面向質量優化的中國移動TD-LTE網絡建設中后期頻率使用及功率配置方法探討

朱曦寧，曹 祿，李鳳武，趙 林

（1.中國移動通信集團設計院有限公司江蘇計劃單列分院，南京 210029；2.中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

1 中國移動頻率資源

中國移動頻率資源相較其他友商更為豐富，擁有F、E、D三個TD-LTE頻段，利用好頻率資源優勢是很關鍵的。由于三個頻段的傳播特性、帶寬不同，需要結合各自優勢分場景使用。此外，TD-LTE由于上行受限，相對FDD-LTE有一定的覆蓋劣勢，為爭取覆蓋優勢，需在使用場景及參數配置上應當做好優化工作。

2 中國移動TD-LTE頻率資源使用場景分析

2.1 可用頻率

工信部批復中國移動用于TD-LTE系統的頻段總計145MHz，包括F、E、D等三個頻段，其中F頻段范圍為1880-1915MHz，E頻段范圍為2320-2370MHz，D頻段范圍為2575-2635MHz。

表1 中國移動TD-LTE頻率資源

2.2 頻率復用方式

TD-LTE頻率復用方式可分為同頻組網、同頻SFR組網、異頻組網等方式。同頻組網方式為所有小區使用相同頻點，小區間同頻干擾相對嚴重。同頻SFR方式為同頻組網與ICIC技術相結合的技術，小區邊緣用戶可使用整個可用頻點的一部分，且鄰小區相互正交，小區中心用戶可使用整個可用頻段。異頻組網方式為同一基站不同小區采用不同頻率，但是不同基站小區間存在同頻配置。當前各地網絡為了保證網絡容量，發揮4G高速網絡優勢，從最大化頻率利用效率出發，主要采取的是同頻組網。

2.3 頻段使用場景策略

2.3.1 F頻段與D頻段對比

根據理論估算，室外環境中，在自由空間D頻段傳播損耗比F頻段大2.7dB，在市區宏蜂窩場景D頻段傳播損耗比F頻段大4.6dB。室內環境中兩者傳播損耗差異將更大，室內深層覆蓋（一堵墻），F與D的傳播損耗差異將達7.3-9.2dB。

此外，在資源、建設上二者也有區別。具體對比如下表。

表2 F、D頻段綜合特性對比

通過對比可發現，F頻段傳播特性較好，有利于實現深度覆蓋，但頻率資源有限，易受到相鄰頻段干擾。相對而言，D頻段頻率資源充足，干擾較少，利于保證網絡容量及用戶感知，但覆蓋能力較弱。

2.3.2 頻段使用策略

由于F頻段傳播損耗小于D頻段，適合解決網絡連續覆蓋問題，D頻段由于頻率資源豐富，頻帶內干擾情況相對簡單，應用于提升網絡容量。因此對于城區內連續覆蓋、城區外農村熱點覆蓋、行政村覆蓋、高速公路及高速鐵路覆蓋，應當采用F頻段覆蓋，在有容量需求的情況下才引入D頻段。城區內由于容量需求大，深度覆蓋要求高則可以采取F頻段覆蓋或F+D雙層覆蓋。

根據工信部的批復，E頻段是用于室內建設的。實際建網中在存在容量需求的相對封閉場景，不對室外造成干擾的情況下，可采用F頻段、D頻段建設。

由于主流廠家的微小基站設備以D頻段為主，因此主要采用D頻段建網，對于用于補盲的微站，可與宏站采用同頻或異頻組網；對于用于補熱的微站，可采用異頻組網。

2.3.3 頻點使用策略

F頻段分為F1（1885-1905MHz）、F2（1904.4-1914.4MHz）兩個頻點，由于F1頻點有20M，網絡容量大，室外F頻段宏站建議優先選擇F1頻點。此外，1880-1885MHz可作為與電信FDD-LTE的隔離頻帶。

D頻段分為D1（2575-2595MHz）、D2（2594.8-2614.8MHz）、D3（2614.6MHz-2634.6MHz）三個頻點，考慮到異構網組網時的宏微干擾控制，以及鄰近頻率其他運營商頻帶的干擾較小，室外組網的主體宏站部分可以優先選擇D2頻點，而異構網補充覆蓋的微小基站建議選擇D1頻點。

E頻段分配E1（2320-2340MHz）、E2（2340-2360MHz）、E3（2360MHz-2370MHz）三個頻點，為減少對WLAN干擾建議優先使用E1頻點。

3 功率配置分析及覆蓋提升建議

3.1 TD-LTE發射功率相關參數

TD-LTE系統中，功率分配以每個RE為單位，通過引入PA、PB參數指示基站對發射功率進行控制。其中PA表示不存在RS的PDSCH符號發射功率與RS功率的比值，PB指示存在RS的PDSCH符號發射功率與不存在RS的PDSCH符號發射功率的比值。

CRS EPRE、PA，PB與設備發射功率存在對應關系，中國移動單載波發射功率主流配置40W，當PA=0db，PB=0db時，CRS EPRE=12.2dBm。除此之外，設置不同的RRU發射功率和PA、PB也可以改變CRE EPRE，目前常見的設置有以下幾種。

表3 常見PAPB設置

images/BZ_70_188_308_1187_382.png

提升發射功率可以提升基站覆蓋能力，改善MR覆蓋率。但在整體網絡運營的角度看，簡單增加發射功率將帶來明顯的負面影響，主要包括以下4個方面。

（1）載波功率提升影響分析。由于廠商按功率license收費，如果提升發射功率，將產生額外費用。

（2）擴展性不足：在現網中，大量RRU最大發射功率為120W/160W，若提高到80W每小區后無法滿足后續3載波擴容需求。

（3）干擾抬升：小區功率整體提升后容易產生過覆蓋，城區站間距較密，容易造成干擾。

（4）鏈路預算影響分析。采用40W發射功率可滿足上下行鏈路平衡，下行接收電平為-113dBm、上行目標用戶速率為128kb/s時鏈路預算，上下行最大路損均為134.9dB，上下行業務信道達到鏈路平衡。采用80W發射功率，下行允許最大路損增加，但由于保障128kb/s速率的上行允許鏈路最大路損不變，無法達到鏈路平衡，邊緣用戶上行速率將無法達到128kb/s。

3.2 功率配置及覆蓋增強功能應用建議

根據上述分析，可以看到簡單提高發射功率存在諸多問題，將對網絡帶來不利影響，因此采用單載波40W進行配置是比較合理的。

此外，在標準功率配置不足時，可以考慮引入以下技術提升覆蓋水平。其中，CRS Power Boosting、無損廣播權值在特定環境下有可能對網絡性能帶來不良影響，因此有必要根據其試點實測性能進行分析，從而提出使用建議。

（1）CRS Power Boosting：小區覆蓋主要取決于CRS發射功率，因此CRS Power Boosting可提升網絡覆蓋，CRS功率提升技術（表3配置5），在提升覆蓋的同時可以保證RRU總功率仍然控制在40W以內，為日后擴容預留功率空間。但在全網同頻組網情況下，RS功率提升會對業務信道PDSCH產生干擾，信道質量評估出現偏差，BLER升高、MCS降低、CQI降低、下載速率降低。

為評估Boost功能開啟后對現網網絡質量的影響，選取某市某片區共12個LTE宏站進行開啟CRS Power Boosting功能試驗。

從結果看，平均RSRP從-82.77dBm提升到-80.16dBm，但平均下載速率從36.52Mb/s下降至32.76Mb/s。覆蓋質量提升，但下載速率下降，說明RS對PDSCH的干擾有所抬升。因此，本技術更適宜應用于農村，客戶價值較低，對網絡容量及速率不敏感的區域。

（2）下行功率分配：基站靈活調整發給UE的下行信號功率。對于使用QPSK或波束賦形的用戶快速調整功率。當某個子幀內同時調度好點用戶和差點用戶時，借用好點用戶的功率給差點用戶，提升差點用戶業務體驗。

（3）載波間功率共享：共RRU的多個載波間動態共享功率，提高功率資源利用率。由于多個載波同時滿功率的可能性較小，可借用共RRU的其它載波的剩余功率給功率資源不足的載波，從而提升整體性能。

（4）無損廣播權值：智能天線廣播波束權值參數對賦形效果有決定性作用，默認天線權值一般為出廠建議值，以控制鄰區同頻干擾。設置為無損權值可以提升覆蓋能力，但對賦型效果有不利影響，會導致干擾加大。因此，在覆蓋受限、干擾情況樂觀的區域可以考慮使用。為驗證無損廣播權值的效果，在某經濟大省進行試點，結果如表5：

表5 無損廣播權值配置試點結果

天線權值調整后后，覆蓋率從94.94%提升至97.77%，平均RSRP從-90.72dBm提升至-86.66dBm，平均下載速率從31.67Mb/s提升至33.29Mb/s。在試點中，由于區域站間距較為稀疏，優化手段得當，片區主要問題為覆蓋受限而非干擾受限，因此在提升覆蓋的同時也提升了SINR，造成了覆蓋、容量同步提升。

綜上所述，以上4個技術中，Power Boosting、無損廣播權值均可能對網絡容量產生不利影響，需要在評估網絡不是干擾受限的時候才建議使用。

4 結束語

在網絡的中后期建設中，覆蓋質量是網絡建設關注的重點，對頻率、功率的使用在提升覆蓋能力方面的的討論是有價值的。未來的網絡建設中，應當結合具體的覆蓋場景和運營數據優化參數配置，并有選擇的開啟覆蓋增強功能，盡量在保護現有資源下，做到質量更佳的規劃優化。