16T16R技術在農村TD-LTE網絡中的應用研究

譚利平（中國移動通信集團河北有限公司邯鄲分公司，邯鄲 059000）

16T16R技術在農村TD-LTE網絡中的應用研究

譚利平
（中國移動通信集團河北有限公司邯鄲分公司，邯鄲 059000）

摘 要本文通過對農村地區TD-LTE基站與GSM900基站共站址的可行性進行研究，對于部分農村山區，GSM站間距過大，TD-LTE與GSM共站無法保證有效覆蓋，增加新站點又會加大投資成本的情況進行了分析，提出了16T16R方案并對其進行了研究。通過實驗證明16T16R方案的優勢和可行性。進而向現網推行，增強農村網絡覆蓋能力和服務能力，提升邊緣用戶感知。

關鍵詞LTE；網絡覆蓋；共站址；16T16R

隨著TD-LTE網絡建設工程的進行，滿足農村地區TD-LTE網絡覆蓋的要求勢在必行。本文通過對農村地區TD-LTE基站與GSM900基站共站址的可行性進行研究，對于部分農村山區，GSM站間距過大，TD-LTE與GSM共站無法保證有效覆蓋，增加新站點又會加大投資成本的情況進行了分析，為了最大化的挖掘當前共站模式的潛力，提升廣覆蓋能力及邊緣用戶感知，提出了16T16R方案并對其進行了研究。

1　16T16R方案

1.116T16R原理

兩個8T8R的RRU3168e在同一站點相同扇區朝向，實際上需要實現兩個8T8R RRU的小區合并， 每扇區中一個RRU主發TD-SCDMA信號（該RRU上的TD-LTE信號降功率發射），一個RRU主發TDLTE信號（該RRU上的TD-SCDMA信號降低到最小功率發射，目前是不發射TD-SCDMA信號），下行TD-SCDMA和TD-LTE可以盡可能最大化利用每個RRU的功率（下行：TD-SCDMA只在一個RRU發射，TD-LTE可以在兩個RRU聯合發射），從而提升下行覆蓋能力。上行，TD-SCDMA和TD-LTE都按照16個天線來解調，從而提升上行覆蓋能力。

小區合并原理是將多個RRU合并為一個小區，在該小區中，所有RRU使用相同的PCI。該小區采用RRU聯合調度，即下行物理信道采用多RRU聯合發送，上行物理信道采用全部接收和選擇接收，使得原先彼此干擾的多個小區信號變成多徑疊加增強的信號，提升了小區邊緣的SINR，減少了相鄰小區數量，明顯減小了小區間同頻干擾，從而改善用戶在小區邊緣的業務體驗。

多RRU合并的小區，下行物理信道采用聯合發送，聯合發送是指小區內多個RRU通過聯合調度在相同的時頻資源上同時發送相同的數據。相比普通情況下每個

RRU各自為一個小區的組網方式，多RRU合并的小區內各RRU控制信道沒有了干擾，反而可以通過聯合發送獲得增益。

多RRU合并的小區，上行PRACH和SRS采用全部接收，PUSCH和PUCCH采用選擇接收。全部接收是指小區中的RRU均進行數據接收；選擇接收是指只在目標RRU（eNode B根據測量到用戶的信道質量，選擇一個最好的RRU作為目標RRU，進行PUSCH/ PUCCH接收）進行數據接收。

1.2方案介紹

16T16R方案是一種TD-SCDMA/TD-LTE雙模創新解決方案，其技術核心是在原基站設備上增加一個RRU，并級聯兩個RRU設備。具體操作是將基站的一個小區采用2個8通道的RRU，理論上16R相對于8R上行提升SINR約3 dB，上行覆蓋半徑提升20%左右，而且16T相對8T有更大的下行發射分集增益，下行覆蓋半徑提升20%左右。16T16R系統BBU與RRU連接圖，如圖1所示。

下行采用兩個8 通道RRU，其中一個RRU下行主發射TD-LTE，另一個RRU下行只發射TDSCDMA，TD-SCDMA的剩余功率可以給TD-LTE使用，下行單制式可以最大化使用每個RRU的功率，TD-LTE可以實現下行16通道發射，以滿足農村廣覆蓋場景下行功率的需求。

上行采用16通道雙模接收來同時提高TD-SCDMA/ TD-LTE上行覆蓋能力：同一個小區使用兩個RRU進行聯合收發；兩個RRU和兩幅天線分別并排集中放置；16通道最大比合并接收，理論上比8通道可以獲得最大3 dB的增益。

單小區場景下，16R相對8R上行提升SINR約3 dB，上行覆蓋提升20%左右；16T相對8T有更大的下行發射分集增益，下行覆蓋提升20%左右。

1.3方案改造施工要求

（1） 一個8T16R小區包含兩副8T8R天線和兩個8T8R的RRU，RRU型號一致。

（2） 兩副天線型號要一致（與8T8R時一致），天線并排安裝，在同一平面內，保證同覆蓋。

（3） 兩個RRU到兩副天線之間的饋線盡量保持一致。（4） 兩副天線的方位角和下傾角保持一致。

（5） 兩副天線的水平間距最好在50～80 cm。

（6） 改造的難點在于要使兩幅天線并排安裝在同一平面上，信號塔上有6個抱桿，均勻安裝在平臺上，每兩個抱桿之間距離過大。如果改造成16T16R組網，需要額外增加抱桿，以保證16T16R的性能。

2　16T16R方案試驗

2.1實驗環境

16T16R方案試驗選取站點周邊環境為典型的農村場景，站點周圍多為農村平房，無高大建筑。

2.2實驗方式

DT：選擇室外直射場景，對覆蓋范圍進行DT對比測試，測試項目為上傳和下載。找到電平臨界點（RSRP=-110， SINR=0）的最遠覆蓋距離，輸出指標、截圖；室內進行CQT測試，輸出指標、截圖。

CQT：選擇直射覆蓋的居民區域，由近及遠選擇室內（或有阻擋的位置）共計5個CQT點，對改造前后進行對比測試。

2.3實驗站點配置

2.3.1 16T16R站點配置說明（F頻段）

（1）場景配置。每個站點包含3個扇區，每個扇

區配置兩個8通道雙模RRU，即3扇區總共需要6個RRU。

TD-LTE支持F頻段20 MHz、10 MHz、20 MHz+ 10 MHz；TD-SCDMA支持FA頻段6載波。雙模最大支持20 MHz+10 MHz+6 C。

每扇區中一個RRU主發TD-SCDMA信號（該RRU上的TD-LTE信號降功率發射），另一個RRU主發TD-LTE信號（該RRU上的TD-SCDMA不發信號）。下行方向TD-SCDMA和TD-LTE最大化利用每個RRU的功率，從而提升下行覆蓋能力，上行方向TD-SCDMA和TD-LTE都按照16個天線來解調，從而提升上行覆蓋能力。

（2） 涉及設備。基帶板：TD-LTE，UBBPd9；TD-SCDMA，UBBPb、UBBPc。RRU：RRU3168efa、RRU3168-fa。BBU機框：20 MHz場景可采用BBU3900或BBU3910，20 MHz+10 MHz場景只能采用BBU3910。

（3）單板配置。TD-LTE：UBBPd9最大支持兩個16T16R小區，所以20 MHz場景需要兩塊UBBPd9，20 M+10 M場景需要3塊UBBPd9。

TD-SCDMA：UBBPb支持3個16T16R物理小區，每小區支持3載波，S666場景需要兩塊UBBPb；UBBPc支持3個16T16R物理小區，每小區支持兩載波，S666場景需要3塊UBBPc。

（4） RRU和天線安裝要求。一個16T16R小區包含兩副8T8R天線和兩個8T8R的RRU， 兩副天線和兩個RRU型號要一致，天線并排安裝。兩個RRU到兩副天線之間的饋線盡量保持一致，兩副天線的方位角和下傾角保持一致。兩幅天線在滿足同覆蓋的條件下，水平間距在0.5～0.8 m之間。

2.3.2 16T16R站點配置說明（D頻段）

（1）涉及設備。基帶板：UBBPd9。RRU：RRU3257、RRU3273、AAU3213，支持不同類型的RRU混用。BBU機框：1D、2D場景可采用BBU3900或BBU3910，3D場景只能采用BBU3910。

（2） 單板配置。UBBPd9最大支持2個16T16R小區。

（3） 組網說明。D頻段支持3：1和2：2兩種時隙配比，每個站點包含3個扇區，每個扇區配置2個8通道雙模RRU。

（4）配套版本。SRAN 3.0/eRAN 8.0，典型場景。

（5）RRU和天線安裝要求。一個16T16R小區包含兩副8T8R天線和兩個8T8R的RRU， 兩副天線和兩個RRU型號要一致，天線并排安裝。兩個RRU到兩副天線之間的饋線盡量保持一致，兩副天線的方位角和下傾角保持一致。兩幅天線在滿足同覆蓋的條件下，水平間距在0.5～0.8 m之間。

2.4試驗結果

（1）從定點CQT測試結果看，可以得到如下結論：16T16R小區相對于8T8R小區不光在室外，在室內的增益同樣明顯，表明16T16R小區可以改善深度覆蓋的用戶體驗。

（2）從拉遠測試結果看，可以得到如下結論：將兩種方案分別對實驗站點進行拉遠試驗，16T16R方案較8T8R方案有20%左右的增益。測試指標對比如表1所示。

觀察表1：16T16R配置，達到-107 dBm的RSRP，距離為1 490 m；8T8R配置，-111 dBm的RSRP距離為1 430 m。

在基站升級16T16R配置后，可以帶來4 dB增益，可有效提升原-111 dBm地點達到-107 dBm的RSRP水平。在掉線距離、反向接入距離、業務邊緣距離的覆蓋都有不同程度的增益；上行覆蓋距離增益約為20%。

（3）從組網測試結果看，可以得到如下結論：16T16R小區相對于8T8R小區在RSRP、SINR及上下行吞吐量上都有一定的增益；下行組網吞吐量平均增益，MIFI測試增益約為26.2%，Note2約為32.8%；上行組網吞吐量平均增益，MIFI測試增益約為30%，Note2約為32%；覆蓋提升明顯，約為3 dB。16T16R小區相對于8T8R小區在邊緣覆蓋分布方面，不同終端都有明顯的增益。

表1　8T8R與16T16R不同RSRP情況下上下行速率、SINR及傳播距離統計表

3　16T16R方案總結

3.1方案優勢

（1）網絡指標，覆蓋效果角度。升級8T8R基站為16T16R站點可使覆蓋距離增加25%，覆蓋面積增加55%。實現農村低成本快速部署TD-LTE網絡。可以保證大部分農村地區的有效覆蓋。

（2）網絡規劃角度。16T16R有效傳播距離變大，農村建設采用8T8R宏站與GSM共站方式，緩解對網絡規劃的限制，站址選擇更從容。

（3）建網投資角度。有效減少TD-LTE建設站點數目，大幅減少站點建設建設投資。特別是對于農村場景，主要矛盾為TD-LTE覆蓋需求的區域，本方案能有效提升“每載波覆蓋面積”，減小載波數需求。

（4）工程實施角度。采用16T16R方案，減少施工站點數目，降低工程管理難度。

節省工作量：站址選擇、交流引入施工、塔基施工及養護、鐵塔安裝等工作。可節省工期，加快交付。

（5）網優維護角度。因使用16天線收發，相比傳統8天線方案，有4 dB增益，可有效提升小區內的SINR水平，加強農村室內深度覆蓋。應對未來網絡需求變化，可直接選擇現有8T8R站點升級即可，減小網優工作量。

（6）未來的技術升級路徑。未來，可為提升廣覆蓋效果，并兼容農村MBB和WBB用戶的容量需求，從載波合理配置、優化天饋參數等方面再加以優化。

3.2方案效果

通過仿真+實測，證明高增益天線、16T16R方案均是有效拓展農村TD-LTE廣覆蓋的技術手段。邯鄲現網測試指標如表2所示，可指導實際建設。

表2　不同天線下傾角對應8T8R、16T16R、高增益天線傳播距離與增益對比表

另外，對河北典型農村區域的TD-LTE站點建設規劃分析：TD-LTE建設要依靠現有GSM站址進行。用表2的傳播距離為基準，結合實際平面地圖進行分析，需要使用16T16R的站點，占分析區域GSM站點數的比例約34%；存在較多山區的農村區域，需要使用16T16R的站點，占分析區域GSM站點數的比例約16%。

由此可見，16T16R農村廣覆蓋方案在平原區域效果較明顯。

4　16T16R方案現網推行

廣平是邯鄲的典型農業縣，就無線網絡覆蓋而言，當地G網已經全覆蓋，TD-LTE覆蓋水平在邯鄲當地處于中游，具備分析規劃方法的典型意義（如圖2所示）。

圖2　廣平縣16T16R仿真規劃圖

對廣平農村區域進行覆蓋評估。評估村莊和鄉鎮是否有TD-LTE基站覆蓋。各選定需要平滑升級40個8T8R小區增強覆蓋，在圖2中用藍色三角形標注。而在紅色區域內的村莊和鄉鎮建議通過后續新建TD-LTE站點解決覆蓋問題。

峰峰是邯鄲的一個市轄區，就無線網絡覆蓋而言，

當地G網已經全覆蓋，TD-LTE覆蓋水平在邯鄲當地處于中游，具備分析規劃方法的典型意義（如圖3所示）。

圖3　峰峰礦區16T16R仿真規劃圖

對峰峰農村區域進行覆蓋評估。評估村莊和鄉鎮是否有TD-LTE基站覆蓋。各選定需要平滑升級40個8T8R小區增強覆蓋，在圖3中用藍色三角形標注。而在紅色區域內的村莊和鄉鎮建議通過后續新建TD-LTE站點解決覆蓋問題。

5　結束語

全面提升農村地區TD-LTE網絡覆蓋能力是后期TD-LTE網絡發展的重要要求。16T16R技術既可以提升廣覆蓋能力及邊緣用戶的感知，又可以利用當前共站的優勢便利、降低網絡成本，在技術優勢和可行性方面優勢明顯，值得大力推廣。

參考文獻

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Research on the application of the 16T16R technology in rural TD-LTE network

TAN Li-ping
(China Mobile Group Hebei Co., Ltd. Handan Branch, Handan 059000, China)

AbstractBased on rural areas TD-LTE base stations and GSM900 base station co site feasibility study, in some rural areas, GSM station spacing is too large, TD-LTE and GSM total station can not guarantee effective coverage, increase the new site will increase the cost of investment is analyzed, enhance the coverage ability and edge user perception proposed 16T16R and do some research on the. The advantages and feasibility of 16T16R scheme are proved by experiments. And then to the implementation of the current network, enhance the ability of rural network coverage and service capabilities, enhance the edge of user perception.

KeywordsTD-LTE； network coverage； co-location； 16T16R

收稿日期：2015-07-29

中圖分類號TN929.5

文獻標識碼A

文章編號1008-5599（2015）11-0012-05