TD—LTE超閑小區帶寬減容及網絡影響研究

李國強 劉珂

【摘 要】為解決超閑小區資源浪費問題，探索了利用帶寬減容優化TD-LTE超閑小區的方法。通過將系統帶寬由現用的20MHz降低至10MHz，平衡超閑小區4G用戶數和資源利用率的關系，并通過4種分析方法，共分5種場景對比，對方案進行了驗證。通過帶寬減容可以在滿足用戶業務需求的前提下，提升TD-LTE頻譜利用率，減少超閑小區數量，并可提供更加靈活的組網方式，降低現網頻率干擾。在RRU最大發射功率一定的條件下，通過配合RS功率調整，可提升F頻段約20%的覆蓋。

【關鍵詞】TD-LTE超閑小區 帶寬 減容 RS功率調整

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.05.013 中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）05-0060-05

引用格式：李國強，劉珂. TD-LTE超閑小區帶寬減容及網絡影響研究[M]. 移動通信， 2016，40（5）： 60-64.

1 引言

一般定義上下行日均總流量小于100MB的小區為TD-LTE超閑小區。超閑小區的設備負荷和空口資源利用率遠未達到設計要求，對硬件資源和頻率資源是一種極大的浪費，過多的超閑小區存在是TD-LTE網絡不健康的表現。本次試驗區域TD-LTE現網超閑小區127個，占比12%。超閑小區的PRB資源利用率不足5%，RRC日均最大連接用戶數小于10。

如果能夠在滿足用戶業務需求的條件下，將用戶數極低的小區的系統帶寬由現有的20MHz降低至10MHz，預計可以節省15%～20%的頻率資源，同時能夠提升基站參考信號功率，增強網絡連續覆蓋，降低頻率間的干擾，優化網絡質量。

本次研究在于探索超閑小區的減容方法，通過選取現網滿足條件的站點進行實際測試驗證，分析在不同帶寬、不同頻點情況下超閑小區帶寬減容的可行性以及對網絡的影響，為TD-LTE超閑小區減容提供方法和思路。

2 基本原理

TD-LTE信道帶寬可變，包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MH和20MHz，系統分別使用6個、15個、25個、50個、75個和100個資源塊（RB，Resource Block），支持對已使用的頻率資源的重復利用，信道帶寬的選擇可根據運營商擁有的頻率范圍以及用戶的業務量需求來決定，選擇最合理的信道帶寬來組網。

在中國移動LTE建網中，F頻段（1885MHz—1915MHz，現網使用前20MHz）主要用于農村、鄉鎮場景，F頻段處于TDD頻譜的最低位置，在進行室外宏蜂窩連續覆蓋時具有天然優勢，有利于增強廣域連續覆蓋。偏遠的農村及山區4G用戶數量相較城市還處在較低水平，可以考慮將特定小區的系統帶寬由20MHz降低至10MHz。

3 實施方案

3.1 站點選擇

基于滿足用戶業務需求為前提的驗證思路，選取現網用戶數極少、流量極少的F頻段站點。本次驗證選取站點為南湖樵業基站，該站點位于山區，覆蓋目標為臨近鄉村，與周圍站點站間距在2km以上，用戶數和流量極少。南湖樵業基站地理位置示意圖如圖1所示：

3.2 驗證方案

本次驗證方案分別對如表1所示的5種場景進行業務測試、DT測試、拉遠測試、指標監控等4項指標驗證，分析超閑小區帶寬減容對網絡的影響。

（1）各場景下進行如表2所示的業務測試，記錄實驗站點關鍵指標。

各場景下，選取好點進行業務測試，測試結果如表3所示。由測試結果可見，在好點時，帶寬為10MHz場景的上傳均值速率相比帶寬為20MHz的場景下降了約45%，帶寬為10MHz場景的下載均值速率相比帶寬為20MHz場景下降了約51%，由于帶寬減半，速率性能下降明顯。其余指標在兩種帶寬場景下基本一致，波動在合理范圍內，用戶視頻業務沒有受到影響。

（2）在各場景下進行DT測試，記錄實驗站點關鍵指標。DT測試內容及記錄指標如表4所示：

在場景一、場景三和場景四下，對實驗站點及相鄰站點周邊道路進行DT測試，結果如表5所示。在相同參考信號功率條件下，隨著帶寬減半，鄰區間干擾略有降低，SINR有所提升，但業務速率有所降低；在10MHz場景下，實驗站頻點設置為38544時較設置為38400時，由于頻點與相鄰站點錯開，鄰區干擾進一步降低。由于本次驗證只修改一個站點，鄰區間干擾降低有限，成片修改的效果幅度有待驗證。場景一、場景三、場景四的DT測試截圖如圖2、圖3、圖4所示。

在場景二和場景五下，對實驗站點進行拉遠測試，結果如表7所示。隨著帶寬減半，帶寬為10MHz時的參考信號功率可以比帶寬為20MHz時提升3dBm，即功率提升一倍。最大參考信號功率在帶寬為20MHz時最大可以設置為152，在帶寬為10MHz時最大可以設置為182。如表7所示，場景五比場景二-110dBm的覆蓋距離增加了約21.86%。場景二和場景五拉遠測試截圖如圖5所示。

在場景一、場景三和場景四下，網管指標監控結果如表9所示。由網管指標看，帶寬減半后對指標無明顯影響，小區用戶數和流量無明顯波動，干擾噪聲無明顯波動。

在場景二和場景五下，日網管指標監控如表10所示。由網管指標看，帶寬減半和最大功率提升3dBm后，雖然實驗站點選址較為偏僻，小區用戶數和流量仍有提升。

3.3 驗證結果

通過上述驗證，可以得出如下結論：

（1）小區帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，日均用戶數和數據流量不會減少，不會對用戶業務感知造成影響。同時帶寬減容在一定程度上降低了鄰區間干擾，提升了SINR值，改善了用戶感知。

（2）小區帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，使用測試軟件進行定點上傳和下載業務影響嚴重，速率減半，符合LTE峰值速率規律，對其他指標無影響。

（3）小區帶寬（F頻段）由20MHz降為10MHz后，參考信號功率可以提升3dBm，小區有效增加覆蓋范圍約20%左右。本次試驗中的選址雖然較為偏僻，但功率提升后小區用戶數有所增長，數據流量增長19%。

綜上所述，在特定場景下，如用戶較少、流量較低的農村區域，LTE超閑小區可以通過帶寬減容，提升基站覆蓋范圍，節省寶貴的頻率資源，減少頻率干擾，在一定程度上提升用戶感知。

4 結束語

隨著LTE網絡的快速發展，用戶對網絡的需求不斷提高，提高無線資源利用率、優化網絡質量是提升用戶感知的重要手段。本成果旨在節省頻率資源，為超閑小區減容提供優化思路。目前，中國移動對該課題進行試點推廣，應用效果良好，對提高超閑小區網絡利用率有積極意義。從經濟投入和網絡增益效果來看，該方法值得在用戶數少的農村和山區進行推廣使用。

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