，遠端射頻單元）、天饋系統，此種模式涉及基站D1個站點。

同址加站：利舊原CDMA網站址、鐵塔，需要新增天線抱桿、天饋系統和所有無線基站設備，CDMA與LTE兩張網絡各自獨立系統，僅共享電源、動環等配套設施，此種模式涉及基站A1個站點。

新建基站方案：CDMA與LTE 800M兩張網絡共用一套BBU、RRU、天饋系統，此種模式涉及基站C、基站E、基站F、基站B四個站點。

2）參數設置

測試主站點LTE 800M網絡均配置5 MHz帶寬，上下行中心頻點為829.2 MHz/874.2 MHz，CDMA主測站點及臨近站點的頻點配置均為1x頻點283號頻點和DO頻點37號頻點[7]。測試站點工參如表1所示。

4 測試結果分析

4.1 隔離區距離測試驗證

測試區域距離城區中心距離為13 km左右，邊界距離為8 km左右，選取了LTE 800M具有代表性的基站驗證了其對CDMA的78頻點影響。測試業務區CDMA高配區域主要是EVDO雙載波的78頻點無法降頻，語音雙載可以滿足現有城區邊界的需求，故評估78號頻點。另外由于本身LTE 800M網絡僅5 MHz帶寬，因此78號頻點對整個帶寬也具有代表意義。

（1）LTE 800M對CDMA網絡78號頻點的影響

選取基站A基站和基站F基站進行測試，功率設置方式：PA=-3、PB=1、RS Power=15.2，實際發射功率為20 W。測試范圍均在基站的2、3小區之間，兩個小區夾角100°，故最大的主瓣夾角為50°。

基站A基站：CDMA網老站，為60 m鐵搭，站高最高（具有一定的代表性）。方位角分別是40°、140°和290°，下傾角全部是4°+2°配置。

基站F基站：共享移動的站點，30 m單管塔（具有一定的代表性）。方位角分別是50°、220°和320°，下傾角全部是3°+1°配置。

距離及與天線主瓣夾角對網絡的干擾情況（LTE對CDMA網絡78號頻點）如表2所示。

LTE 800M網絡帶寬的底噪最能真實反映網絡的實際頻譜狀況。從表2可以看出，在8 km以內的距離主瓣內，LTE 800M網絡對CDMA網絡的干擾明顯增大，超過4 dB，在8～10 km的距離范圍內，800 MHz的LTE網絡對CDMA網絡基本不存干擾，但是當10 km的距離測試地點在天線主瓣覆蓋范圍內時，也存在非常大的干擾。在6 km以內的距離主瓣內LTE 800M網絡對CDMA網絡的干擾明顯增大，超過8 dB以上。

如圖4所示，LTE 800M網絡開通之前、開通之后和LTE 800M網絡70%加載情況下，頻譜基本無變化，距離為20 km、夾角為10°。

60 m站的安全距離為25 km，30 m站的安全距離為10 km，可以通過避開主瓣方向、下壓傾角、降低功率和利用天然地理屏障等方法適當降低隔離帶距離，天線掛高60 m的基站大約可降至10 km，天線掛高30 m的基站大約可降至8 km。以上數值為參考數值，不同的地形地貌會存在差異。

（2）CDMA網絡78號頻點對LTE 800M網絡的影響分析

CDMA網絡78頻點使用的頻段（871.715 MHz—872.965 MHz）落在LTE 800M的頻點中（871.7 MHz —876.7 MHz），對基站A基站進行網絡測試，驗證78號頻點對LTE 800M的影響情況。基站A基站是原CDMA網絡基站，站高為60 m，鐵搭類型為角鋼塔，其CDMA方位角是5°、120°和225°，下傾角全部是7°+0°配置，78頻點發射功率為20 W設置。測試結果如表3所示：

從表3可以看出，對于60 m左右的角鋼塔，天線正對方向25 km可以視為安全距離，78號頻點對LTE 800M的影響與LTE對CDMA高配區域的影響類似。

4.2 LTE 800M單站性能測試

對測試區域內的5個站點進行單站測試驗證，測試結果如表4所示。

對已開通LTE 800M站點的每個小區，選取近點進行單站驗證測試，其下行峰值速率可達38.73 Mbit/s、平均速率為35.23 Mbit/s，上行峰值速率可達13.02 Mbit/s，平均速率為12.54 Mbit/s，站內、站間切換正常。

4.3 LTE 800M網絡性能測試

試點區域LTE 800M網絡空載和加載70%負載（模擬又負荷的網絡性能）的網絡性能對比測試數據如表5所示。

根據表5測試數據分析，空載測試時，下行平均速率穩定在12 Mbit/s以上；加載70%負載測試時，下行平均速率穩定在3.2 Mbit/s左右，相比空載時雖有明顯下降，但仍然處于正常性能范圍，三種功率設置RSRP和覆蓋率變化都不明顯，SINR值有明顯下降但仍然屬于優良范圍。總體測試結果表明試點區域LTE 800M網絡性能達到設計預期目標。endprint

試點區域的路測結果如圖5所示（上圖為RSRP路測結果，下圖為SINR路測結果）。

在測試區域范圍內LTE 800M網絡覆蓋良好，RSRP值滿足-105 dBm的邊緣覆蓋要求，SINR值均大于-3 dBm。

4.4 測試結論

（1）通過合理設置隔離區域，可以有效規避重耕3 MHz區域和5 MHz區域LTE 800M與CDMA網絡的干擾。

（2）重耕5 MHz帶寬的LTE 800M站點的單點測試結果和整體網絡性能測試結果表明，在800 MHz頻段部署LTE網絡指標能夠達到預期目標。

（3）因為城區高配置站的原因，短期內仍需要設置隔離區，可以采取以下方案將隔離區范圍控制在8—10 km，待城區高配置站點完成清頻后，全網部署5 MHz帶寬LTE 800M網絡。

1）以山川等天然地形劃定隔離區；

2）調整天線方位角使隔離區域由天線旁瓣覆蓋；

3）降低天線俯仰角、降低基站功率參數減小覆蓋距離。

5 結束語

本文對在800 MHz頻段進行C/L雙模組網的策略進行了分析，通過對測試區域站點的測試分析，可以看出LTE網絡和CDMA網絡同頻部署時，能夠充分利用現有CDMA網絡的資源快速高效地在農村區域部署LTE網絡，且覆蓋效果可與C網可比，以滿足VoLTE和NB-IoT業務的開展，結合適當的市場營銷策略能加速推進用戶和業務從CDMA網絡向LTE網絡遷移，可逐步將C網退網，屆時LTE 800M網絡的帶寬可拓展至10 MHz，能夠顯著提升LTE 800M網絡承載能力，進一步提升中國電信在移動網絡市場的競爭力。更進一步，未來通過申請次800 MHz頻段，能將LTE 800M頻段拓寬至20 MHz，結合1 800 MHz和2 100 MHz實現三載波聚合，真正打造出一張更高速且運營效率更高的精品4G網絡，為用戶提供更為優質的服務。

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